她上身只剩一件粗布短背心，

原是她多年前做閨女時買的時新，

論長度現(xiàn)在雖然已難蔽體，

她對這唯一的好衣服仍很得意。

——羅伯特·彭斯，《湯姆·奧桑特》45

商人和海員們要求采取措施解決經(jīng)度問題的請愿書，在1714年5月上呈給了威斯敏斯特宮46。6月，英國國會成立了一個專門的委員會，對面臨的挑戰(zhàn)作出回應。

在受命迅速采取行動后，委員們向72歲的老前輩艾薩克·牛頓爵士以及他的朋友埃德蒙·哈雷求助，請他們提出專家意見。哈雷幾年前就前往圣赫勒拿島47繪制南半球的星圖去了。當時，南半球的夜空基本上還是一片處女地。哈雷發(fā)表了300多顆南方星星的星表，這為他贏得了入選皇家學會的榮譽。為了測量地磁變化，他還曾廣泛地進行了遠途航行。因此，他精通經(jīng)度方面的知識，而他本人對尋求經(jīng)度問題的解決方案也多有涉足。

牛頓那天“神情疲憊”，但他還是向委員們大聲宣讀了特意準備的書面意見，并回答了他們的提問。他總結了現(xiàn)存的各種測定經(jīng)度的方法，并表示所有這些方法在理論上都是正確的，但“難以實現(xiàn)”。當然，他這么說在整體上有點保守。例如，牛頓對時計法作了如下評述：

“其中的一種方法是利用鐘表進行精確計時。但是，由于存在著船只運動、溫度和濕度的波動以及重力隨經(jīng)度而變化等困難，可以進行這種精確計時的鐘表還沒有造出來?！彼凳?，將來也不太可能造得出來。

牛頓先提及鐘表法，再論述同樣問題重重卻多少更有希望一點的天文解決方案，其目的也許就是要用鐘表法當擋箭牌。他談到，利用木星的衛(wèi)星蝕測定經(jīng)度的方法，雖然對航海者幫不上什么忙，但不管怎么說，在陸地上是行得通的。他說，其他天文方法有的要求預知某星體何時會消失在我們月球的背后，有的要求對日食或月食進行定時觀察。他還提到了宏偉的“月距”計劃。該計劃通過在白天測量太陽和月亮的距離、在夜晚測量星星和月亮的距離的方式來測定經(jīng)度。（就在牛頓發(fā)表這番演說的時候，弗拉姆斯蒂德正在皇家天文臺為確定星星位置而頭疼不已，而這項工作正是那個受到過度追捧的“月距法”的基礎。）

經(jīng)度委員會將牛頓的證詞寫入了他們的正式報告。這份文件對所有方法都一視同仁，也沒有在英國本土的奇思和外國的妙想之間分什么彼此。它只是敦促國會廣泛征集各種可能解決方案——不管它是來自哪個科學領域，也不管它是由哪個國家的個人或團體提出的——并對成功方案的提出者加以重賞。

真正的經(jīng)度法案則是在安妮女王統(tǒng)治期間的1714年7月8日頒布的。這項法案貫徹了上述報告中的所有精神。就獎金而言，它分別設立了一等獎、二等獎和三等獎：

凡是有辦法在地球大圓上將經(jīng)度確定到半度范圍內的，獎勵20 000英鎊；

凡是有辦法將經(jīng)度確定到2/3度范圍內的，獎勵15 000英鎊；

凡是有辦法將經(jīng)度確定到1°范圍內的，獎勵10 000英鎊。

因為1°的經(jīng)度在赤道處的地球表面上跨度為60海里（相當于68英里），就是零點幾度的經(jīng)度也會對應一個相當大的距離——因此，用具有這種精度的方法來確定船只相對于目的地的位置，還是會出現(xiàn)不小的誤差。政府愿意投入如此巨大的一筆獎金，來重賞一種誤差高達許多英里的“實用”方法，這件事本身就已清楚地表明：英國不惜高昂代價，想要改變航海業(yè)所處的可憐境況。

經(jīng)度法案確立了一個特選的評審小組，該小組后來被稱作經(jīng)度局（Board of Longitude）。經(jīng)度局由科學家、海軍軍官和政府官員組成，行使獎金發(fā)放的決定權?；始姨煳墓偈墙?jīng)度局的當然委員（ex-officio member）。其他當然委員還有皇家學會會長、海軍大臣、下議院議長、海軍總司令以及牛津大學和劍橋大學的薩維爾（Savilian）、盧卡斯（Lucasian）和普盧姆（Plumian）講座數(shù)學教授。（牛頓來自劍橋大學，他在那里當了30年的盧卡斯講座教授；1714年，他又出任了皇家學會會長。）

