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水与火的考验

时间:2023-01-16 历史故事 版权反馈
【摘要】:马斯基林还用“月距法”精确地测定了圣赫勒拿岛的经度——此前它一直是未知的。于是,作为一次规模不大却又算是国际性的科学考察活动的一部分,马斯基林在1761年1月启程前往圣赫勒拿岛。与此同时,在测定经度历史上具有重大意义的另一次航行也在1761年启航,不过它与观察金星凌日现象没有丝毫关系,那是威廉·哈里森携带着他父亲制作的钟表前往牙买加进行海上试验。
水与火的考验_经度

自从这十位英雄启程

前往弗拉姆斯蒂德山

各显身手以来,

已过去了两月有余……

但是,马斯基林牧师——

你这科技界的小丑啊!

你当心点,别老想着靠耍手腕取胜……

要知道设立经度奖金的那个伟人,

像统治天空的朱庇特主神一样铁面无私。

——《C. P.》《格林尼治号子》或《天文比赛者》

一个歌颂英雄的故事难免要朝一个恶棍喝喝倒彩——在历史上以“水手们的天文学家”而著称的内维尔·马斯基林牧师就充当了这个故事中的反面角色。

公正地说,马斯基林更像一位反英雄而不是一个恶棍。也许,他只是顽固不化而不是冷酷无情。不过,约翰·哈里森却对他恨之入骨,而且他的怨恨也并非毫无来由。这两个人之间的紧张关系将角逐经度奖金的最后竞争演变成了激战。

马斯基林从参与“月距法”方面的工作开始,到欣然支持它,最后发展成为它的代言人。他痴迷于精确观察和详尽计算,因此对他而言,和这种方法融为一体并非什么难事,他甚至将自己的婚期推迟到了52岁。他对什么事情,从天体位置到个人生活中的琐事(包括他40年中大大小小的每一笔开销),都作了记录,而且在记录时都毫无例外地采取了一种客观的超然物外的态度。他甚至用第三人称口吻写作自传。这一份保存下来的自传手稿是这样开头的:“M博士是长期定居在威尔特斯县(Wilts)珀顿(Purton)的一个古老家族中最后一位男性继承人。”在随后的一些页中,他交替地将自己称为“他”和“我们的天文官”——甚至在主人公于1765年成为皇家天文官之前就这么称呼了。

作为家族中一长串名叫内维尔的男子中的第四位,马斯基林生于1732年10月5日。因此,他比约翰·哈里森要年轻40岁左右,虽然他看上去似乎从未年轻过。早年的他被一位传记作家称为“学习相当刻苦”以及“有点一本正经”的人;他全身心地投入了天文学和光学的学习,一门心思想成为一位重量级的科学家。他们家在家信中用昵称“比利”和“芒”称呼他的哥哥威廉和埃德蒙,用“佩吉”称呼他的妹妹玛格丽特,而称呼他从来都是直接用“内维尔”。

跟没受过正规教育的约翰·哈里森不同,内维尔·马斯基林先后上了威斯敏斯特中学和剑桥大学。他半工半读,以干杂活的方式换取学费减免,直到完成大学学业。作为三一学院的一名会员(fellow),他还担任过圣职,他因此获得了“牧师”的尊称。曾有一段时期,他还在位于伦敦北面约十英里处的奇平巴尼特(Chipping Baret)教堂当过副牧师。在18世纪50年代的某个时候,当马斯基林还是一名学生时,他就因为献身于天文学事业的抱负以及与剑桥大学的渊源,结识了后来成为第三任皇家天文官的詹姆斯·布拉德利。他们俩是天生的绝配,于是两颗忠诚而讲究条理的心就终身结合在一起,为寻求经度问题的解决方案而共同奋斗。

布拉德利的职业生涯当时所处的阶段是,正准备借助德国天文学家、数学家兼地图制作家托拜厄斯·迈耶寄来的月球表,对“月距法”进行全面整理。根据马斯基林对这件事的描述,1755~1760年间,布拉德利在格林尼治进行了1 200次观测,然后通过“繁琐的计算”得出结果,并与迈耶的预测结果比较,以验证这些月球表。

