夺命的经度，一个折磨了欧洲人几百年的一个大难题

• 2025-04-19 23:44:00

一个让欧洲人怕了几个世纪的问题

今天给大家讲一个波澜壮阔的创新故事。

在正式说故事之前让我们回到1707的英国。话说英国海军上将肖威尔爵士带领着他的舰队在地中海刚刚打赢了法国舰队后搬师还朝。一场大雾让整个舰队失去了航向，这一天是12月22号。

当天晚上10点多钟，舰队进入了一个叫锡利群岛的地方，这个地方位于大不列颠群岛的西南方向。当时所有有经验的的航海家都知道，一个舰队一旦走到这个地方，基本上就跟踏入地狱之门是一样的。这个群岛里面布满了各种各样的暗礁。在几分钟内，五艘舰船有四艘触礁沉 没，两千多名海员被淹死。

锡利群岛位置

肖威尔爵士非常幸运地被海浪冲到了岸上。但是他也非常倒霉。当地的一个妇女发现了他，并看见他的穿着还不错，又发现他手上有一个绿宝石的戒指，这个女人二话没说就把他弄死了。这个事儿后来是怎么被大家知道的呢？原来这个女人临死的时候跟自己的牧师忏悔说，自己30年前弄死了一个人，戒指还在这呢。这个事儿才真相大白。当然今天我想跟各位讲的并不是肖威尔爵士的悲剧。

在这场海难发生之前的几个小时，船上的一个船员向肖威尔爵士报告说：我们可能走错方向了，我们可能正在偏离我们原定的航道。听到这番话之后肖威尔爵士下令立即把这个船员处死，当场就在这个甲板上执行了绞刑。你可能会觉得好奇怪啊，怎么会这么粗暴呢？要知道这是当时英国海军条例的规定：任何人只要是越级向自己的上司，尤其是船长去报告关于船的位置的信息，这个人就会被按叛乱罪当场处死，没有什么可废话的。那为什么会有这样的一个条例呢？原因是当时的航海技术导致任何船长在茫茫的大洋上行驶的时候，关于到底我们在哪儿这个问题，他们心里是没数的。

那整个船上所有船员的性命靠的是什么？靠的就是船长的经验，哪怕他的经验也没有什么依据。说得更直白一点，靠的是船长的直觉。而当一个人靠他的直觉在进行判断的时候，就好像一个没主意的女孩来到衣服大卖场这种地方，如果她旁边女伴一直跟她说这件好看、那件好看，她一会儿就糊涂了。所以当时英国的海军有一个惯例：当船长在判断位置时，谁都别废话，废话就是死。

现在再让我们回到我们今天这个故事的核心。

在18世纪初年，欧洲在美洲的殖民地已经开拓了，航海的需求非常大。每年从欧洲到美洲的船只，光是英国就有300多艘。但是在航海时没有人能够判断出自己在大洋上的准确位置。大家知道在大洋上航行判断位置靠的是纬度和经度。纬度很好判断，一个有经验的船长根据季节和每天太阳升起的高度，用一些简单的仪器一测就解决了。但这也是一件非常苦的事情啊。据我看到的资料来说，在那种象限仪发明之前，20个船长有19个都是因为天天盯着太阳看而变成了独 眼 龙。我们在有些海盗电影里面看到的那些船长都是独 眼 龙，你可能总觉得这是海盗的眼睛是被人掇瞎的，其实是因为常年观察太阳导致一只眼睛视力受损。后象限仪发明之后，这个问题就解决了。

海盗船长

可是经度在当时是没有办法确定的。纬度它是自然形成的，0度就在赤道嘛，90度就在南北极嘛。可是经度哪是0度，哪是90度？你可以随便定，实际上一直到20世纪的时候法国人都不服，说凭什么格林尼治天文台那儿叫0度啊，0度应该在法国巴黎啊。还有伊斯兰学者认为经度应该将0度定在麦加，那是圣地啊，那是人类的中心啊。0度经度定在哪儿一直是争论不休的一个事情。

好，先不管哪里是0度经线吧。

解决这个经度问题的原理其实特别简单。实际就是个时间问题。我们以格林尼治时间为例，说这儿是0度，地球是360度，一天有24小时。每15个经度相差一个小时。那怎么搞清楚经度呢？很简单，知道格林尼治时间是现在几点，然后知道我们这个时区同时现在是几点，一减这个时差再除以15，你就知道我们现在多少度了。

道理原理就这么简单，可是怎么知道这个时间差呢？一旦我们已经到了茫茫大洋之上，我怎么知道格林尼治时间是多少呢？有人说那不废话吗？戴块表啊！对啊，当时哪有那么好的表呢？这就是问题。所以怎么知道时间几乎已经成为折磨欧洲人几百年的一个大难题。

没有一个靠谱的测定经度的方法会导致什么情况？第一就会使很多的船长几乎是靠运气航行。比如像哥伦布、达伽马、麦哲伦这些人的成功基本都是要靠一些运气的。一旦你要靠运气的话，你在海上漂泊的时间就不确定，这样船员的身体，以及整个的后勤储备等都会出问题。比如当时海员就极容易得一种叫坏血病的疾病。

我们现在知道是因为维生素C缺乏。1773年，英国著名的库克船长 把一种德国泡菜带上船，这个问题才基本解决。后来又有人要用柠檬 汁、橙汁代替，说白了就是吃一点水果蔬菜就能解决。但坏血病对于当时的航海家来说是一个天大的事儿，只要是在海上漂泊超过一定的时间，船员都会得坏血病，浑身到处都出血，然后内脏坏死。这是第一个问题。

