航海天文臺時計

 

 

發現美洲大陸後，更多人投身航海，探索新大陸，皆因一國之興亡，可取決於貿易和探險。 船隻除了需要出色的船長和船員，還需要可精確計量時間的時計。 

 

 

 

 

 

 

 

汪洋大海中，準確計量時間是計算船隻經度以至東西向位置的唯一可行方法。 緯度相對較易確定，可以使用六分儀或星盤等儀器測量。 確定經度（船隻以子午線為基準的東向或西向位置）則困難得多。航程歷時經月，僅僅數度的誤差，便可能令船隻進入未知水域，遠離原定目的地。 隨之而來的危險包括意外觸礁、耗盡補給，以至惡疾肆虐（尤其是壞血病）。 西班牙國王腓力三世為此開天下之先，舉行競賽，徵求解決之道。1598年，他定下的獎賞為6,000杜卡德幣、終身年金2,000杜卡德幣、1,000杜卡德幣現款。 

法國、威尼斯、荷蘭等各地隨即仿傚，當中以英格蘭的獎賞最為豐厚。 1714年，國會通過議案——如果有方法可以精準計算經度至一度以內，可獲獎金10,000英鎊；精準至40弧分以內，可獲15,000英鎊；精準至30弧分以內（等如半度），可獲獎金20,000英鎊。 

赤道上的1經度，相等於60海里（約110公里或68英里），接近南北兩極時距離則較短。 作者David Landes發現，此項目是歷史盛事，參與其中的傑出人才極多，名單就如荷里活科學歷史紀錄片的演員陣容，當中包括伽利略、帕斯卡、虎克、惠更斯、萊布尼茲、牛頓。

 

此一重大難題的解決之道，在於研發精準的計時器。當時，擺鐘已足夠精準，卻有一大缺點：鐘擺在移動的船隻上無法保持規律的擺動。 重賞之下，17、18世紀享負盛名的歐洲科學家躍躍欲試，尋求解決經度問題的方法。 20,000英鎊（相當於今日500萬至600萬美元）獎金的得主，既非傑出天文學家，亦非製鐘名匠，而是自學有成的木匠——約翰‧哈里遜（John Harrison）。 

哈里遜的首個時鐘於1735年完成。時鐘名為H1，體積龐大，重33公斤（73磅）以上，乍看不似是航海儀器。 

然而，在海上測試過後，競賽主辦者感到非常滿意，給予哈里遜500英鎊，以便他進一步研究、實驗。 

 

此後18年間，哈里遜創造了兩個時鐘——H2和H3，兩者皆未於船上測試。 1759年，哈里遜完成的時計傑作H4，成就計時歷史上的里程碑。 H4與哈里遜早前製作的複雜時鐘差異甚大，時計直徑達13厘米（5吋）以上，看上去似是一枚尺寸特大的普通懷錶。 

H4置於木盒中的軟墊上，並與哈里遜之子威廉一同登上皇家船艦德普特福號（HMS Deptford）。 

 

德普特福號於1761年從斯比黑德（Spithead）出航，目的地為牙買加。 船艦航行11個半星期抵埗後，H4只慢了5秒（在調整頻率後），相當於1/50度。 

 

哈里遜最後雖然取得獎金，但評審團認為時計須再行試驗。 1764年2月，威廉‧哈里遜擕同H4登上皇家船艦韃靼號（HMS Tartar），航向巴巴多斯。航海156日後，H4在調整頻率後快了15秒。 平均每日誤差為1/10秒以下，相當於9.75弧分的經度誤差。

這次試驗確立「前無古人、後無來者的著名天文臺時計」誕生；如此美譽出自魯伯特‧古爾德（Rupert Gould）的著作《The Marine Chronometer: Its History and Development》（「航海天文臺錶：歷史與發展」，Antique Collectors’ Club，Woodbridge，Suffolk）。 試驗期間，哈里遜等了9年才獲得獎金，3年後於1776年3月24日逝世。 

 

除了哈里遜發明的天文臺時計，亦出現了許多H4的仿製品，同樣非常成功。 其中一款名為K1，由拉古姆‧肯德爾（Larcum Kendall）製作。K1搭載於船長詹姆士‧庫克（James Cook）指揮的皇家船艦決心號（HMS Resolution）。 

 

K2則為H4的簡化版，搭載於皇家船艦慷慨號（HMS Bounty）上；史上著名的反叛布萊船長事件，便發生於該船艦上。

 

 

有了約翰‧哈里遜的天文臺時計，計時藝術更進一大步；各國都想運用哈里遜的創新技術，其構想旋即成為國際諜報活動的目標。 航海天文臺時計，曾經是史上最精確的擕帶式時鐘。 

 

多年間，許多名匠亦為研發航海天文臺時計貢獻良多，如英格蘭的湯馬士‧穆治（Thomas Mudge）、喬治‧葛理翰（George Graham）、約翰‧亞諾（John Arnold）、湯馬士‧安梳爾（Thomas Earnshaw）、丹尼爾‧奎爾（Daniel Quare），法國的皮埃爾‧勒‧羅伊（Pierre Le Roy）、尚-安東‧列賓（Jean-Antoine Lepine），瑞士的亞伯拉罕-路易斯‧伯特萊（Abraham-Louis Perrelet）、費迪南‧貝杜（Ferdinand Berthoud）、亞伯拉罕-路易‧寶璣（Abraham-Louis Breguet）。 

數百年間，計時的創意從義大利發源，綿延至德國、荷蘭、英格蘭、法國，最後來到命中注定的國家——瑞士紮根。