马斯基林对这类事情自然抱有浓厚的兴趣。1761年,出现了一次事先就被大肆渲染的天文现象——“金星凌日”。利用这次机会,马斯基林通过布拉德利在一支探险队中谋得了一份美差:验证迈耶工作的正确性,并表明月球表在导航中的价值。

马斯基林远航到了大西洋上赤道南部的一个小岛——圣赫勒拿岛。在17世纪,埃德蒙·哈雷在这个岛上绘制过南部星图;而在接下来的一个世纪里,拿破仑·波拿巴也被流放到这个岛上,度过了他生命的最后时光。在往返于圣赫勒拿岛的航程中,马斯基林使用哈德利象限仪和迈耶的月球表,多次测出了他们在海上的经度,这令他自己和布拉德利都很高兴。在马斯基林能干的双手之下,“月距法”像被施过魔法似的管用了。

马斯基林还用“月距法”精确地测定了圣赫勒拿岛的经度——此前它一直是未知的。

在这个岛上逗留期间,马斯基林完成了他名义上的主要任务:当金星像一个小小的黑斑一样穿过太阳表面时,他一连好几个小时,对该过程进行了观察。要发生这种金星凌日现象,金星必须刚好在地球和太阳之间通过。这三个天体的相对位置和运行路径决定了金星凌日现象会成对地发生,两次之间的间隔为8年,但每个世纪只出现一对。

1677年,哈雷目击了更常见些的水星凌日现象的部分过程。他对此类天文现象的潜在价值大感兴奋,并敦促皇家学会跟踪接下来要出现的金星凌日现象。该现象跟哈雷彗星的回归一样,他都不可能在自己有生之年亲眼看见了。哈雷令人信服地表明:如果在地球上广泛分布多个观察点,并从这些地方对行星凌日现象进行多次仔细观察,就可以揭示出地球和太阳之间的实际距离。

于是,作为一次规模不大却又算是国际性的科学考察活动的一部分,马斯基林在1761年1月启程前往圣赫勒拿岛。参加这次科考活动的还有几支法国天文远征队,他们分别前往西伯利亚、印度和南非等地一些精心选择的观察点。在1761年6月6日发生金星凌日现象时,两个英国天文学家,查尔斯·梅森(Charles Mason)和耶利米·狄克逊(Jeremiah Dixon)结为搭档,并在好望角成功地进行了观测——几年后,这两个人还划定了美国宾夕法尼亚州和马里兰州之间的著名分界线83。第二次金星凌日现象预计会在1769年6月3日出现。于是,詹姆斯·库克船长进行了第一次航行,到他提议的玻利尼西亚去观察这次天文事件。

不幸的是,马斯基林发现自从哈雷访问圣赫勒拿岛以来,该地区的气候条件并没有多大的好转,以致金星凌日过程的后半部分都被乌云遮蔽掉了,没能看全。不过,他在这里多待了几个月,比较了圣赫勒拿岛和格林尼治的重力情况,还设法测量了地球到附近的高亮度恒星——天狼星的距离,并通过对月球进行的观察计算出了地球的大小。这项工作,加上他在经度前沿的杰出表现,足以弥补他在观察金星时留下的遗憾了。

与此同时,在测定经度历史上具有重大意义的另一次航行也在1761年启航,不过它与观察金星凌日现象没有丝毫关系,那是威廉·哈里森携带着他父亲制作的钟表前往牙买加进行海上试验。

哈里森的第一个计时器H-1只到过葡萄牙的里斯本,而H-2根本就没出过海。造了将近20年的H-3,如果不是受阻于七年战争,本来在1759年完工后马上就可以出海进行试验的。这一世界性的战争波及了包括北美洲在内的三大洲,将英国、法国、俄国和普鲁士等国家都卷入了冲突。在战乱期间,皇家天文官布拉德利带着月距表的手抄副本,登上了在敌对国法国的海岸边巡逻的军舰,对它进行测试。但是,任何头脑正常的人都不会将H-3这种独一无二的仪器带到这么不安静的水域,因为在这里它有可能被敌军俘获。至少布拉德利开始时是这样认为的。但是到1761年,终于开始对H-3进行正式测试时,这种论点就不攻自破了,尽管大战还在激烈地进行着——那时这场以持续时间得名的七年战争才进行到第五年。至此,人们不禁要设想,布拉德利也许居心叵测地希望H-3遭遇点什么不测。不管怎样,沾了追踪金星凌日现象这一国际行动的光,所有打着科学旗号的航行在某种程度上都合法化了。

