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        水與火的考驗

        時間:2023-01-16 歷史故事 版權(quán)反饋
        【摘要】:馬斯基林還用“月距法”精確地測定了圣赫勒拿島的經(jīng)度——此前它一直是未知的。參加這次科考活動的還有幾支法國天文遠征隊,他們分別前往西伯利亞、印度和南非等地一些精心選擇的觀察點。與此同時,在測定經(jīng)度歷史上具有重大意義的另一次航行也在1761年啟航,不過它與觀察金星凌日現(xiàn)象沒有絲毫關(guān)系,那是威廉·哈里森攜帶著他父親制作的鐘表前往牙買加進行海上試驗。
        水與火的考驗_經(jīng)度一個孤獨的

        自從這十位英雄啟程

        前往弗拉姆斯蒂德山

        各顯身手以來,

        已過去了兩月有余……

        但是,馬斯基林牧師——

        你這科技界的小丑??!

        你當(dāng)心點,別老想著靠耍手腕取勝……

        要知道設(shè)立經(jīng)度獎金的那個偉人,

        像統(tǒng)治天空的朱庇特主神一樣鐵面無私。

        ——《C. P.》《格林尼治號子》或《天文比賽者》

        一個歌頌英雄的故事難免要朝一個惡棍喝喝倒彩——在歷史上以“水手們的天文學(xué)家”而著稱的內(nèi)維爾·馬斯基林牧師就充當(dāng)了這個故事中的反面角色。

        公正地說,馬斯基林更像一位反英雄而不是一個惡棍。也許,他只是頑固不化而不是冷酷無情。不過,約翰·哈里森卻對他恨之入骨,而且他的怨恨也并非毫無來由。這兩個人之間的緊張關(guān)系將角逐經(jīng)度獎金的最后競爭演變成了激戰(zhàn)。

        馬斯基林從參與“月距法”方面的工作開始,到欣然支持它,最后發(fā)展成為它的代言人。他癡迷于精確觀察和詳盡計算,因此對他而言,和這種方法融為一體并非什么難事,他甚至將自己的婚期推遲到了52歲。他對什么事情,從天體位置到個人生活中的瑣事(包括他40年中大大小小的每一筆開銷),都作了記錄,而且在記錄時都毫無例外地采取了一種客觀的超然物外的態(tài)度。他甚至用第三人稱口吻寫作自傳。這一份保存下來的自傳手稿是這樣開頭的:“M博士是長期定居在威爾特斯縣(Wilts)珀頓(Purton)的一個古老家族中最后一位男性繼承人。”在隨后的一些頁中,他交替地將自己稱為“他”和“我們的天文官”——甚至在主人公于1765年成為皇家天文官之前就這么稱呼了。

        作為家族中一長串名叫內(nèi)維爾的男子中的第四位,馬斯基林生于1732年10月5日。因此,他比約翰·哈里森要年輕40歲左右,雖然他看上去似乎從未年輕過。早年的他被一位傳記作家稱為“學(xué)習(xí)相當(dāng)刻苦”以及“有點一本正經(jīng)”的人;他全身心地投入了天文學(xué)和光學(xué)的學(xué)習(xí),一門心思想成為一位重量級的科學(xué)家。他們家在家信中用昵稱“比利”和“芒”稱呼他的哥哥威廉和埃德蒙,用“佩吉”稱呼他的妹妹瑪格麗特,而稱呼他從來都是直接用“內(nèi)維爾”。

        跟沒受過正規(guī)教育的約翰·哈里森不同,內(nèi)維爾·馬斯基林先后上了威斯敏斯特中學(xué)和劍橋大學(xué)。他半工半讀,以干雜活的方式換取學(xué)費減免,直到完成大學(xué)學(xué)業(yè)。作為三一學(xué)院的一名會員(fellow),他還擔(dān)任過圣職,他因此獲得了“牧師”的尊稱。曾有一段時期,他還在位于倫敦北面約十英里處的奇平巴尼特(Chipping Baret)教堂當(dāng)過副牧師。在18世紀50年代的某個時候,當(dāng)馬斯基林還是一名學(xué)生時,他就因為獻身于天文學(xué)事業(yè)的抱負以及與劍橋大學(xué)的淵源,結(jié)識了后來成為第三任皇家天文官的詹姆斯·布拉德利。他們倆是天生的絕配,于是兩顆忠誠而講究條理的心就終身結(jié)合在一起,為尋求經(jīng)度問題的解決方案而共同奮斗。

