端午节去看了《加勒比海盗5》，每次去看 IMAX 3D，都觉得 IMAX 10s 的倒计时片头已然值回票价，后面的电影可以算是送的。电影的特效自然不必多说，但剧情则差评一片，无论是冗长的无厘头搞笑，还是翻来覆去的烂梗，以及太过好莱坞的情节反转以及有些略微脑残的设定，都让这部片失色不少。
近年来，Disney 的电影作品多以女性主角为重，无论是《灰姑娘》《美女与野兽》这类本来女性就占很大比重的电影，还是《疯狂动物城》这种几乎没有性别区分的电影，甚至是一直以来以男性角色为重的《星球大战》，Disney 接手后的《原力觉醒》也改用了女性作为镇场主角。《加勒比海盗5》中卡雅·斯考达里奥饰演的 Carina Smyth 也贯穿了全片的主线。作为全片唯一一个有科学素养的女青年，“上通天文、下通钟表”的 Carina 成为了代领一众海盗找到海神三叉戟的舵手。对影片的评价仁者见仁、智者见智，想必看过之后自然有自己的理解，但是影片中所提到的一个细节——计时学（Horology）在航海中的应用，却是一个跌宕起伏的故事。
海盗的古老传说中红月（月食）之夜沿着星空的指示可以找到海神波塞冬的三叉戟，Carina却靠着一块精密的航海钟在茫茫大海上航行。这块和伦敦同步的全世界最准的怀表究竟给Jack船长带来了什么呢？
纬度时代
公元150年，托勒密在绘制人类历史上的第一本地图册时，就为27张地图画上了经纬线。经纬线虽然是人为的划分，但却有着天然的意义：地球以南北极的连线为轴旋转，纬线环绕转轴，从赤道到两级，形成一系列逐渐缩小的同心圆；经线从北极绕道南极再绕回来，一系列大小相等的圆在两极交汇。
纬线作为一天中太阳在地球上运动的轨迹，一年之中从南回归线到北回归线再回到南回归线，抬头看看太阳的高度再数数日历，就可以分辨出现在所处的纬度。然而经度的确定就没有那么容易了，在一望无际的茫茫大海之上，要想知道所处的经度，必须要知道船上的时间（可以根据日出日落来估计）以及某个经度已知的地方在同一时刻的时间。经度是根据时差来计算的，因为地球每24小时要转过360度，所以每差1小时，就在地图上相差15度经度。
15世纪的计时仪器还不能提供足够的精度，无论是沙漏还是怀表，每天高达15分钟的时间误差让经度测量无从谈起。在无法准确的知道经度之前，按照固定的纬线航行就是最佳的方案。1492年，哥伦布就是依赖延纬线航行横渡了大西洋，如果不是被美洲大陆挡住，本来是可以抵达印度的。长达300年的时间里，船长都是依靠 “航位推测法” 来估测他们在始发港以东或者以西多远的地方。船长将一块木头扔到海里来估测航速，依靠罗盘和星辰来估测航向，根据沙漏或者误差很大的怀表来计算时间，再根据洋流风力来推测船所在的经度。
1741年3月7日，乔治·安森的“百夫长”号通过勒梅尔海峡（Straits Le Make），从太平洋进入大西洋，正当他们沿合恩角绕行时，暴风从西面袭来，“百夫长”号在风雨中经历了长达58天的折磨，于此同时，坏血病也在船上蔓延每天都夺取数人性命。安森顶着一连串的打击，基本上沿着南纬60度一路向西航行，舰队中的另外五艘船在风暴中和“百夫长”号失散了。在两个月以来的第一个月明之夜，安森决定调转船头一路向北驶向享有“人间天堂”美誉的费尔南德斯岛。根据“百夫长”号的日志，1741年5月24日，安森最终把船开到了威尔南德斯岛所在的南纬35度纬线上。接下来只要沿着纬线就可以靠岸停泊了。但问题是，往哪个方向开呢？安森先是向西漂泊了四个昼夜，在对原来的选择完全丧失了信心后，又调转船头向东航行。然而看到陆地时，安森非常震惊的发现，那是西班牙所属智利的山崖海岸，完全无法靠岸登陆。安森不得不承认，在放弃向西时，他们离费尔南德斯岛已经只有区区几个小时的航程了。1741年6月9日，“百夫长”号最终在费尔南德斯岛靠岸。尽管安森是以为伟大的航海家，在为了寻找费尔南德斯岛的两个星期里，坏血病又夺取了80个人的性命，而生病的海员靠岸后也没能缓过来，最初的500人死去了一大半。
星空时钟
