伟大的钟表匠约翰·哈里森

约翰·哈里森1693年出生于英国约克郡一个木匠家庭，父亲是当地没甚名气的一个木匠。小哈里森和父亲后来迁到了林肯郡的巴罗，赫尔河的入海口，能帮着造点帆船桅杆。作为长子的哈里森，从爹那儿学了一套手艺营生。但是小哈里森对钟表产生了浓厚的兴趣。六岁的时候他得了天花，爹扔了个表给卧病在床的他玩。他没日没夜地听表走动的声音，反反复复地拆了研究。长到十几岁，哈里森开始跟着爹做木匠，白天跟着出活儿，晚上在家里埋头研究钟表相关的书。20岁的时候，他做出了第一个落地长钟，几乎是全木制的。

那时正是航海业蓬勃发展的时候，也是大英帝国的全球殖民正在奠基的时候。航海技术当中非常重要的一点，就是经度和时间的测算。当冲着美洲一路向西，经度以及经度相对的时间一直在变化，15度差一个小时；位置和时间，必然要有一个是确定的。当时的方法是通过星星和月亮的相对位置来计算经度。但海上的天气变幻莫测，一刮风下雨就又抓瞎了。

挑战经度问题

1714年，当时的英国政府悬赏2万英镑（购买力相当于现在约200万英镑），征集解决这个问题的方法，并聘请了英国皇家天文台，也就是格林尼治天文台的专家们，组成了经度委员会，作为评审，牛顿当顾问。条件是，从英国出发，往西航行到西印度群岛，保持经度测算偏差在半度以内，也就是时间上的2分钟即可。这在当时被看作是一个天文问题，或者是一个科学问题。一时间格林尼治门庭若市，各路人马献计献策，但没有一个靠谱的方案。

对业余钟表匠哈里森来说，事情很简单。如果从英国出发的时候带个表，这个表一直显示的格林尼治时间，只要时间恒定，问题不就解决了么？按照标准，这个表每天的误差，要在2.8秒以内。在当时，制造精确的钟表，是非常困难的事。首先，是表的内部结构会不断摩擦损耗，摆在家里随便用用都需要时常保养调校、加以润滑，遑论航行在潮湿的海上。而且，当时的机械钟表多用的是钟摆结构，而地球并不纯圆，重力会随着纬度改变，别小瞧这个误差，稍微航行个几百海里，就不知道偏到哪里去了。

第一个航海钟

哈里森很执着，决心解决这两个问题。他和他的弟弟詹姆斯，先接了不少制造钟表的活儿，向追求精确度的目标渐渐靠近。为了解决第一个摩擦和损耗问题，他造出了一种不需要润滑剂的钟，钟内采用了一些金属部件，并把摩擦降到了最低。这个钟在静止的状态下，可以一个月只偏2秒钟，这是当时世界上最精确的钟。1735年，他造出了第一个航海钟，H1。总的说来，这是一个落地长钟的缩小版，但有一个革命性的设计：他抛弃了随地球重力偏向而失准的钟摆，而使用了金属的发条（这个结构被称为蚱蜢擒纵轮），并且对称的结构能够平衡移动和颠簸带来的扰动。

对于一个木匠来说，接触金属精工也是一个挑战。在伦敦，他走访了无数个五金制造铺，找铜匠和铁匠帮忙制作和调校零件，任何一个工匠，都需要不断学习。H1造出来之后，科学界轰动了。哈里森的家门每天被上门打探消息的人围得水泄不通。一年以后，哈里森和H1开始小型试航，往返了一趟里斯本。H1表现得非常好，在返程的路上还纠正了航船的偏向。这时候只要H1完成一趟往返西印度群岛的旅程并被证明足够精确，就完成任务了。但哈里森没有。他向经线委员会申请了一笔资助，要造一个更精确、更可用的计时设备。

专业人员不信

第二年他开始造H2，但发现了一个重大失误，这耗了他4年时间。他抛弃了这个设计，开始造一个新钟，H3。这花了他19年的时间，从1740年一直到1759年。但他不满意这个又大又沉的物体，又把自己的设计推翻了。这次，他要彻彻底底地挑战传统。他设计了H4，一个仅仅13cm直径的表，让伦敦一个表匠约翰·杰夫里帮他按着样子做出来。

在当时，没有人认为“表”是一种严肃的计时工具，都是富人揣在怀里把玩的。但哈里森不这么认为。他相信，只要按他的思路做，就能实现用表精确计时。1759年，这个表被造出来了。1761年11月18日，68岁的哈里森，让他的儿子威廉，带着H4航向牙买加。两个月之后航船抵达，表只慢了5.9秒！但是，经度委员会很不服气，不相信业余出身的钟表匠哈里森，能解决天文学家解决不了的问题，拒绝给哈里森那两万英镑。H4的第二次航行去巴巴多斯，这次差了39.2秒，这也比2分钟的标准少了2/3。1765年，经度委员提出钱可以给，但有两个条件：把制表图和制表方法公开出来，给1万镑；还需要造两个同样精确的H4，以保证这个表是可复制的，再给余款。已经72岁的哈里森勉强接受了这个条件。委员会派了6个工匠来他家看图纸，又要求把H1、H2、H3也交上来。哈里森也同意了。

成就终被承认

拿着这来之不易的1万英镑，哈里森开始用逐渐模糊的视力，和越来越不支的身体，开始造H5。与此同时，6个工匠中的一个，也是哈里森眼中伦敦当时最好的年轻表匠拉库姆·肯德尔，开始造H4的复制版K1。1769年，K1和H5都造好了。但经度委员会认为K1不算数。这等于让哈里森在临终之前再造一个表。

79岁的哈里森怀着满腔的悲愤，向国王乔治二世请愿。乔治二世了解了情况之后，大受触动，召见了他的儿子威廉。在一封私人信件中，国王说：“这帮人（经度委员会）简直是大错特错！……向上帝宣誓，哈里森，我会亲自见证你的正确！”1772年，国王亲自带着H5踏上了试航，H5表现非常棒。而带着肯德尔的K1试航的，是大名鼎鼎的库克船长，他带着K1环球3年，经过了热带和寒带，而这个表从未有超过8秒的误差，库克船长形容K1是“带我们穿越寒热的忠实的向导”。但经度委员会还是不认。带着最后一口气的哈里森和威廉向英国最高的权力机构国会请命。国会批准了哈里森，最后的8750镑被授予给了哈里森。可能对哈里森更重要的是，他终于被承认，用精确的机械，解决了“经度问题”，改变了航海业的命运。他的名字，被刻在了天文和航海史里。1776年，也就是在库克船长返航的第二年，哈里森在伦敦红狮广场的家中去世。

 来源：文史天地  责任编辑：林鹏旭