John Harrison 約翰·哈里森 英國百大偉人 經線儀發明者

John Harrison 約翰·哈里森 英國百大偉人 經線儀發明者
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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 20,000 英鎊尋求方法。英國技藝高超的鐘錶匠 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庫克成功繪製高精度太平洋海域海圖,並駛往南極。

「John Harrison」的圖片搜尋結果
*from https://www.thefamouspeople.com/profiles/jeffrey-marvin-foxworthy-1915.php

 

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,John Harrison 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。

*from http://collections.rmg.co.uk/collections/objects/79139.html

 

John Harrison 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。


*from Grasshopper-escapement-005.gif: en:User:Bariton-pop, upload by Roland zh on 14. September 2008derivative work: Jahobr (talk) - Grasshopper-escapement-005.gif, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=15844480

 

今天的 Google 首頁上的塗鴉,就是為了紀念英國百大偉人之一 John Harrison 的冥誕,也因為經線儀的發明,船隻才有辦法航向世界。

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