| 新海试（上）——《航海天文钟：连载十》 |
| 日期：2021/12/21 访问 705 次 |
| H4的第一次测试非常令人鼓舞，在1760年的经度委员会会议上，哈里森要求H3的海上测试也应该包括新的表。他要求再过一个冬天来测试它的温度补偿能力。与此同时，约翰的儿子威廉·哈里森（William Harrison）得到了 250英镑的资助，为第二年两个计时器前往牙买加的海试做准备。然而，他们现在不得不面对来自天文学家的激烈竞争。在1750年代，人们在绘制星象图方面取得了相当大的进步，并获得了可应用于“月距”法来计算经度的数据。用于测量海上天体角度的新仪器已经被开发出来，这使得月距法成为经度奖的有力竞争者。第三位皇家天文学家詹姆斯·布拉德利（James Bradley）坚定地支持月距法，自1755年以来，他一直使用纽伦堡的托比亚斯·迈耶（Tobias Mayer）所制作的测试表上进行一系列艰苦的观测，这些测试表被认为是一套月历法的基础。布拉德利是经度委员会的当然成员，作为该奖项的潜在竞争者，在当今社会这会被指控存在利益冲突；他还有一个人协助他工作，他很快就成为哈里森的死敌——内维尔·马斯克林（Neville Maskelyne）。 
内维尔·马斯克林（Neville Maskelyne）1761年1月，马斯克林启航前往南大西洋的圣赫勒拿岛（St Helena），这是观察金星凌日的众多国际探险处之一。当时金星会经过太阳表面，这样的事件每世纪只会发生两次。通过比较地球不同地区的观测结果，可以计算出地球到太阳的真实距离，不幸的是，恶劣的天气破坏了观测结果。然而，马斯克林成功地利用月距法计算出了航行期间的经度，并确定了圣赫勒拿岛的精确经度，这是前所未知的。
与此同时，1761年5月，威廉·哈里森（William Harrison）带着H3抵达朴茨茅斯（Portsmouth），准备出发接受测试。他的父亲本来要在最后一刻带着调整后的 H4去那里与他会面。结果，在接下来的七个月里，他不得不在造船厂无聊地等待，直到委员会允许开始海试。威廉怀疑布拉德利利用他在委员会的影响力推迟了航行，让马斯基林有时间为作为对手的月距法收集数据。如果不是因为他的日记中记录了他父亲和布拉德利的一次偶遇，他可能会被指控妄想症。根据威廉的说法，“博士似乎非常生气，他言辞激烈地告诉哈里森先生，如果不是因为他和他讨厌的表，迈耶先生和他现在就能分享那一万英镑了。”终于，在1761年11月18日，威廉乘坐德普特福德号（Deptford），一艘有60门炮的护卫舰，前往西印度群岛，船上只有一个计时器 H4——它在朴茨茅斯被精确地设置成当地时间。哈里森一家决定把所有的鸡蛋放在一个篮子里，依靠较小的仪器来获得奖金。可能仍有人怀疑剧烈颠簸对 H3性能的影响，而这个决定凸显了他们对新机器的信心。为了防止被人胡乱摆弄，H4被装在一个有四把锁的箱子里，一把钥匙由威廉·哈里森保管，另外三把钥匙由威廉·莱特尔顿（William Lyttleton，他是牙买加的候任总督），船长达德利·迪吉斯（Dudley Digges）和大副分别保管。因此，当 H4被取出进行日常上发条时，所有四个人都必须在场。
第一个停靠的港口是马德拉岛（Madeira），横渡大西洋的船只经常在那里进行补给。这对德普特福德号的船员来说是个紧急事件，因为到了第九天，他们的啤酒和奶酪已经变质了。那天，最后一瓶可饮用的啤酒也被喝完了，船员们不得不喝剩余的污水，但是威廉，他正在用 H4仔细地计算船只的位置，并预测他们将在一天内赶到马德拉岛。迪吉斯船长并不认同，他估计他们距离哈里森所说的位置还有100多英里，他愿意以5比1的赔率跟哈里森打赌，赌他自己估算的位置是正确的。正如威廉所料，第二天早上6点，当他们看到圣多港号时，全船人都很高兴。