Google Doodle 經線儀發明者 John Harrison 325 歲誕辰

風I

2018/04/03 點子生活  



15 世紀開始的大航海時代，如何精確定位海上船隻的位置是相當困難且重要的，英國當時為了解決這問題，懸賞了 2 萬英鎊尋求方法。英國技藝高超的鐘錶匠約翰‧哈里森（John Harrison），自 1920 年代開始，就陸續設計一系列的航海用計時器，經過多年研究終於發明經線儀，雖然這 2 萬英鎊的獎金因為種種因素作梗，一直到 1773 年才領到，但在領到獎金後公布了經線儀的原理後，隨即就讓英國航海家詹姆斯‧庫克（James Cook）成功繪製高精度太平洋海域海圖，並駛往南極。什麼是經線儀呢？對我們現在來說，地球上的任何一個位置都有經緯度，這應該是非常清楚明瞭可以訂定位置的點，但當時並沒有這樣的定位技術，最早僅以星象與日月作為緯度判別，經度部分就會以船隻所在地時間與船隻出發點時間來判斷位置。

但當時的鐘錶發展還不夠成熟，要知道船隻出發地的時間是相當困難的，當然直接從出發地帶一個調好的時鐘放船上出航就好？這聽起來很容易，但在這技術發明前並沒有辦法讓時鐘在搖晃的船隻上還能準確運行，每天的誤差可能超過 15 分鐘，真正可精準推算出經度的航海鐘，一年的誤差不能超過 15 分鐘，更何況是一天就差這麼多。英國當時提出的懸賞條件就是在 6 星期的航程結束後，船隻所在的經度不能超過預判經度 30 海里，也就是一天誤差不能超過 3 秒，詹姆斯‧庫克試做了很多原型機，一直都沒辦法達到這標準，大約花了近 40 年，才推出符合標準的航海鐘，並在 1961 年時在皇家艦隊上使用，實測兩個月抵達牙買加後，計時器僅誤差 5 秒，航程結束回到英國，也僅有近兩分鐘的誤差，優於所訂定的標準要高很多。

詹姆斯‧庫克經線儀最重要的關鍵，就是在航海鐘裡面設計可因應熱漲冷縮的補償弧，還有可消除海上顛簸航行的擺輪棒，讓在世界任何一個角落都可以精確掌握格林威治時間，後來搭配船隻使用的六分儀可精確判定所在位置時間，兩相搭配後，解決了航海時的經度問題。從克里斯多福‧哥倫布（Christopher Columbus）發現新大陸到斐迪南‧麥哲倫（Ferdinand Megellan）繞地球以後的很長時期里，因為沒有準確的時鐘，所有的航海家都面臨確定經度這個生死攸關的大事。一旦經度和航向有了偏差，就可能引起人員的大量死亡和船隻的沉沒。今天的 Google 首頁上的谷歌徽標（Google Doodle），就是為了紀念英國百大偉人之一 詹姆斯‧庫克的誕辰，也因為經線儀的發明，船隻才有辦法航向世界。