在H-3制作完成但还未试验的日子里,哈里森很自豪地于1760年夏季向经度局提交了他的主打作品H-4。经度局选择了在同一次航行中对H-3和H-4一道进行测试。因此,1761年5月,威廉·哈里森带着较重的航海钟H-3从伦敦坐船抵达了朴次茅斯港,他已得到命令在那里等待安排船只。与此同时,约翰·哈里森却正在忙乱地对H-4作最后的精调。他计划在朴次茅斯港和威廉碰头,并在起锚前的那一刻将便携的计时器H-4交到他手里。

5个月后,威廉仍然在朴次茅斯港的码头上,等待开船命令。此时已是10月份了,推迟试验让威廉感到百事不顺,而他又担心他妻子伊丽莎白的健康状况——她在儿子约翰出生后一直生着病,这一切让他焦躁不安。

威廉怀疑布拉德利博士是为了个人的利益而故意推迟海上试验。通过拖延哈里森的试验,布拉德利可以为马斯基林争取更多的时间,以获取支持“月距法”的证据。这听起来好像是威廉单方面偏执狂式的臆想,但是他有证据表明布拉德利本人对经度奖金也感兴趣。在一篇日记中,威廉记载了他和父亲如何在一个仪表制造商的店里偶然碰到布拉德利博士,并在那里引发了布拉德利明显的敌意。威廉这样写道:“博士看起来很生气。他情绪激动地对哈里森先生说,如果不是因为他和他那该死的手表,迈耶先生和他本来早就分享了那一万英镑的奖金了。”

作为皇家天文官,布拉德利是经度局的当然委员,因而也是经度奖金竞赛的一位裁判。威廉的描述似乎表明布拉德利本人也在争夺经度奖金。布拉德利在“月距法”上的个人投入可以称作“利益冲突”,只是用这个术语来描述哈里森父子所对抗的势力似乎显得太轻描淡写了一点。

不管是什么原因导致了延迟,经度局在10月份威廉返回伦敦后不久,就召开了会议,并决定采取行动。于是,威廉在11月总算登上了英国皇家海军“德普特福特”号(Deptford)。这次只带上了H-4。在等待出发的漫长岁月里,他父亲觉得不让H-3参加试验更合适。哈里森父子将所有一切都押在H-4这块钟表上了。

为了保证这次试验的可信度,经度局坚持给装H-4的盒子加上四把锁,每把锁由不同的钥匙来开启。当然,威廉握有其中的一把钥匙,因为他得负责每天给H-4上发条。另外三把则交由愿意见证威廉一举一动的可靠人选保管。他们分别是当时刚得到委任状还未及上任的牙买加总督威廉·利特尔顿(William Lyttleton)——他是钟表匠威廉在“德普特福特”号上的旅伴、该船的船长达德利·迪格斯(Dudley Digges)以及迪格斯的中尉J.苏厄德(J.Seward)。

两个天文学家(一个待在朴次茅斯,另一个随船前往牙买加)负责确定离开时和到达时正确的当地时间。威廉得到指示,要由他们来设定时间。

航程刚展开不久,人们就发现许多奶酪和成桶的饮料已不适于食用。迪格斯船长下令将它们统统扔进海里,于是危机陡然出现。这艘船的船长在航海记录中写道:“这一天所有的啤酒都倒光了,人们不得不喝清水。”威廉向人们承诺,苦难很快就会过去,因为他用H-4估算出“德普特福特”号将在一天内抵达马德拉岛84。迪格斯争辩说这块表偏差太大,因为现在船离马德拉岛还很远,并提出要跟威廉打赌。不管怎样,第二天早上马德拉岛就进入了人们的视野,很快成桶的葡萄酒又装上了船。于是,迪格斯向威廉作出了新的提议:他愿意在第一时间购买威廉和他父亲投放市场的第一台经度时计。还在马德拉岛时,迪格斯就提笔给约翰·哈里森写信说:

亲爱的先生,我刚得空告知您……您制作的钟表完美地预测到了马德拉岛的经度;根据我们的航海日志,我们东偏了1°27′。我用一张法国地图查出,那会是特内里费岛(Teneriffe)所处的经度。因此,我认定您的钟表是正确无误的。再见。

这次横渡大西洋的航行花了将近3个月时间。1762年1月19日,“德普特福特”号一抵达牙买加的罗亚尔港(Port Royal),经度局的代表约翰·罗宾逊就架起他的天文仪器,确定了当地的正午。接着,罗宾逊和哈里森用他们的钟表进行了对时,并根据它们的时差确定了罗亚尔港的经度。经过81天的海上航行,H-4仅仅慢了5秒钟!

迪格斯船长是个不肯抹杀别人功劳的大好人,他仪式性地向威廉——以及他那不在现场的父亲——赠送了一台八分仪,以纪念这次成功的试验。这个当过奖品的特殊仪器现在也陈列在国家海洋博物馆。博物馆的管理员在一张评论卡上写道:对于那些设法叫使用“月距”测定经度的方法显得多余的人而言,它似乎是一件奇特的礼物。肯定是迪格斯船长在哪里看过斗牛比赛,所以他就以这种方式将“被征服的动物的耳朵和尾巴”奖给了威廉。实际上,这件礼物对迪格斯而言是一个牺牲,因为即使手头有了这块可以给出伦敦时间的钟表,他还是需要用八分仪来确定海上的当地时间。

在他们抵达牙买加一个多星期之后,威廉、罗宾逊以及这块表搭乘“梅林”号(Merlin)返回英国。因为返程时天气比较恶劣,威廉一直在为保持H-4干燥而操心。巨浪滚滚的大海不时将海水泼进船内,甲板往往浸在两英尺深的水里,甚至连船长舱也漏进去足有6英寸深的积水。可怜的威廉晕着船,却还要将这块表裹在毯子里,为它提供防护。当毯子湿透了,他就睡在里面,用自己的体温将毯子烘干。在航行结束时,威廉发起了高烧。但是多亏采取了这些预防措施,最终的结果让他感到自己的一番苦心总算没有白费。到3月26日回国时,H-4一直在运转。而且,经校正后,去程和回程加一起的总误差,也不到两分钟。

因为哈里森的钟表已经实现了经度法案规定的所有指标,按说在当时当地就应该把奖金颁发给他,但是一些不利于他的事件“串通一气”,阻止了这笔经费名至实归地发到他手里。

首先,他们随即就在那个6月召开的那次经度局会议上,对试验进行了评估。原来规定只需四把钥匙和两位天文学家,现在经度局又招来三名数学家再三核对用于确定朴次茅斯和牙买加时间的数据,似乎这两个地方的数据突然之间变得不够充分、不够精确了。委员们还指责威廉没有遵照皇家学会设定的某些规则,通过木星卫星蚀来确定牙买加的经度——威廉并没有意识到有人要求他这么做,而且无论如何,他也不知道怎样才能做到这一点。

因此,经度局在1762年8月提交的最终报告中得出的结论是:“对这块表所进行的试验不足以在海上测定经度。”H-4必须在更严密的监视下再进行一次新试验。下次再带着它前往西印度群岛吧,但愿那时运气能好点!

