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击败牛顿的小木匠
1773年,白发苍苍的哈里森从英国国会领取了8750英镑的奖金.从1730年,他第一次叩开经度局大门算起,几十年过去了,对于他来说,这笔奖金来得迟了点,但是毕竟在有生之年看到自己的科研成果得到肯定认可.
17世纪,大海航时代已经开启.西班牙,英国,法国都纷纷致力于海上航线的开拓.海上航行,精准的定位至关重要,而在当时只能依靠经纬度来定位导航.纬度容易判断,依靠北极星高度或者太阳中天高度就可以判断,哥伦布发现新大陆就是循着纬度航行.经度确立却异常麻烦,只能通过测量航速和其他辅助方法来估算,更多时候只能依靠船长的直觉或者运气.把船队的命运交给运气,是不靠谱的,定位不准造成船毁人亡的悲剧屡见不鲜.1707年,英国的一个舰队刚刚在海上打了一场漂亮的海战,海军少校率领四艘舰船胜利返航.不料在归途中遭遇大雾,船只因偏离预先航道而触礁沉没,1000多名官兵葬身海底.因此英国国会于1714年制定通过了《经度法》,国会承诺如果能够解决经度测量这一难题,将有巨额奖金,最高可达2万英镑.
消息传开,巨大利益让许多人撸起袖子往前冲,这其中就有当时的许多科学大腕,诸如牛顿、哈雷、欧拉、马斯基林这些知名科学家.当时的钟表制造技术已经相当成熟,但是,所有的机械钟表带到船上却统统不管用.航行中巨大的颠簸,寒暑温度的变化,热胀冷缩等各种原因让机械的物理属性全部发生变化.牛顿就曾说“在船上,要想依靠钟表来知道时间,我们这一代人做不到,我们之后的人也做不到”.于是,科学家们都把聚焦点放在星空上,他们认为星空、星象,这些是上帝给我们的钟表,读懂了就可以定位.
巨额的奖金也打动了一个普通人——哈里森.他只是一个乡下小木匠,没有多少文化,更不懂精深的天文学知识,他只对机械感兴趣,曾经自己“瞎鼓捣”,给当地的教堂造了一台计时准确的摆钟.他开始思考如何制造出能够经得起海上颠簸的时钟.1730年,他揣着自己的设计图辗转找到了当时的经度局领导——天文学家哈雷.哈雷不懂机械,把他引荐给了当时伦敦最好的钟表制造匠格拉姆.格拉姆是识货的,看了设计图以后,觉得可以一试,还拿出250英镑给哈里森作为制作经费.
5 年后, 哈里森以自己名字命名的第一台航海钟H1问世了.这是一个1米见方,重34公斤的庞然大物.哈里森创造性地使用“蚂蚱腿”这个发明装置,有效避免海上了颠簸对钟表精度的影响.哈里森带着H1进行了一次短途航行,结果证明,用它来测量经度比当时最有经验的船长测量得还要精确100公里以上.按说,哈里森完全可以顺理成章索要奖金了,可哈里森自己却不满意,他向经度局申请,给他时间,他要继续做出改进.
于是,他拿着经度局给的5 0 0英镑,一头扎进工作室.1741年,哈里森造出第二台航海钟H2.但他近乎执拗认为,这还不是他梦想中的航海钟.他觉得还有进步空间,又着手改进.H3花了他19年时间,和前两台的稍显稚嫩相比,H3堪称完美,结构紧凑,雍容华贵.哈里森还是不满意,他想再次超越自己,60岁的他又开始研制轻便易于携带的航海钟.6年后,哈森终于造出了怀表大小的航海钟H4.它仅仅比怀表大一些,重量只有3磅,高雅的白色表盘上雕刻着精致的花纹,表盘里面,哈里森用精心雕琢的和红宝石作为推杆.
在这漫长的时间段里,科学家们也一直没有闲着.他们把精力放在仰望星空、读懂上帝制造的钟表上.利用月亮,利用星象,确实能大略知道时间,但是其中过程的繁复耗时误差大先不说,单是遇上特殊天气,上帝的钟表就不管用了,这时只能依靠人类的智慧.
哈里森的儿子威廉带着H4远征.海上的颠簸让威廉发起高烧,这期间也不断遭遇恶劣天气.但是,H4却尽职尽责,在海上航行8 1天,仅仅慢了5秒钟.至此,哈里森完胜科学家.
面对这一奇迹,经度局却没有兑现自己的承诺.因为哈里森仅仅是个木匠,当时主流科学界不甘心不认输.最终国王乔治三世介入,他力挺哈里森,终于让这位穷尽一生的匠人获得了本该属于他的一切.
制造航海钟的技术公布了,一大批工匠不断参与改进,航海钟开始批量生产,也很亲民.等到达尔文航行时,他的“小猎犬号”上就带了22只航海钟,可见其普及程度.航海钟帮助英国征服了海洋,确立了海洋大国的地位.
这场旷日持久的钟表匠与科学家的竞争,钟表匠赢了.一开始哈里森的确是因为奖金,但是后来,他不断升级改造,不断自我否定,不忘初心,追求完美,追求卓越的工匠精神支撑着他走完了一个人的孤独之旅.
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