根據(jù)經(jīng)度法案，經(jīng)度局有權發(fā)放激勵獎金，幫助貧窮的發(fā)明家將有望成功的思想付諸實現(xiàn)。因為經(jīng)度局有權決定經(jīng)費下?lián)?，所以它也許可以算是世界上第一家官方的研究開發(fā)資助機構了。（經(jīng)度局一直存在了100多年，對此大家都始料未及。截止到1828年它最終解散時，由它支付出去的經(jīng)費超過了10萬英鎊。）

為了方便經(jīng)度局委員們對一種方法的實際精度作出判斷，它必須在皇家艦隊的一艘船上進行測試，而且測試時這艘船要“處在海上，正在由大不列顛駛往經(jīng)度局委員們任意選定的一個西印度群島港口的途中……并檢查經(jīng)度誤差是否真的沒有超出前述范圍”。

即使在經(jīng)度法案頒布之前，解決經(jīng)度問題的所謂方案已比比皆是。而在1714年之后，隨著其潛在價值的大幅提升，這類解決方案更是泛濫成災了。經(jīng)度局在很長一段時間內都被人們團團圍?。▽嶋H情況真的如此，并非夸張的說法）。其中有圖謀不軌的人，也有愿望良好的人，他們都是聽到懸賞的事后，沖著獎金來的。在這些滿懷希望的競爭者中，有些人被強烈的貪欲沖昏了頭腦，甚至連參賽條件都還沒有來得及看清呢。于是，經(jīng)度局收到了諸如改良船舵、凈化海上飲用水和完善專用于暴風雨天氣的特種風帆之類的提議。在經(jīng)度局的百年歷程中，它收到了太多太多的永動機設計圖，以及旨在化圓為方48或盡量提高圓周率數(shù)值計算精度的種種提議。

受經(jīng)度法案的影響，“測定經(jīng)度”一詞也成了“知其不可為而為之”的代名詞。經(jīng)度經(jīng)常性地成了人們談論的話題，甚至成了取笑的對象，連那個年代的文學作品中也出現(xiàn)了它的身影。比如，在《格列佛游記》中，當人們讓好船長勒繆爾·格利佛將自己想象成一個長生不老的“斯特魯?shù)虏剪敻瘛?span id="hilsswu" class="math-super">49時，他預計自己可以經(jīng)歷的賞心樂事包括：目睹各種彗星的回歸，見證洶涌的大河萎縮成清淺的小溪，并且“發(fā)現(xiàn)經(jīng)度儀、永動機、萬靈藥以及其他種種偉大發(fā)明，都已被改造得盡善盡美了”。

在解決經(jīng)度問題的競賽活動中，總是摻雜著貶抑其他參賽者的場面。一位署名為“R.B.”的小冊子作者，在談到力主使用鳴炮法的惠斯頓先生時說：“如果他還有那么一丁點兒腦子的話，那也一定是迷糊掉了。”

對同是滿懷希望的參賽者，一個最機敏最簡潔的抨擊，無疑出自于英國貝弗利（Beverly）的杰里米·撒克（Jeremy Thacker）筆下。在聽說了利用炮聲、經(jīng)火烤的羅盤指針、月球的運動、太陽的仰角或隨便什么其他方式進行經(jīng)度測定的種種不完善提議后，撒克自己設計了一種密封在真空容器中的新型鐘表，并聲稱他的方法才是最好的：“總之，我很滿意地看到我的讀者們開始認同，跟我的精密時計（Chronometer）相比，測聲計（Phonometers）、測火計（Pyrometers）、月球計（Selenometers）、太陽計（Heliometers）以及這個計那個計根本就不值一提?！?/p>

撒克詼諧的新名詞“精密時計”顯然也是由他首創(chuàng)的。他在1714年最初這么說時也許只是開玩笑，但后來這個詞卻被普遍采納，作為航海鐘的一個絕妙好名。至今，我們還在將這種設備稱作“精密時計”。不過，撒克發(fā)明的“精密時計”本身可沒有它的名字那么出色。毋庸諱言，這種時鐘確實體現(xiàn)了兩項值得夸耀的新進展。首先，它的玻璃外殼所形成的真空容器可以防護計時器，使之免受令人煩惱的大氣壓力和濕度變化的影響。其次，它采用了兩根經(jīng)過巧妙配對的發(fā)條桿，因此在上發(fā)條時鐘表仍然可以工作。在撒克引入這種“儲能器件”（maintaining power）之前，用發(fā)條驅動的鐘表在上發(fā)條時都要停下來，于是走時就不準了。撒克還將整個儀器像羅盤一樣掛到常平架上。他采取這種預防措施，是為了避免在遇到暴風雨的時候，時計在顛簸的甲板上跌來撞去。

