航海天文鐘是有史以來最完美的儀器之一。這些儀器在十八世紀(jì)后期得到全面發(fā)展，在后來的200年里，這些儀器都是以同樣的設(shè)計(jì)被生產(chǎn)出來，甚至使用的材料也基本一樣。這是對(duì)那一小群天才工匠的致敬，因?yàn)樵诤髞淼膬蓚€(gè)世紀(jì)里，經(jīng)過不斷的實(shí)驗(yàn)，也沒有任何實(shí)質(zhì)的重大改進(jìn)，直到現(xiàn)代電子技術(shù)的出現(xiàn)。在現(xiàn)代化世界的發(fā)展過程中，對(duì)于天文鐘的重要性，怎么強(qiáng)調(diào)都不為過，因?yàn)樗c全球勘探及貿(mào)易密切相關(guān)。偉大的帝國(guó)依賴海上貨物運(yùn)輸，這些貨物推動(dòng)了工業(yè)化，改變了公民的生活。18世紀(jì)末到19世紀(jì)初，海上貿(mào)易大幅增長(zhǎng)，航?？茖W(xué)的關(guān)鍵發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生，由于發(fā)明了可靠的計(jì)時(shí)器，能夠經(jīng)受長(zhǎng)途航行的嚴(yán)酷考驗(yàn)，使得導(dǎo)航科學(xué)的發(fā)展成為可能。當(dāng)“天文鐘”（chronometer）這個(gè)詞被用于包括腕表在內(nèi)的各種計(jì)時(shí)器時(shí)，我們有必要提醒自己，它在牛津英語(yǔ)詞典里的定義是什么： “一種測(cè)量時(shí)間的儀器，特別適用于具有特殊擒縱機(jī)構(gòu)和補(bǔ)償擺輪的計(jì)時(shí)器，用于確定海上經(jīng)度和其他精確觀測(cè)?！?/section>盡管這個(gè)詞也用于早期的節(jié)拍器，看來是Jeremy Thacker于1714年首次將它用在海洋計(jì)時(shí)器上，在18世紀(jì)晚期，它被普遍用來描述一種精確的計(jì)時(shí)器。正是在英國(guó)，世界上最強(qiáng)大的海上霸主，航海天文鐘發(fā)生了最重大的變化，這絕非偶然。1675年，查理二世建立了皇家天文臺(tái)，專門用于觀測(cè)以及編制航海圖以利于海上航行。1814年，正是同一個(gè)地方，格林威治子午線變成本初子午線，從那條線以東或以西的所有位置都可以被測(cè)量出經(jīng)度。倫敦成為天文鐘行業(yè)的中心，約80% 的天文鐘來自英國(guó)；倫敦制造商樂于代工制造天文鐘成品或半成品，尤其是銷往其他國(guó)家，以其他品牌進(jìn)行銷售。目前為止，最大的制造商是在圣·奧爾本斯（St Albans）的托馬斯·馬策爾（Thomas Mercer），在過去的128年里，他制造了大約31,000件天文鐘；然而，年產(chǎn)量最高的是美國(guó)的漢密爾頓（Hamilton），他在1943年至1957年間制造了11,239件天文鐘。據(jù)估計(jì)，在兩個(gè)世紀(jì)的生產(chǎn)過程中，全世界共制造了9萬到10萬件天文鐘，平均每年約500件。在十九世紀(jì)，制造和調(diào)整一件航海天文鐘需要花費(fèi)整整一年的時(shí)間，其成本也反映了這一點(diǎn)；海軍部會(huì)為高級(jí)的天文鐘支付100堅(jiān)尼（舊時(shí)英國(guó)金幣，1堅(jiān)尼相當(dāng)于21先令），這是一筆巨大的數(shù)目，而一臺(tái)良好的落地鐘的成本可能都不到10堅(jiān)尼。航海天文鐘將永遠(yuǎn)是稀有而珍貴的物品；實(shí)際上，具備制造這些精密計(jì)時(shí)器所需技能的工匠已幾乎絕跡，也不會(huì)再生產(chǎn)了。航海歷史愛好者和鐘表收藏家都把這些天文鐘視為珍貴的財(cái)產(chǎn)和可靠的投資，這一點(diǎn)都不奇怪。從水手們第一次離開安全的河流冒險(xiǎn)遠(yuǎn)離陸地的那一刻起，某種形式的導(dǎo)航就開始了。古代水手利用某些星星的位置、特定季節(jié)的風(fēng)向，來決定航向，并利用鉛和繩子來探測(cè)海洋深度。亞歷山大詩(shī)人Kallimandios記載到，早在公元前600年，米利托斯（Miletos）的哲學(xué)家泰勒斯（Thales），就教會(huì)了愛奧尼亞（Ionian）的水手，利用小熊星座（constellation Ursa Minor）來掌握航向。一份寫于公元一世紀(jì)的厄立特里亞海岸（Periplus of the Eritrean Sea）文件，就包含了遠(yuǎn)至印度的貿(mào)易航線的航行方向，到了十世紀(jì)，波特蘭海圖提供了詳細(xì)的方向、距離、深度和沿海方向。
波特蘭海圖（Portolan chars），最早的航海地圖，是對(duì)海岸和蠻荒的真實(shí)描繪。這幅十四世紀(jì)早期的地圖展示了地中海和黑海的一部分。（美國(guó)國(guó)會(huì)圖書館）中世紀(jì)早期，隨著指南針的發(fā)展，一個(gè)重大突破出現(xiàn)了；已知最早的參考文獻(xiàn)，出自圣奧爾本斯（St Albans）的亞歷山大·納金（Alexander Neckham），他曾在巴黎大學(xué)學(xué)習(xí)，于1187年寫下了指南針的使用方法。十五世紀(jì)的歐洲水手，尤其是葡萄牙人，冒險(xiǎn)進(jìn)入大西洋，并沿著非洲海岸南下。當(dāng)看不見陸地的時(shí)候，確認(rèn)船只的位置尤為重要，大約公元前150年，由埃拉托色尼（Eratosthenes）首次提出的經(jīng)度和緯度的概念，開始普及。描述地球表面的一個(gè)位置，需要兩個(gè)參考點(diǎn)。緯度是赤道以南或以北的距離，以度數(shù)來衡量。緯度的假想線，叫做緯線，環(huán)繞地球，與赤道平行。赤道是0°，北極是90°N ，南極是90°S。
經(jīng)度標(biāo)志著東西方向，也是以度數(shù)來衡量；被稱為“經(jīng)線”的線條穿過南北兩極環(huán)繞地球表面。經(jīng)度沒有確切的位置，需要有一個(gè)參考點(diǎn)，在確定了本初子午線后，就可以作為測(cè)量經(jīng)度的起點(diǎn)，而航海家通常使用他們的出發(fā)港口來作為起點(diǎn)。從1884年開始，格林威治被國(guó)際公認(rèn)為本初子午線0°。經(jīng)度是從格林威治子午線往東或往西到地球?qū)γ?，?°到180°來測(cè)量的。因此，紐約大約是北緯40°，西經(jīng)74°，也就是，赤道以北40°，格林威治以西74°。澳大利亞的悉尼是南緯34 °，東經(jīng)151°，即赤道以南34°，格林威治以東151°。為了得到更準(zhǔn)確的位置，度數(shù)被分為60等分；紐約中央公園的位置是北緯40°47’，西經(jīng)73°58’。 |
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