海上经度与时间差
海船可以通过太阳和恒星估计纬度,经度却更难测定。地球转动使不同地点的当地时间存在差异,如果知道出发地时间,再比较当地正午,就能估计东西方向的位置。普通钟受到船体摇动、温度和湿度影响,难以在长航程保持准确。英国1714年的经度法案设置奖励和审核制度,吸引不同方案参加。钟表匠约翰·哈里森选择通过机械计时解决这个问题。
参考:[1]
让钟在甲板上运行
1735年,他完成H1大型航海钟,使用平衡结构减少摇摆影响,并处理摩擦和温度造成的误差。1736年航行试验提供了海上性能资料。哈里森此后制造H2和H3,不断改变装置,又转向较小的H4计时器。每次改良都在材料、结构、尺寸与运转稳定性之间重新安排,陆地准确的钟必须在真实航海条件下接受检查。
参考:[1]
试航、改良与制度
经度委员会的奖励要求、试验程序和哈里森的申诉持续多年。后来的航海计时器逐步实现可靠制造,与天文方法共同服务航海。精确计时帮助船员计算位置,也减少航线偏差造成的危险。这里的技术发展包含工匠工作、财政支持、官方审核和远洋试验,仪器要从个人样机变成可使用的航海工具,还需要生产、维护和训练的配合。
参考:[1]