        布拉德利的職業(yè)生涯當(dāng)時所處的階段是,正準備借助德國天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家兼地圖制作家托拜厄斯·邁耶寄來的月球表,對“月距法”進行全面整理。根據(jù)馬斯基林對這件事的描述,1755~1760年間,布拉德利在格林尼治進行了1 200次觀測,然后通過“繁瑣的計算”得出結(jié)果,并與邁耶的預(yù)測結(jié)果比較,以驗證這些月球表。

        馬斯基林對這類事情自然抱有濃厚的興趣。1761年,出現(xiàn)了一次事先就被大肆渲染的天文現(xiàn)象——“金星凌日”。利用這次機會,馬斯基林通過布拉德利在一支探險隊中謀得了一份美差:驗證邁耶工作的正確性,并表明月球表在導(dǎo)航中的價值。

        馬斯基林遠航到了大西洋上赤道南部的一個小島——圣赫勒拿島。在17世紀,埃德蒙·哈雷在這個島上繪制過南部星圖;而在接下來的一個世紀里,拿破侖·波拿巴也被流放到這個島上,度過了他生命的最后時光。在往返于圣赫勒拿島的航程中,馬斯基林使用哈德利象限儀和邁耶的月球表,多次測出了他們在海上的經(jīng)度,這令他自己和布拉德利都很高興。在馬斯基林能干的雙手之下,“月距法”像被施過魔法似的管用了。

        馬斯基林還用“月距法”精確地測定了圣赫勒拿島的經(jīng)度——此前它一直是未知的。

        在這個島上逗留期間,馬斯基林完成了他名義上的主要任務(wù):當(dāng)金星像一個小小的黑斑一樣穿過太陽表面時,他一連好幾個小時,對該過程進行了觀察。要發(fā)生這種金星凌日現(xiàn)象,金星必須剛好在地球和太陽之間通過。這三個天體的相對位置和運行路徑?jīng)Q定了金星凌日現(xiàn)象會成對地發(fā)生,兩次之間的間隔為8年,但每個世紀只出現(xiàn)一對。

        1677年,哈雷目擊了更常見些的水星凌日現(xiàn)象的部分過程。他對此類天文現(xiàn)象的潛在價值大感興奮,并敦促皇家學(xué)會跟蹤接下來要出現(xiàn)的金星凌日現(xiàn)象。該現(xiàn)象跟哈雷彗星的回歸一樣,他都不可能在自己有生之年親眼看見了。哈雷令人信服地表明:如果在地球上廣泛分布多個觀察點,并從這些地方對行星凌日現(xiàn)象進行多次仔細觀察,就可以揭示出地球和太陽之間的實際距離。

        于是,作為一次規(guī)模不大卻又算是國際性的科學(xué)考察活動的一部分,馬斯基林在1761年1月啟程前往圣赫勒拿島。參加這次科考活動的還有幾支法國天文遠征隊,他們分別前往西伯利亞、印度和南非等地一些精心選擇的觀察點。在1761年6月6日發(fā)生金星凌日現(xiàn)象時,兩個英國天文學(xué)家,查爾斯·梅森(Charles Mason)和耶利米·狄克遜(Jeremiah Dixon)結(jié)為搭檔,并在好望角成功地進行了觀測——幾年后,這兩個人還劃定了美國賓夕法尼亞州和馬里蘭州之間的著名分界線83。第二次金星凌日現(xiàn)象預(yù)計會在1769年6月3日出現(xiàn)。于是,詹姆斯·庫克船長進行了第一次航行,到他提議的玻利尼西亞去觀察這次天文事件。