大海根本没法为经度测量提供任何的线索，但天空一直以来都是天然的罗盘和时钟，晴朗的夜空中星座可以指示方向，而在白天，日出日落就是天然的时间。正午时分太阳会停在最高点，海员就在这个时候校准和设定计时沙漏。只需要一个天文事件，比如马德里在午夜的某个时刻会发生月全食，就可以根据海面上发生月全食的时刻确定自己和马德里的相对经度差异。
1514年，德国天文学家约翰尼斯·沃纳提出了利用月亮和星星的相对位置来测量经度。在固定的地点，月亮总是在固定的时间略过某个星星，如果观测到月亮和星星的交汇，就可以和参考地发生同一时间的时间进行比较，从而测量得到经度。但沃纳的思想太超前了，一百年后，伽利略利用望远镜发现了更为精确的天体钟。他耐心的观测了木星的卫星，并记下了这些卫星消失在木星背后的时间，木星的卫星每年会发生上千次卫星蚀，不仅可以用来校准时钟，还为经度测量提供了可能性。然而要在飘摇的海面上用望远镜观测木星几乎是不可能的，伽利略的方法虽然没能在航海上发挥作用，却为陆地上的地图绘制家提供了准确的经度测量方案。更有意思的是，随着人们对木星卫星蚀的研究，大家发现，在木星和地球相对距离更远的时候，卫星蚀发生的时间被推迟了。丹麦的天文学家奥勒·雷默意识到光信号在穿越了遥远的星际距离后到达时间显示出了距离的不同。1676年，雷默首次利用卫星蚀预测的时间测出了光速。
虽然星空可以用来向罗盘一样辨别方向，但12世纪时，磁罗盘就成为船上的标配，一方面阴雨的天气需要罗盘来指示方向，另一方面，许多航海者相信，晴朗的星空和好罗盘一起，可以测出航船所在的经度。因为罗盘所指示的北极——地磁磁北极和地理北极——地球转轴的北极并不是完全重合的。这种“磁偏法”既不需要同时已知两个地方的时间，也不需要已知一个天文事件何时发生，它似乎实现了在海面上正确测量经度的梦想。然而事实上，罗盘的经度难以准确的指示磁北极的方向，甚至异常的地磁污染和磁场波动都会让经度测量无从谈起。
商人和海员要求采取措施解决经度问题的请愿书在1714年5月呈给了威斯敏斯特宫。6月，英国成立了一个专门的委员会，委员们向当时已经72岁的老前辈艾萨克·牛顿求助，牛顿先是说了钟表法的种种困难，又论述了同样问题重重却多少更有希望的天文法解决方案。经度委员会将牛顿的证词写入了报告，最终的经度法案在1714年7月8日颁布，这份法案对所有的方法一视同仁，也不在英国本土和外国的方案之间分什么彼此，也不管发明着来自哪个科学领域。法案设定了一至三等的奖项：
凡是有办法在地球大圆上将经度确定到半度范围内的，奖励20000英镑；
凡是有办法将经度确定到三分之二度范围内的，奖励15000英镑；
凡是有办法将经度确定到一度范围内的，奖励10000英镑。
在赤道上1度经度大约相当于111公里的距离，英国政府迫切的希望能够有好的方案改变航海业所处的可怜困境。
天才之作
约翰·哈里森于1693年3月24日出生于英国约克郡。年轻时，约翰和父亲学做木工，在他十几岁时，大家就发现他酷爱读书。很快他就从牛顿的《自然哲学之数学原理》和尼古拉斯·桑德森的一些自然哲学讲座讲义中学到了很多有用的东西。20岁那年，哈里森造出了自己的第一台摆钟。这台钟除了是伟大的钟表师约翰·哈里森的作品，还有一个非同寻常的特点：它几乎是用木头制造的。1925年至1927年，哈里森和弟弟合作制作了两台落地式大座钟。在这台钟摆中，哈里森用两种不同的金属——黄铜和钢——长短不同的焊接成钟摆，两种金属此消彼长的膨胀系数让摆长不再因为温度不同而变化。在长达一个月的测试中，哈里森兄弟的钟摆累计误差没有超过一秒钟，这让当时世界上所有具有最高质量的钟表都相形见绌了，它们每天都会有一分钟的漂移。
哈里森晚年回忆道，到了1727年时，获得经度奖金的愿景已经促使他将精力转向航海钟的研究。他深知，在飘荡的海洋上，任何钟摆都是无法工作的。哈里森在头脑中构想出一组富有弹性的跷跷板，他们自成体系相互平衡，因此能经得住最猛烈的颠簸。1730年，哈里森带着他的H-1来到伦敦，希望可以获得经度局的认可。