约翰·哈里森获得的奖金不是20 000英镑,而是1 500英镑。这是用于表彰他制作了“一块对大众相当有用的手表,‘虽然’还没有迹象表明该项发明在测定经度时能派上大用场”。在H-4完成第二次海上任务后,他还可以指望再领到1 000英镑。

作为“月距法”这一竞争方案的拥护者,马斯基林紧随威廉之后,于1762年5月从圣赫勒拿岛返回了伦敦,而且他此行收获颇丰。他立即出版了《英国海员指南》(The British Mariner’s Guide)——相当于迈耶月球表的英译本,再加上这些表格的使用说明。这项工作奠定了他日后的声誉。

迈耶本人因病毒感染在那年的2月去世,年仅39岁。接下来,皇家天文官布拉德利也在同年7月逝世。他享年69岁,可能也不算死得太早了,但马斯基林却断言:他导师是由于长期从事月球表方面的艰巨工作才英年早逝的。

哈里森父子很快就发现,虽然经度局中没了布拉德利这个人,但他们的处境也丝毫未见改善——布拉德利的去世并没有缓和其他委员的强硬态度。皇家天文官的岗位一直空缺了整整一个夏天,到后来纳撒尼尔·布利斯85才被任命担任这个职务。威廉只好和经度局的委员们通信,为这块表辩护。他在6月和8月的两次经度局会议上受到了沉重的打击,并在回家时给父亲带去了令人丧气的消息。

第四任皇家天文官布利斯成为经度局的当然委员后,马上就将矛头指向了哈里森父子。跟他的前任布拉德利一样,布利斯的心目中也只有“月距法”。他坚持认为这块表的所谓精确性不过是一个偶然事件,并预计它在下一次试验时就不会得到精确的结果。

经度局中没有哪个天文学家或海军将领具备钟表方面的知识,也不知道是什么使它运转得如此有规则。也许他们不能理解它的机理,但是他们从1763年年初起就不断地向哈里森施加压力,让他将H-4的工作机理解释给他们听。这件事不只是在智力上满足好奇心的问题,它还关系到了国家安全。这块表是有价值的,因为它似乎改进了对月球运动进行定时的普通钟表。在天气恶劣,看不到月亮和星星时,这块表甚至可以取代“月距法”。而且,约翰·哈里森也不是越活越年轻。要是他死了,并将这个可能有用的秘密带进坟墓,那该怎么办?要是在下一次试验时发生海难,致使威廉和这块表一同葬身海底,那又该怎么办?很明显,经度局必须先彻底弄清楚这个计时器的秘密,才能再次派他们到海上去对它进行试验。

法国政府派出了一个由包括费迪南德·贝尔图在内的钟表学家组成的小代表团,前往伦敦,希望哈里森能向他们披露这块表的内部机构。哈里森当时就相当警惕——这也是可以理解的——他将法国人赶走了。同时,他也恳求国人向自己保证不会有人盗取他的思想。他还请求国会下拨5 000英镑经费,以兑现保护他的权益的承诺。谈判很快就陷入僵局。哈里森没有得到经费,他也没有透露钟表的机密。

最后,1764年3月,威廉和他的朋友托马斯·怀亚特(Thomas Wyatt)一起登上了英国皇家海军“鞑靼”号(Tartar),带着H-4驶向巴巴多斯岛(Barbados)。“鞑靼”号的船长约翰·林赛爵士(Sir John Lindsay)对第二次试验的第一阶段进行了监督,并在前往西印度群岛的途中对这块表的操作过程进行监视。威廉在5月15日靠岸,并准备和经度局指派的天文学家们(他们乘坐“路易莎公主”号先期抵达了这座岛上)核对记录,这时他发现了一张熟悉的面孔。在天文台正准备对这块表的性能作出评判的,就是由纳撒尼尔·布利斯精心挑选的忠实追随者——内维尔·马斯基林牧师。

马斯基林向驻岛人员抱怨说,他自己也在进行第二次试验。在前往圣赫勒拿岛的航行中,他已清楚地表明“月距法”才是解决经度问题的绝佳方案。他还大吹法螺:在这次来巴巴多斯岛的途中,他确信他已完全地解决了这个问题,经度奖金也非他莫属了。

当威廉听到这些言论后,他和林赛船长都质疑马斯基林是否还适合对H-4作出公正的评判。马斯基林被他们的指控激怒了。他先是大动肝火,继而又变得很不安。就在这种不安的状态下,他将天文观测弄得一团糟——尽管所有出席的人都回忆道,当时的天空万里无云。

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