天文與航海趣聞

海上行不由經

緯度比較好決定，經度較難。地理大發現初期，航海者在大海中就常常沿著固定的緯度東西向航行，或沿著某經線南北向航行。

哥倫布第一次西航，從加納利群島出發，想維持加納利群島的緯度(28.5°)西行，只是因為海流的影響，走向稍微偏南。哥倫布會到達西印度群島，而不是其他的地方，其實是沿緯線航行的必然結果。

海難

梭貝爾的書《尋找地球刻度的人》，談的就是人類測量經度的歷史。她提到一次海難事件，強調經度的難以捉摸。

這是英國海軍元帥夏威爾的故事，1707年，夏威爾在地中海打敗法國的艦隊，出了地中海后沿經線北行。經過12天的大霧，結果迷失了位置。他以為艦隊在法國西北角不列塔尼半島外的威珊島的西邊安全海域上，于是勇敢繼續北行，卻一下子發現英格蘭西南角的夕利群島就出現在眼前，4艘軍艦撞沉海底，2000名士兵陪葬著元帥的一世英名。威珊島與夕利群島經度相差1°，東西相距約80千米。這可真是“失之毫厘，謬以千里”啊!

國王的贖金

海難不只這一件，相繼的海難迫使英國國會于1714年通過《經度法案》，要獎賞給發明實際測定經度方法的人。標準及獎金如下：能準到0.5°者獎金為20 000英鎊；準到0.67°者獎金為15 000英鎊；準到1°者獎金為10000英鎊。20 000英鎊在當時是個大數目，所以又稱為“國王的贖金”。

木衛法

當時的競爭者都從天文人手，最普遍的是木衛法，起源于伽利略。伽利略發現木星的4顆衛星，測得這些衛星被木星遮蔽到出現再到遮蔽的周期。衛星被遮蔽的時刻和觀測者所在的經度有關；反過來，觀測這些衛星被遮蔽的時刻，就可推得所在地的經度。

可惜在顛簸的船只上用望遠鏡觀測木衛被遮蔽的時刻談何容易，何況天氣不好時什么都看不到了，只有在陸地上慢慢觀測慢慢算，才能把經度算得準。《經度法案》要的是海上也通用的方法。

鐘表法

《經度法案》之后，加入競爭的是鐘表法。想法很簡單：帶一只標示倫敦時間的鐘表上船，到某地正午時(可觀測太陽的仰角變化來決定)，看這只鐘表是幾點幾分，就知道該地與倫敦的時間差。以1小時等于經度差15°換算，就知道該地的經度。不暈船的鐘表

然而，當時的鐘用的是鐘擺，稍微一晃就停擺了。海上氣候變化多端，普通鐘表一下子就“暈船”失常。偏偏就有一位技藝高超的鐘表匠哈里遜，傾全力要制造一只超準又“不會暈船”的鐘表。

《經度法案》要求要有多準呢?15°相當于1小時，所以1°相當于4分鐘，0.5°相當于2分鐘。當時從英國到美洲大概要6個星期，所以一天之快慢不能超過3秒，否則累積起來就會超過2分鐘——其實這是赤道上的要求，若在緯度30°，則要打7折，成為2秒；緯度愈高，要求愈嚴。

哈里遜花了一輩子的時間，于1759年完成他自認滿意且經過測試的杰作。有了“不暈船”的鐘表，海上定位的問題就解決了。