她上身只剩一件粗布短背心，

原是她多年前做閨女時(shí)買的時(shí)新，

論長(zhǎng)度現(xiàn)在雖然已難蔽體，

她對(duì)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(qǐng)?jiān)笗?，?714年5月上呈給了威斯敏斯特宮46。6月，英國(guó)國(guó)會(huì)成立了一個(gè)專門的委員會(huì)，對(duì)面臨的挑戰(zhàn)作出回應(yīng)。

在受命迅速采取行動(dòng)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(qǐng)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(dāng)時(shí)，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(xué)會(huì)的榮譽(yù)。為了測(cè)量地磁變化，他還曾廣泛地進(jìn)行了遠(yuǎn)途航行。因此，他精通經(jīng)度方面的知識(shí)，而他本人對(duì)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(zhǔn)備的書面意見，并回答了他們的提問。他總結(jié)了現(xiàn)存的各種測(cè)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(shí)現(xiàn)”。當(dāng)然，他這么說在整體上有點(diǎn)保守。例如，牛頓對(duì)時(shí)計(jì)法作了如下評(píng)述：

“其中的一種方法是利用鐘表進(jìn)行精確計(jì)時(shí)。但是，由于存在著船只運(yùn)動(dòng)、溫度和濕度的波動(dòng)以及重力隨經(jīng)度而變化等困難，可以進(jìn)行這種精確計(jì)時(shí)的鐘表還沒有造出來。”他暗示，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(diǎn)的天文解決方案，其目的也許就是要用鐘表法當(dāng)擋箭牌。他談到，利用木星的衛(wèi)星蝕測(cè)定經(jīng)度的方法，雖然對(duì)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(yù)知某星體何時(shí)會(huì)消失在我們?cè)虑虻谋澈螅械囊髮?duì)日食或月食進(jìn)行定時(shí)觀察。他還提到了宏偉的“月距”計(jì)劃。該計(jì)劃通過在白天測(cè)量太陽和月亮的距離、在夜晚測(cè)量星星和月亮的距離的方式來測(cè)定經(jīng)度。（就在牛頓發(fā)表這番演說的時(shí)候，弗拉姆斯蒂德正在皇家天文臺(tái)為確定星星位置而頭疼不已，而這項(xiàng)工作正是那個(gè)受到過度追捧的“月距法”的基礎(chǔ)。）

經(jīng)度委員會(huì)將牛頓的證詞寫入了他們的正式報(bào)告。這份文件對(duì)所有方法都一視同仁，也沒有在英國(guó)本土的奇思和外國(guó)的妙想之間分什么彼此。它只是敦促國(guó)會(huì)廣泛征集各種可能解決方案——不管它是來自哪個(gè)科學(xué)領(lǐng)域，也不管它是由哪個(gè)國(guó)家的個(gè)人或團(tuán)體提出的——并對(duì)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(xiàng)法案貫徹了上述報(bào)告中的所有精神。就獎(jiǎng)金而言，它分別設(shè)立了一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)：

凡是有辦法在地球大圓上將經(jīng)度確定到半度范圍內(nèi)的，獎(jiǎng)勵(lì)20 000英鎊；

凡是有辦法將經(jīng)度確定到2/3度范圍內(nèi)的，獎(jiǎng)勵(lì)15 000英鎊；

凡是有辦法將經(jīng)度確定到1°范圍內(nèi)的，獎(jiǎng)勵(lì)10 000英鎊。

因?yàn)?°的經(jīng)度在赤道處的地球表面上跨度為60海里（相當(dāng)于68英里），就是零點(diǎn)幾度的經(jīng)度也會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)相當(dāng)大的距離——因此，用具有這種精度的方法來確定船只相對(duì)于目的地的位置，還是會(huì)出現(xiàn)不小的誤差。政府愿意投入如此巨大的一筆獎(jiǎng)金，來重賞一種誤差高達(dá)許多英里的“實(shí)用”方法，這件事本身就已清楚地表明：英國(guó)不惜高昂代價(jià)，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(gè)特選的評(píng)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(xué)家、海軍軍官和政府官員組成，行使獎(jiǎng)金發(fā)放的決定權(quán)?；始姨煳墓偈墙?jīng)度局的當(dāng)然委員（ex-officio member）。其他當(dāng)然委員還有皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)、海軍大臣、下議院議長(zhǎng)、海軍總司令以及牛津大學(xué)和劍橋大學(xué)的薩維爾（Savilian）、盧卡斯（Lucasian）和普盧姆（Plumian）講座數(shù)學(xué)教授。（牛頓來自劍橋大學(xué)，他在那里當(dāng)了30年的盧卡斯講座教授；1714年，他又出任了皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)。）

