2015年8月22日 星期六

尋找經度的故事 - 電視電影 Longitude

當中國人沉醉在繁華的康熙、雍正和乾隆盛世 (大約是整個十八世紀),英國人卻在潛心研究一樣在我們文化上一直不大在意的事情  - 準確度(accuracy),一個能掌控海洋的極大秘密……

這是一個很有趣的故事,卻是現代航海發展和土地測量的重要里程。

為了能夠準確知道船艦的位置,三百年前英國政府用重金二萬英鎊( 三百多年前牛頓輸股票都係輸左咁上下多錢,大約是三、四千萬港幣左右),重賞能夠在海上測量出準確經度的人。

人類自從有了指南針和日規,就能在海上分辨方向和掌握自己在地球上的緯度。方法是量度地平線和太陽或北極星的角度,從而量度出在地球上的南北緯度。

可是,地球是每二十四小時自轉一圈。天上的星星,除了極星外都在移動,沒有一粒星星可以用作量度東西經度的參考點。

其實方法一早就想到:只要能夠知道兩地的時間差異,就能夠知道經度的的分別。只要我們每向東行了 360度 / 24小時 ,即15度經線的距離,太陽就會早1小時到達早高的位置 - 中午。反之向西行,太陽就會遲1小時到達中午,即向西行進了15度經線的距離(經線的實際距離會因地球的緯度不同而有所不同。在赤道你要行40,000公里才行了地球360度的經度。但在南北極,你只要行幾步就行完360度的經度。)

所以,你只要有兩個鐘,一個是顯示著出發地的時間,一個是你自己的當地時間,你就可以知道自己和出發地的經線位置分別。

講就容易。要知道自己的當地時間,只要量度一下太陽到中天的時間就可以。但如果遠離了出發地,又如何能夠知道出發地幾多點?問題核心就是,如何擁有一隻準確的鐘錶,不論在多惡劣的海上環境和南北半球溫差下,仍然能夠保存著出發地的時間。

我們需要的,是一個一星期都不能誤差多過一秒的時計。因為每一秒鐘的誤差,在赤道附近就可以做成近500米的偏差! 一分鐘的誤差就已經是28公里的距離。在三百年前,這是一個極大的難題。

由於獎金實在太太吸引了。不少人想了不小異想天開的創意方法:每日在不同地點發射火炮通告倫敦的時間(他們還未知道聲音的速度不夠快,就算用到這方法,聲音訊號傳到地球的另一面已經遲了二十幾個小時!),甚至採用極不科學的方法使用動物報時。

結果,一個木匠John Harrison製作的海上時鐘,破解了這個困惑大英艦隊的大難題。
John Harrison 的H1,第一隻航海天文鐘(網上圖片)

這是一個意志力和官僚對抗的故事。當年的科學家普遍認為,只要能掌握月球的運行時間,量度月球和附近行星的關係,就能夠掌握到自身的位置。可是月球並不是能夠時常觀測到,而且量度和計算複雜,並不能算是一個實用的方法。但出於對科學界的偏愛,官僚的委員會一直處處為難,並不大願意確認John Harrison的成果:一隻能夠計算出半度經度位置的海上時計。

John Harrsion 花了大半生的努力,最後得到國王和國會的協助之下,在八十歲高齡,獲得了他應有的獎金。他亦被評選為一百名最重要的英國人中的第三十九名。

就是因為這個航海時鐘的故事,英國稱霸了海上二百年直到二次世界大戰。以後能夠達到這個準確度的時計,才能經過驗證稱作 Chronometer

世界的大推進,多少都是要靠一些充滿著超級熱情的人。但超越時代的人,都得要承受很多。

我們的文學充滿情感,我們的手工十方精細,我們的菜肴是世上最好。但我們的文明就是缺乏了對準確的追求,也沒有太多的著墨和深度的描述。這或許就是我們最缺乏的靈魂。

電影 Longitude (2000)
https://www.youtube.com/watch?v=ecrf8KhVcyo

尋找經度的故事
http://wol.jw.org/cmn-Hant/wol/d/r24/lp-ch/102010170

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