        不幸的是,馬斯基林發(fā)現(xiàn)自從哈雷訪問圣赫勒拿島以來,該地區(qū)的氣候條件并沒有多大的好轉(zhuǎn),以致金星凌日過程的后半部分都被烏云遮蔽掉了,沒能看全。不過,他在這里多待了幾個月,比較了圣赫勒拿島和格林尼治的重力情況,還設(shè)法測量了地球到附近的高亮度恒星——天狼星的距離,并通過對月球進行的觀察計算出了地球的大小。這項工作,加上他在經(jīng)度前沿的杰出表現(xiàn),足以彌補他在觀察金星時留下的遺憾了。

        與此同時,在測定經(jīng)度歷史上具有重大意義的另一次航行也在1761年啟航,不過它與觀察金星凌日現(xiàn)象沒有絲毫關(guān)系,那是威廉·哈里森攜帶著他父親制作的鐘表前往牙買加進行海上試驗。

        哈里森的第一個計時器H-1只到過葡萄牙的里斯本,而H-2根本就沒出過海。造了將近20年的H-3,如果不是受阻于七年戰(zhàn)爭,本來在1759年完工后馬上就可以出海進行試驗的。這一世界性的戰(zhàn)爭波及了包括北美洲在內(nèi)的三大洲,將英國、法國、俄國和普魯士等國家都卷入了沖突。在戰(zhàn)亂期間,皇家天文官布拉德利帶著月距表的手抄副本,登上了在敵對國法國的海岸邊巡邏的軍艦,對它進行測試。但是,任何頭腦正常的人都不會將H-3這種獨一無二的儀器帶到這么不安靜的水域,因為在這里它有可能被敵軍俘獲。至少布拉德利開始時是這樣認為的。但是到1761年,終于開始對H-3進行正式測試時,這種論點就不攻自破了,盡管大戰(zhàn)還在激烈地進行著——那時這場以持續(xù)時間得名的七年戰(zhàn)爭才進行到第五年。至此,人們不禁要設(shè)想,布拉德利也許居心叵測地希望H-3遭遇點什么不測。不管怎樣,沾了追蹤金星凌日現(xiàn)象這一國際行動的光,所有打著科學(xué)旗號的航行在某種程度上都合法化了。

        在H-3制作完成但還未試驗的日子里,哈里森很自豪地于1760年夏季向經(jīng)度局提交了他的主打作品H-4。經(jīng)度局選擇了在同一次航行中對H-3和H-4一道進行測試。因此,1761年5月,威廉·哈里森帶著較重的航海鐘H-3從倫敦坐船抵達了樸次茅斯港,他已得到命令在那里等待安排船只。與此同時,約翰·哈里森卻正在忙亂地對H-4作最后的精調(diào)。他計劃在樸次茅斯港和威廉碰頭,并在起錨前的那一刻將便攜的計時器H-4交到他手里。

        5個月后,威廉仍然在樸次茅斯港的碼頭上,等待開船命令。此時已是10月份了,推遲試驗讓威廉感到百事不順,而他又擔(dān)心他妻子伊麗莎白的健康狀況——她在兒子約翰出生后一直生著病,這一切讓他焦躁不安。

        威廉懷疑布拉德利博士是為了個人的利益而故意推遲海上試驗。通過拖延哈里森的試驗,布拉德利可以為馬斯基林爭取更多的時間,以獲取支持“月距法”的證據(jù)。這聽起來好像是威廉單方面偏執(zhí)狂式的臆想,但是他有證據(jù)表明布拉德利本人對經(jīng)度獎金也感興趣。在一篇日記中,威廉記載了他和父親如何在一個儀表制造商的店里偶然碰到布拉德利博士,并在那里引發(fā)了布拉德利明顯的敵意。威廉這樣寫道:“博士看起來很生氣。他情緒激動地對哈里森先生說,如果不是因為他和他那該死的手表,邁耶先生和他本來早就分享了那一萬英鎊的獎金了。”