第二个问题就是海盗。在没有办法判断经度的时候，大家都不敢偏离自己的航向啊，所以只好顺着一个纬度走。那这条航线就变成了特别繁忙的航线。那海盗就方便了，我就待这儿等着呗，一看你落了单我就扑上去。所以，当时所有以航海为主要国力象征的这些国家，西班牙、荷兰和英国都非常头疼这个问题。

英国的天字一号问题

无数航海家因为这个问题葬身海底。当时人们也想出了各种各样的办法，可这些办法后来发现都不靠谱。

比如人就提出来这样一种方法。我们每隔几百海里就弄一艘船，每隔一小时就往天空中打一种类似于信号弹的炮弹。这样整个航线上所有的船都能根据这个信号弹来调整自己的时间。你听着这个想法好像还很宏大，有点像我们中国古代人发明的烽火台。但后来发现这个想法根本就不可能实施。不说耗资多大，就光说在大西洋当中把一艘船固定在一个位置，当时的技术都做不到。为什么？因为大西洋的海底太深了，你有什么办法能够让一艘船在大西洋的中间抛锚？

到最后只剩下了两个办法。

第一个办法指向天空。天空的日月星辰，其实也是一个巨大的钟表，随着时间的不同天空上的星象会出现各种各样的变化。如果有一张表能告诉我们，我们头上的星空是什么样的，对应的伦敦上空的星象会是什么样，伦敦的星象所对应的时间是几点，根据不同的时间的变化一对一测算，这不就可以测算出经度了吗？这种方法称之为星象法。

还有一种方法就是时钟法。造两座靠谱的时钟把它带上船，一座对准伦敦格林尼治时间，另一座时钟使用当地的时间，两块表一对就可以测算出经度来。这是两条不同的技术路径。

从16世纪开始一直到17世纪的一百多年当中，人类都在为这个事情苦恼，那么这两种方法最后谁得胜了呢？

如何在茫茫的大洋上如何为一艘船定位它的位置，找到它准确的经度，这个问题折磨了欧洲人好几百年。而最早受折磨还不是英国人，而是西班牙人。大家都知道哥伦布是西班牙人，他开创了大航海时代。西班牙的舰队是最早称霸大洋的。当时的西班牙国王是菲利浦三世，他说这个问题怎么解决啊？干脆悬赏吧。那最早去冲刺这个赏金的是谁呢？就是当时著名的科学家伽利略。

伽利略两个办法都想了。一个是钟表法，有的人可能知道钟摆就是伽利略发明的。但后来他发现这不靠谱，又转头去向星空要他的时间。

他发现木星有四颗卫星，这四个卫星在天空的出没跟时间之间是有规律可循的。所以无论人们在大洋上哪个位置，他只要是观察这四个卫星看出没的规律就可以定下时间啊。他甚至做了一个叫赛拉通的东西，这东西有点像现在的防毒面具。一个船员戴上那个东西后用一只眼睛通过一个孔瞄准木星，然后用另外一只眼通过另一个孔能去观测木星的卫星。这个赛拉通在陆地上还比较好用，但是一到船上根本不可能。你想船上是那样的颠簸，在茫茫的星空中找像微尘似的那么一个点，还要试图通过一个小孔把它定位住，这怎么可能有操作性呢？按当时的人的话来讲，就是船员的心跳都可能使那个卫星的小点儿跑出我们的视距。

述伽利略虽然从理论上找到了方案，但是实际上没有解决问题。我们再回头说这个钟表法。

到1714年，也就是肖威尔将军大海难几年后。英国人觉得这太可怕了，我们是个要靠海洋立国的国家啊，一个舰队在家门口就这么报销掉了，这怎么行？整个英国上下就把这件事情当作天字一号的事情来对待，一定要把它解决掉。英国国王就说我们也学菲利浦三世那样悬赏吧。于是英国就组织了一个经度委员会。这个委员会成立的时候还请来了当时已经德高望重德艺双馨的老科学家牛顿。据说那天牛顿来的时候显得特别疲惫，他做了一个报告，开篇就讲到了这个钟表法不靠谱。而且他在那篇讲话当中也说，不仅我们这代人制造不出来可靠的钟表，以后也造不出来。

为什么呢？我们知道钟表对于欧洲中世纪的匠人来说已经是一个比较成熟的技艺，像利玛窦就到中国来给明朝皇帝献了钟表啊，我们现在故宫里还摆了很多清朝时西洋进贡的钟表呢。这不已经是成熟技术吗？对，可是你要知道那些成熟的钟表都是在陆地上，摆那不动的。一到船上，至少得发生两种情况。第一，船上的颠簸会让钟表的走时不准。第二，寒暑交替产生的热胀冷缩，比如钟是在热带装船然后往北开，因为热胀冷缩就会使钟不准了，因为热胀冷缩会使钟表润滑油的物理性状发生变化，影响钟表的准确性。

清宫当时收藏的钟表

当时从英国到美洲一个来回大概走多少天呢？40天。那么如果要精确测定经度需要这个表精准到什么程度呢？每天误差不超过3秒，必须精到这个份上。而当时所有的钟表在船上的那种环境下都不可能达到这种精度。

最后表的精度问题到底是怎么解决的呢？篇幅有限，关注我，我的下篇文章继续聊。