根據(jù)經(jīng)度法案，經(jīng)度局有權(quán)發(fā)放激勵(lì)獎(jiǎng)金，幫助貧窮的發(fā)明家將有望成功的思想付諸實(shí)現(xiàn)。因?yàn)榻?jīng)度局有權(quán)決定經(jīng)費(fèi)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(jī)構(gòu)了。（經(jīng)度局一直存在了100多年，對(duì)此大家都始料未及。截止到1828年它最終解散時(shí)，由它支付出去的經(jīng)費(fèi)超過了10萬英鎊。）

為了方便經(jīng)度局委員們對(duì)一種方法的實(shí)際精度作出判斷，它必須在皇家艦隊(duì)的一艘船上進(jìn)行測(cè)試，而且測(cè)試時(shí)這艘船要“處在海上，正在由大不列顛駛往經(jīng)度局委員們?nèi)我膺x定的一個(gè)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(jià)值的大幅提升，這類解決方案更是泛濫成災(zāi)了。經(jīng)度局在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都被人們團(tuán)團(tuán)圍?。▽?shí)際情況真的如此，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(jiǎng)金來的。在這些滿懷希望的競(jìng)爭(zhēng)者中，有些人被強(qiáng)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(fēng)雨天氣的特種風(fēng)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(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)圖，以及旨在化圓為方48或盡量提高圓周率數(shù)值計(jì)算精度的種種提議。

受經(jīng)度法案的影響，“測(cè)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?wù)摰脑掝}，甚至成了取笑的對(duì)象，連那個(gè)年代的文學(xué)作品中也出現(xiàn)了它的身影。比如，在《格列佛游記》中，當(dāng)人們讓好船長(zhǎng)勒繆爾·格利佛將自己想象成一個(gè)長(zhǎng)生不老的“斯特魯?shù)虏剪敻瘛?span id="url2ltj" class="math-super">49時(shí)，他預(yù)計(jì)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(dòng)機(jī)、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(jìng)賽活動(dòng)中，總是摻雜著貶抑其他參賽者的場(chǎng)面。一位署名為“R.B.”的小冊(cè)子作者，在談到力主使用鳴炮法的惠斯頓先生時(shí)說：“如果他還有那么一丁點(diǎn)兒腦子的話，那也一定是迷糊掉了?！?/p>

對(duì)同是滿懷希望的參賽者，一個(gè)最機(jī)敏最簡(jiǎn)潔的抨擊，無疑出自于英國(guó)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(yùn)動(dòng)、太陽的仰角或隨便什么其他方式進(jìn)行經(jīng)度測(cè)定的種種不完善提議后，撒克自己設(shè)計(jì)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(rèn)同，跟我的精密時(shí)計(jì)（Chronometer）相比，測(cè)聲計(jì)（Phonometers）、測(cè)火計(jì)（Pyrometers）、月球計(jì)（Selenometers）、太陽計(jì)（Heliometers）以及這個(gè)計(jì)那個(gè)計(jì)根本就不值一提?！?/p>

撒克詼諧的新名詞“精密時(shí)計(jì)”顯然也是由他首創(chuàng)的。他在1714年最初這么說時(shí)也許只是開玩笑，但后來這個(gè)詞卻被普遍采納，作為航海鐘的一個(gè)絕妙好名。至今，我們還在將這種設(shè)備稱作“精密時(shí)計(jì)”。不過，撒克發(fā)明的“精密時(shí)計(jì)”本身可沒有它的名字那么出色。毋庸諱言，這種時(shí)鐘確實(shí)體現(xiàn)了兩項(xiàng)值得夸耀的新進(jìn)展。首先，它的玻璃外殼所形成的真空容器可以防護(hù)計(jì)時(shí)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(duì)的發(fā)條桿，因此在上發(fā)條時(shí)鐘表仍然可以工作。在撒克引入這種“儲(chǔ)能器件”（maintaining power）之前，用發(fā)條驅(qū)動(dòng)的鐘表在上發(fā)條時(shí)都要停下來，于是走時(shí)就不準(zhǔn)了。撒克還將整個(gè)儀器像羅盤一樣掛到常平架上。他采取這種預(yù)防措施，是為了避免在遇到暴風(fēng)雨的時(shí)候，時(shí)計(jì)在顛簸的甲板上跌來撞去。