        作為皇家天文官,布拉德利是經(jīng)度局的當(dāng)然委員,因而也是經(jīng)度獎金競賽的一位裁判。威廉的描述似乎表明布拉德利本人也在爭奪經(jīng)度獎金。布拉德利在“月距法”上的個人投入可以稱作“利益沖突”,只是用這個術(shù)語來描述哈里森父子所對抗的勢力似乎顯得太輕描淡寫了一點。

        不管是什么原因?qū)е铝搜舆t,經(jīng)度局在10月份威廉返回倫敦后不久,就召開了會議,并決定采取行動。于是,威廉在11月總算登上了英國皇家海軍“德普特福特”號(Deptford)。這次只帶上了H-4。在等待出發(fā)的漫長歲月里,他父親覺得不讓H-3參加試驗更合適。哈里森父子將所有一切都押在H-4這塊鐘表上了。

        為了保證這次試驗的可信度,經(jīng)度局堅持給裝H-4的盒子加上四把鎖,每把鎖由不同的鑰匙來開啟。當(dāng)然,威廉握有其中的一把鑰匙,因為他得負責(zé)每天給H-4上發(fā)條。另外三把則交由愿意見證威廉一舉一動的可靠人選保管。他們分別是當(dāng)時剛得到委任狀還未及上任的牙買加總督威廉·利特爾頓(William Lyttleton)——他是鐘表匠威廉在“德普特福特”號上的旅伴、該船的船長達德利·迪格斯(Dudley Digges)以及迪格斯的中尉J.蘇厄德(J.Seward)。

        兩個天文學(xué)家(一個待在樸次茅斯,另一個隨船前往牙買加)負責(zé)確定離開時和到達時正確的當(dāng)?shù)貢r間。威廉得到指示,要由他們來設(shè)定時間。

        航程剛展開不久,人們就發(fā)現(xiàn)許多奶酪和成桶的飲料已不適于食用。迪格斯船長下令將它們統(tǒng)統(tǒng)扔進海里,于是危機陡然出現(xiàn)。這艘船的船長在航海記錄中寫道:“這一天所有的啤酒都倒光了,人們不得不喝清水。”威廉向人們承諾,苦難很快就會過去,因為他用H-4估算出“德普特福特”號將在一天內(nèi)抵達馬德拉島84。迪格斯爭辯說這塊表偏差太大,因為現(xiàn)在船離馬德拉島還很遠,并提出要跟威廉打賭。不管怎樣,第二天早上馬德拉島就進入了人們的視野,很快成桶的葡萄酒又裝上了船。于是,迪格斯向威廉作出了新的提議:他愿意在第一時間購買威廉和他父親投放市場的第一臺經(jīng)度時計。還在馬德拉島時,迪格斯就提筆給約翰·哈里森寫信說:

        親愛的先生,我剛得空告知您……您制作的鐘表完美地預(yù)測到了馬德拉島的經(jīng)度;根據(jù)我們的航海日志,我們東偏了1°27′。我用一張法國地圖查出,那會是特內(nèi)里費島(Teneriffe)所處的經(jīng)度。因此,我認定您的鐘表是正確無誤的。再見。

        這次橫渡大西洋的航行花了將近3個月時間。1762年1月19日,“德普特福特”號一抵達牙買加的羅亞爾港(Port Royal),經(jīng)度局的代表約翰·羅賓遜就架起他的天文儀器,確定了當(dāng)?shù)氐恼?。接著,羅賓遜和哈里森用他們的鐘表進行了對時,并根據(jù)它們的時差確定了羅亞爾港的經(jīng)度。經(jīng)過81天的海上航行,H-4僅僅慢了5秒鐘!