迪吉斯对此印象非常深刻，他提出购买哈里森第一个公开出售的计时器。在马德拉的时候，他给约翰·哈里森发了一封匆忙写就的信：尊敬的先生，我很冒昧认识你......你的表在根据子午线确定岛屿的位置方面非常完美；根据我们的航海日志，我们在岛的东面1度27分,根据我的一张法国地图，上面标示了特纳里夫到（Teneriffe）的经度，所以我认为你的表一定是对的。再会。在接下来三个月的航程中，计时器的表现同样出色，并准确预测到他们在1762年1月19日抵达牙买加皇家港口（Port Royal），而德普特福德号的航海日志显示，他们当时的位置还远在一百多英里之外。当委员会代表，约翰·罗宾逊（John Robison），设立他的天文台和仪器，以确定当地的准确时间时，而H4，很明显，在整个81天的航程中，仅仅走慢了5秒钟，这是一个令人难以置信的成就。为了纪念这场胜利，迪吉斯船长送给威廉一个八分仪，这是测量地平线上天体角度的最新仪器。这场官方测试正式结束，威廉一定觉得奖金已经到手。法案规定，如果在航程结束时所测量的位置能够在经度0.5°（30′）的范围内，将获得20,000英镑，但是威廉计算的船只位置在经度1.25″以内！哈里森现在需要做的就是证明他们的方法“普遍可行并有用”。
开始出发时天气晴朗，但随后搭乘的单桅帆船梅林号（Merlin），遭到了猛烈的风暴；高高的海浪砸在甲板上，船上湿成一片，没有一件东西是干燥的。甚至连船长室有时也被6英寸深的海水淹没。在那儿，可怜的威廉，有时发高烧，有时晕船，不得不用毯子裹着计时器，以保护它。他成功地让它继续运转，在返回朴茨茅斯时，人们发现，尽管 H4遭到了猛烈的风浪，但在离开英格兰的147天里，它只出现了1分54.5秒的误差。这相当于只有28.5’的经度，这是一个了不起的成就，远远超出了法案的规定，法案规定，在单程前往西印度群岛的航行中，如能将经度确认在30’（0.5°）内，就支付2万英镑的全额奖金。如果哈里森家族这就庆祝他们的成功，那他们就要非常失望了。25多年以来，给予了约翰·哈里森所期望的一切支持的经度委员会，这次拒绝批准支付全额奖金。委员会成员多年来发生了变化，哈里森的坚定支持者乔治·格雷厄姆去世了。委员们现时比以往任何时候都更倾向于采用月距法，因此，在发放这么大一笔公款之前，应该充分考虑每一项反对意见，这或许是可以理解的。海试过程中引发了一长串的问题，不管是从委员会还是从哈里森家的角度来看，海试都组织得很糟糕。主要的反对意见是哈里森一家在出发前没有公开计时器的一个“快慢差率”（rate）。没有计时器能够精确计时，对于一个航海天文钟来说，当读取时间时，允许有已知的每日误差；因此，如果快慢差率是负5秒，那么10天后，就会在所显示的时间上加50秒。威廉的计算已考虑到了 H4的估算快慢差率，尽管他已经显示他能够准确地预测船只的经度，但是因为没有事先声明计时器的快慢差率，很难证明 H4的表现。另一个合理的反对意见认为，牙买加的确切经度当时还没有被正确测量出来，这使人们对威廉在出航中的计算产生了怀疑。委员会的一位成员甚至认为，如果有人把一大堆普通表带到西印度群岛，而其中一只恰巧走对了时间，那么他也有资格获奖。委员会最终在1762年8月得出结论“已经进行的实验还不足以证明这块表可以用来在海上确定经度”。哈里森家族不得不提交 H4以用于第二次测试。然而，他们立即获得了1500英镑的款项，并得到承诺在测试结束后再支付1000英镑。但另他们更悲哀的是，马斯基林已从圣赫勒拿岛航行归来，他用月距法的成功计算使他兴奋不已。他很快出版了《英国水手指南》，其中包含了最新的月历表和如何使用它们计算经度的说明，并以此申报奖金。他们的老对手皇家天文学家布拉德利的去世并没有让哈里森一家得到喘息的机会。