撒克發(fā)明的時(shí)鐘不能根據(jù)溫度變化進(jìn)行調(diào)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(duì)此，撒克自己也很清楚。

當(dāng)時(shí)，室溫變化對(duì)所有計(jì)時(shí)器的運(yùn)行速率影響都很大。金屬的擺桿受熱會(huì)膨脹，遇冷又會(huì)收縮，因此在不同的溫度下，秒鐘會(huì)以不同的節(jié)拍走時(shí)。與此類似，平衡彈簧受熱會(huì)變軟變?nèi)?，遇冷又?huì)變硬變強(qiáng)。撒克在測(cè)試他的“精密時(shí)計(jì)”時(shí)，對(duì)這個(gè)問題作了非常周詳?shù)目紤]。事實(shí)上，在提交給經(jīng)度局的報(bào)告中，他包含了關(guān)于這個(gè)“精密時(shí)計(jì)”在各種溫度下運(yùn)行速率的記錄，并給出了不同溫度條件下預(yù)計(jì)誤差的容許范圍。航海者在使用這種“精密時(shí)計(jì)”時(shí)，只需對(duì)照溫度計(jì)上的水銀柱高度，進(jìn)行必要的計(jì)算，就可以加權(quán)校正鐘盤上顯示的時(shí)間了。該計(jì)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(shí)計(jì)”，同時(shí)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(rèn)，即使在理想狀況下，他的“精密時(shí)計(jì)”每天的誤差有時(shí)也會(huì)高達(dá)6秒。

以前那些鐘表每天的快慢往往高達(dá)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(huì)有截然不同的結(jié)果，這中間牽涉到了錢的因素。

要證明一臺(tái)鐘有資格獲得20 000英鎊的獎(jiǎng)金，它確定出來的經(jīng)度誤差必須在半度之內(nèi)。這也就意味著，每24小時(shí)它的快慢不能超過3秒鐘。通過算術(shù)計(jì)算可以證明這一點(diǎn)：從英格蘭到加勒比海的航程要花6個(gè)星期，而可容許的最大經(jīng)度誤差為半度，也就是2分鐘時(shí)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(jié)束時(shí)，合在一起的總誤差就達(dá)到了2分鐘。

在經(jīng)度局委員們第一年評(píng)閱的眾多方案中，撒克的小冊(cè)子寫得最好。但是，人們并沒有因此就對(duì)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(shí)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(xué)的進(jìn)步，在過去幾個(gè)世紀(jì)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(xué)公式表達(dá)萬有引力定律方面所作的努力，人們對(duì)月球運(yùn)動(dòng)有了更好的認(rèn)識(shí)，而且還能在一定程度上預(yù)測(cè)月球的運(yùn)動(dòng)了。但是，世人仍然在焦急地等著弗拉姆斯蒂德完成他對(duì)星星的測(cè)量。

弗拉姆斯蒂德不愿輕易放過任何一個(gè)錯(cuò)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(shè)法從皇家天文臺(tái)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(duì)此展開了報(bào)復(fù)：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(cè)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(huì)同意，我這樣做是幫了他和哈雷博士一個(gè)天大的忙。”也就是說，草率地發(fā)表還沒有經(jīng)過充分驗(yàn)證的星星位置，只會(huì)讓一位受人尊敬的天文學(xué)家名譽(yù)掃地。

盡管不成熟的星表引起了風(fēng)波，但牛頓還是一如既往地相信：鐘表機(jī)構(gòu)般的宇宙將最終勝出，以其有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)為海上往來的船只導(dǎo)航。人造鐘表無疑可以成為天文估算的有益補(bǔ)充，只是永遠(yuǎn)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(shí)進(jìn)行天文觀察。在更好的鐘表問世之前，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，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(jiǎng)金的那一天——他在1727年去世了。40年后，一位自學(xué)成才的鐘表匠因?yàn)橹谱髁艘粔K超大的懷表，奪得了這項(xiàng)大獎(jiǎng)。