        迪格斯船長是個不肯抹殺別人功勞的大好人,他儀式性地向威廉——以及他那不在現(xiàn)場的父親——贈送了一臺八分儀,以紀念這次成功的試驗。這個當(dāng)過獎品的特殊儀器現(xiàn)在也陳列在國家海洋博物館。博物館的管理員在一張評論卡上寫道:對于那些設(shè)法叫使用“月距”測定經(jīng)度的方法顯得多余的人而言,它似乎是一件奇特的禮物??隙ㄊ堑细袼勾L在哪里看過斗牛比賽,所以他就以這種方式將“被征服的動物的耳朵和尾巴”獎給了威廉。實際上,這件禮物對迪格斯而言是一個犧牲,因為即使手頭有了這塊可以給出倫敦時間的鐘表,他還是需要用八分儀來確定海上的當(dāng)?shù)貢r間。

        在他們抵達牙買加一個多星期之后,威廉、羅賓遜以及這塊表搭乘“梅林”號(Merlin)返回英國。因為返程時天氣比較惡劣,威廉一直在為保持H-4干燥而操心。巨浪滾滾的大海不時將海水潑進船內(nèi),甲板往往浸在兩英尺深的水里,甚至連船長艙也漏進去足有6英寸深的積水??蓱z的威廉暈著船,卻還要將這塊表裹在毯子里,為它提供防護。當(dāng)毯子濕透了,他就睡在里面,用自己的體溫將毯子烘干。在航行結(jié)束時,威廉發(fā)起了高燒。但是多虧采取了這些預(yù)防措施,最終的結(jié)果讓他感到自己的一番苦心總算沒有白費。到3月26日回國時,H-4一直在運轉(zhuǎn)。而且,經(jīng)校正后,去程和回程加一起的總誤差,也不到兩分鐘。

        因為哈里森的鐘表已經(jīng)實現(xiàn)了經(jīng)度法案規(guī)定的所有指標,按說在當(dāng)時當(dāng)?shù)鼐蛻?yīng)該把獎金頒發(fā)給他,但是一些不利于他的事件“串通一氣”,阻止了這筆經(jīng)費名至實歸地發(fā)到他手里。

        首先,他們隨即就在那個6月召開的那次經(jīng)度局會議上,對試驗進行了評估。原來規(guī)定只需四把鑰匙和兩位天文學(xué)家,現(xiàn)在經(jīng)度局又招來三名數(shù)學(xué)家再三核對用于確定樸次茅斯和牙買加時間的數(shù)據(jù),似乎這兩個地方的數(shù)據(jù)突然之間變得不夠充分、不夠精確了。委員們還指責(zé)威廉沒有遵照皇家學(xué)會設(shè)定的某些規(guī)則,通過木星衛(wèi)星蝕來確定牙買加的經(jīng)度——威廉并沒有意識到有人要求他這么做,而且無論如何,他也不知道怎樣才能做到這一點。

        因此,經(jīng)度局在1762年8月提交的最終報告中得出的結(jié)論是:“對這塊表所進行的試驗不足以在海上測定經(jīng)度?!盚-4必須在更嚴密的監(jiān)視下再進行一次新試驗。下次再帶著它前往西印度群島吧,但愿那時運氣能好點!

        約翰·哈里森獲得的獎金不是20 000英鎊,而是1 500英鎊。這是用于表彰他制作了“一塊對大眾相當(dāng)有用的手表,‘雖然’還沒有跡象表明該項發(fā)明在測定經(jīng)度時能派上大用場”。在H-4完成第二次海上任務(wù)后,他還可以指望再領(lǐng)到1 000英鎊。

        作為“月距法”這一競爭方案的擁護者,馬斯基林緊隨威廉之后,于1762年5月從圣赫勒拿島返回了倫敦,而且他此行收獲頗豐。他立即出版了《英國海員指南》(The British Mariner’s Guide)——相當(dāng)于邁耶月球表的英譯本,再加上這些表格的使用說明。這項工作奠定了他日后的聲譽。

        邁耶本人因病毒感染在那年的2月去世,年僅39歲。接下來,皇家天文官布拉德利也在同年7月逝世。他享年69歲,可能也不算死得太早了,但馬斯基林卻斷言:他導(dǎo)師是由于長期從事月球表方面的艱巨工作才英年早逝的。