撒克發(fā)明的時鐘不能根據(jù)溫度變化進行調節(jié)！盡管真空容器有一定的隔熱能力，但是隔熱效果還不夠好。對此，撒克自己也很清楚。

當時，室溫變化對所有計時器的運行速率影響都很大。金屬的擺桿受熱會膨脹，遇冷又會收縮，因此在不同的溫度下，秒鐘會以不同的節(jié)拍走時。與此類似，平衡彈簧受熱會變軟變弱，遇冷又會變硬變強。撒克在測試他的“精密時計”時，對這個問題作了非常周詳?shù)目紤]。事實上，在提交給經(jīng)度局的報告中，他包含了關于這個“精密時計”在各種溫度下運行速率的記錄，并給出了不同溫度條件下預計誤差的容許范圍。航海者在使用這種“精密時計”時，只需對照溫度計上的水銀柱高度，進行必要的計算，就可以加權校正鐘盤上顯示的時間了。該計劃存在不足的地方也就是這里：人們不得不一直盯著“精密時計”，同時注意環(huán)境溫度的變化，并將這些信息折算成經(jīng)度讀數(shù)。最后，撒克也承認，即使在理想狀況下，他的“精密時計”每天的誤差有時也會高達6秒。

以前那些鐘表每天的快慢往往高達15分鐘。與之相比，區(qū)區(qū)6秒聽起來似乎算不得什么，何必這么吹毛求疵呢？

原因在于不同的精度會有截然不同的結果，這中間牽涉到了錢的因素。

要證明一臺鐘有資格獲得20 000英鎊的獎金，它確定出來的經(jīng)度誤差必須在半度之內。這也就意味著，每24小時它的快慢不能超過3秒鐘。通過算術計算可以證明這一點：從英格蘭到加勒比海的航程要花6個星期，而可容許的最大經(jīng)度誤差為半度，也就是2分鐘時間。如果每天出現(xiàn)3秒鐘的誤差，在海上連續(xù)航行40天，到航行結束時，合在一起的總誤差就達到了2分鐘。

在經(jīng)度局委員們第一年評閱的眾多方案中，撒克的小冊子寫得最好。但是，人們并沒有因此就對這種方法寄予更大的希望。有待完善的工作太多了，而已真正實現(xiàn)的卻很少。

牛頓等不及了。他覺得他現(xiàn)在已經(jīng)很清楚，星星才是解決經(jīng)度問題的希望所在。隨著天文學的進步，在過去幾個世紀中被一再提起的“月距法”，開始贏得更多人的信賴和擁戴。得利于牛頓本人在用數(shù)學公式表達萬有引力定律方面所作的努力，人們對月球運動有了更好的認識，而且還能在一定程度上預測月球的運動了。但是，世人仍然在焦急地等著弗拉姆斯蒂德完成他對星星的測量。

弗拉姆斯蒂德不愿輕易放過任何一個錯誤，因此，雖然他在繪制星圖上已花了40年功夫，卻仍然不肯公布他的數(shù)據(jù)。他將這些數(shù)據(jù)都封存在格林尼治。牛頓和哈雷想方設法從皇家天文臺弄到了弗拉姆斯蒂德的大部分記錄，并于1712年自作主張以盜版形式出版了他的星表。弗拉姆斯蒂德對此展開了報復：他收集到了已印行的400本書中的300本，并將它們通通燒毀。

弗拉姆斯蒂德給從前的觀測助理亞伯拉罕·夏普（Abraham Sharp）寫信說：“大約兩周前，我將它們付之一炬了。如果牛頓爵士明白事理的話，他一定會同意，我這樣做是幫了他和哈雷博士一個天大的忙?！币簿褪钦f，草率地發(fā)表還沒有經(jīng)過充分驗證的星星位置，只會讓一位受人尊敬的天文學家名譽掃地。

盡管不成熟的星表引起了風波，但牛頓還是一如既往地相信：鐘表機構般的宇宙將最終勝出，以其有規(guī)律的運動為海上往來的船只導航。人造鐘表無疑可以成為天文估算的有益補充，只是永遠也沒法取而代之。為經(jīng)度局工作了7年之后，牛頓在1721年給海軍大臣喬賽亞·伯切特（Josiah Burchett）寫信，談到了自己的一些感受：

“一塊好手表也許可以保證在海上的估算值幾天不出問題，讓人們知道何時進行天文觀察。在更好的鐘表問世之前，要實現(xiàn)這個目標，一塊好的寶石手表可能也就夠用了。但是，一旦失去了海上的經(jīng)度信息，什么樣的手表也沒法將它找回來了?！?/p>

牛頓沒能活到最終頒發(fā)經(jīng)度獎金的那一天——他在1727年去世了。40年后，一位自學成才的鐘表匠因為制作了一塊超大的懷表，奪得了這項大獎。