当他的继任者纳撒尼尔·布利斯（Nathaniel Bliss）在委员会继位后，立刻攻击哈里森家族，声称这块表的表现只是偶然的，并支持月距法。约翰 · 哈里森，一个自学成才，说话直白的北方人，对社交礼仪的细微之处漠不关心，在以贵族为主的委员们面前总是处于不利位置。他决定把与委员会的谈判交给他的儿子，结果这是个错误；威廉不是一个好的谈判者，在与委员会打交道时，他表现得傲慢自大，脾气暴躁。第二次海试的部分协议是，H4的细节应该公开。委员会坚持认为，为了整个科学界的利益，这个设计应该被广泛传播。然而，哈里森家族不愿屈从，因为他们知道为了国家利益，这个仪器的构造应该保密。1763年4月，委员会准许法国天文学家杰罗姆·拉兰德（Jerome Lalande）检视计时器，但哈里森只给他看了 H4的外部，但他继续坚持，五月份在钟匠费迪南德·贝尔图德（Ferdinand Berthoud）和数学家艾蒂安·加缪（Etienne Camus）的陪同下，第二次拜访哈里森，但哈里森甚至拒绝让他们看一眼仪器。委员会要求在第二次海试前公开 H4设计的压力越来越大，约翰·哈里森请求国会正式澄清他的立场。国会最终确认，在他的计时器接受正式的测试之前，任何其他人都不能获得该奖。哈里森与委员会的紧张关系已经到了崩溃的边缘，他拒绝接受他们的新要求，即作为原始法案中所规定的“公开”要求，他必须负责生产出两件H4的复制品来证明这个计时器是解决经度问题的切实可行的办法。委员会这样那样的要求导致了僵局，最终由海军第一大臣桑威治伯爵（Earl of Sandwich）解决。当时最有才华、最有远见的政治家之一，桑威治（他是詹姆斯·库克伟大的探险旅程的资助者）宣称，哈里森应该“在他高兴的时候尽快”接受第二次测试。
海军第一大臣桑威治伯爵（Earl of Sandwich）双方同意，允许哈里森在四到五个月内对计时器作进一步的改进和调校，然后再进行新的测试，前提是哈里森需先将其提交格林威治进行测试，以确定仪器的快慢差率。到了测试的时间，哈里森固执地拒绝让H4在天文台进行测试（他对它在那里可能受到的对待有合理怀疑，正如我们将在后文看到的那样）。他宣称：“在他没有从中获得一些好处之前，他是不会与仪器分开的”。双方就快慢差率这一棘手问题最终达成了妥协，即他应在船只起航前向海军部长发送一封信函，其中包含他自己申报的快慢差率，这个差率将在试航期间用于修正H4计时中的已知误差。在哈里森研究 H4的同时，委员会派出两名天文学家在巴巴多斯（Barbados）建立了一个天文台，以决定它确切的经度，并在次年计时器抵达时对其表现进行评估。查尔斯·格林（Charles Green）的陪同者不是别人，正是皇家天文学家的亲信内维尔·马斯克林（Neville Maskelyne），他相信他的月距法很快就会赢得经度奖。1764年3月24日，威廉和他的同伴托马斯·怀亚特（Thomas Wyatt）带着 H4登上了鞑靼号。约翰·哈里森公布了它的快慢差率；他在不同温度下进行了一系列修正，从每天增加3秒(42 °F)到每天减少1秒(82 °F)不等。他表示，他将接受平均差率为每天快1秒钟。航行进行得很顺利，威廉又一次精确地计算了到达马德拉岛的时间，船长约翰·林赛（John Lindsay）以书面形式证实了这一点。到达巴巴多斯后，威廉听到当地居民说马斯基林声称他的月距法远远优于哈里森的表时，大为恼火。理所当然地，他反对马斯基林对 H 4进行检查，而马斯基林作为该奖项的竞争者，显然对结果有利益冲突；威廉得到了约翰·林赛爵士的支持。经过一番争论之后，威廉勉强接受应由马斯基林和格林交替进行观察。据报道，马斯基林非常不安，几乎无法好好观察。
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