        哈里森父子很快就發(fā)現(xiàn),雖然經(jīng)度局中沒了布拉德利這個人,但他們的處境也絲毫未見改善——布拉德利的去世并沒有緩和其他委員的強硬態(tài)度?;始姨煳墓俚膷徫灰恢笨杖绷苏粋€夏天,到后來納撒尼爾·布利斯85才被任命擔(dān)任這個職務(wù)。威廉只好和經(jīng)度局的委員們通信,為這塊表辯護。他在6月和8月的兩次經(jīng)度局會議上受到了沉重的打擊,并在回家時給父親帶去了令人喪氣的消息。

        第四任皇家天文官布利斯成為經(jīng)度局的當(dāng)然委員后,馬上就將矛頭指向了哈里森父子。跟他的前任布拉德利一樣,布利斯的心目中也只有“月距法”。他堅持認為這塊表的所謂精確性不過是一個偶然事件,并預(yù)計它在下一次試驗時就不會得到精確的結(jié)果。

        經(jīng)度局中沒有哪個天文學(xué)家或海軍將領(lǐng)具備鐘表方面的知識,也不知道是什么使它運轉(zhuǎn)得如此有規(guī)則。也許他們不能理解它的機理,但是他們從1763年年初起就不斷地向哈里森施加壓力,讓他將H-4的工作機理解釋給他們聽。這件事不只是在智力上滿足好奇心的問題,它還關(guān)系到了國家安全。這塊表是有價值的,因為它似乎改進了對月球運動進行定時的普通鐘表。在天氣惡劣,看不到月亮和星星時,這塊表甚至可以取代“月距法”。而且,約翰·哈里森也不是越活越年輕。要是他死了,并將這個可能有用的秘密帶進墳?zāi)?,那該怎么辦?要是在下一次試驗時發(fā)生海難,致使威廉和這塊表一同葬身海底,那又該怎么辦?很明顯,經(jīng)度局必須先徹底弄清楚這個計時器的秘密,才能再次派他們到海上去對它進行試驗。

        法國政府派出了一個由包括費迪南德·貝爾圖在內(nèi)的鐘表學(xué)家組成的小代表團,前往倫敦,希望哈里森能向他們披露這塊表的內(nèi)部機構(gòu)。哈里森當(dāng)時就相當(dāng)警惕——這也是可以理解的——他將法國人趕走了。同時,他也懇求國人向自己保證不會有人盜取他的思想。他還請求國會下?lián)? 000英鎊經(jīng)費,以兌現(xiàn)保護他的權(quán)益的承諾。談判很快就陷入僵局。哈里森沒有得到經(jīng)費,他也沒有透露鐘表的機密。

        最后,1764年3月,威廉和他的朋友托馬斯·懷亞特(Thomas Wyatt)一起登上了英國皇家海軍“韃靼”號(Tartar),帶著H-4駛向巴巴多斯島(Barbados)?!绊^靼”號的船長約翰·林賽爵士(Sir John Lindsay)對第二次試驗的第一階段進行了監(jiān)督,并在前往西印度群島的途中對這塊表的操作過程進行監(jiān)視。威廉在5月15日靠岸,并準備和經(jīng)度局指派的天文學(xué)家們(他們乘坐“路易莎公主”號先期抵達了這座島上)核對記錄,這時他發(fā)現(xiàn)了一張熟悉的面孔。在天文臺正準備對這塊表的性能作出評判的,就是由納撒尼爾·布利斯精心挑選的忠實追隨者——內(nèi)維爾·馬斯基林牧師。

        馬斯基林向駐島人員抱怨說,他自己也在進行第二次試驗。在前往圣赫勒拿島的航行中,他已清楚地表明“月距法”才是解決經(jīng)度問題的絕佳方案。他還大吹法螺:在這次來巴巴多斯島的途中,他確信他已完全地解決了這個問題,經(jīng)度獎金也非他莫屬了。

        當(dāng)威廉聽到這些言論后,他和林賽船長都質(zhì)疑馬斯基林是否還適合對H-4作出公正的評判。馬斯基林被他們的指控激怒了。他先是大動肝火,繼而又變得很不安。就在這種不安的狀態(tài)下,他將天文觀測弄得一團糟——盡管所有出席的人都回憶道,當(dāng)時的天空萬里無云。

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