1736年，在“百夫长”号上完成测试后，英国皇家海军“奥福德”号的船长威尔斯奉命将哈里森和他的H-1送回英格兰。一路上的天气可谓“狂风暴雨和风平浪静交替甚频”，在终于靠近陆地时，威尔斯认为抵达了达特茅斯港附近的著名地点——斯塔特。但是哈里森根据自己的航海中推算的结果说：看到的陆地一定是彭赞斯半岛上的利泽德——一个在斯塔特以西约40公里的地方。H-1的准确预测给威尔斯留下了深刻的印象，哈里森本可以带着H-1要求一次前往西印度群岛的航行试验，并以此获得20000英镑的奖金，但是他过于精益求精，他要求经度局提供一些经费来制造一台更好的时钟。
到了1741年，哈里森带着H-2再次来到经度局时，他已经有点嫌弃它了。虽然H-2成功的经受了各种考验，也一致获得皇家学会的认可，哈里森仍然觉得不够好，他对身边的喝彩声充耳不闻，闭门谢客潜心研制他的第三台时钟。哈里森为H-3引入了不受温度影响的“双金属片”设计以及至今仍被广泛应用的“滚珠轴承”（Caged roller bearing）。然而H-3并没有为哈里森赢得什么荣誉，相反过长的研发时间让哈里森需要不断的向经度局解释跳票的原因。
1759年，哈里森最终完成了那块为他赢得经度奖金的H-4，和之前的三代产品不同，H-4就像是从魔术帽中变出的兔子一样，尽管他的直径达到了5英寸（约13 cm），但和之前的前辈相比则是不折不扣的小不点。“推杆是钻石的”，这是哈里森对H-4的描述，他没有给出任何解释和线索，比如为何选择这种材料，以及如何把宝石打磨成这种至关重要的形状。
然而哈里森已经错过了拿到经度奖的最佳时机，1762年，当时经度局的布拉德利博士是“月距法”的拥护者，尽管在经过81天的海上航行后，H-4仅仅慢了5秒钟，但哈里森却只获得了象征性的1500英镑的奖金——以表彰他制作了“一块堆大众相当有用的手表”。经度局一直以各种各样的理由刁难这位钟表天才，哈里森被要求将H-4的零件一个一个拆开讲解，之后又要将H-4装配好上缴。1765年末，哈里森终于获得了经度局承诺的10000英镑，然而另一半奖金仍然遥遥无期。1772年，哈里森的儿子威廉给国王谢了一封心酸的信，国王接见了威廉，并将哈里森父子纳入自己的辟护之下。政府向经度局施压，在国王的授意下，哈里森放弃了使用法律武器，他说：“我已经是个老人了，我为这些方面的工作奉献了毕生的精力，尽管我成功了，但仅获得了一半的奖金，以及追加的——同时也是无法完成的——新要求”。哈里森最终领到了8750英镑，大体相当于经度奖金中拖欠的余款，但那并不是真正的奖金——那是国会出于善意的奖励，而不是由经度局颁发的奖赏。
哈里森与1776年3月24日去世，享年83岁。他去世后，在钟表制造业中享有烈士般崇高的地位。几十年以来，他孤军奋战，几乎是独自一人，认真地寻求着用计时器解决经度问题的方案。然而突然之间，紧随在哈里森的H-4取得成功后，大批的钟表匠都开始从事制造航海钟这个特殊职业。在海洋大国，它成了一个蓬勃发展的朝阳产业。有一些现代的钟表史学家认为，哈里森的工作帮助英国征服了海洋，因而成就了大英帝国的霸业——因为正是借助于精密时计，大不列颠才得以降服汹涌的波涛。
现如今哈里森的天才之作都展示在英国国家海事博物馆（National Maritime Museum）的格林威治的皇家天文台（Royal Observatory）。英国国王查理二世下令建造了这个天文台，以提高航海的导航能力，并“在海上确定渴望已久的经度，从而完善航海技术”。略具讽刺意味的是，安置哈里森这些精密的航海钟的场所正是它们最大的批评体——天文学家的实验室。这个天文台是为了解决海上经度问题而建立，这些精密的计时仪器同样是为了解决经度问题而制作的。
这本名为《经度》的书，讲述了18世纪这段不太为人所知的钟表史。在H-1问世的半个世纪之后，精密计时终于成为了航海日志中记录经度的重要依据。到了1815年，约有近五千多个精密计时钟表在军舰、商船以及游艇上被使用。哈里森领先世界的发明终于获得了认可，正如书名的副标题所言，这是“一个孤独的天才解决他所处时代最大难题的真实故事”。
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