航海鍾（MarineChronometer）是世界航海史上的一項重大發明，它不但是英國皇家海軍在多次海戰中獲勝的決定因素之一，也是遠航的商船在茫茫大海中航行、定位最可靠的保障。當年東印度公司的阿尼斯通號（Arniston）輪船最後走上致命的不歸旅程，主要原因就是船上沒有精密計時的航海鍾。可以這麼說，如果沒有航海鍾就沒有大英帝國曾經輝煌一時的「日不落」稱號，同樣也沒有今天航海業的安全可靠和準確定位。
經度是描述在地球東西側相對於本初子午線的位置，我們以角度來計量，由於本初子午線為零度，往東至180度，往西至180度。當遠海航行的船隻接近陸地時，準確確定此時航行的方向位置是最重要的。但是航船經歷長時間航行後，判斷船隻位置的誤差也會越來越大，進而導致偏航及觸礁船沉乃至水手喪命，所以在17世紀末期那個航海貿易逐漸蓬勃發展的時代，避免船難以及準確航行這是遠海航行首要的問題。
我們把時光帶回到17世紀中葉。荷蘭物理學家克斯蒂安·赫根斯（Christiaan Huygens）與1656年發明了時鐘技術裡革命性的擺錘裝置，之後的1673年，他在當時的法國財政大臣讓·巴普提斯特·科爾伯特（Jean-BaptisteColbert）的贊助下，開始研究和嘗試製作一種供遠航船隻使用的航海鍾。1675年，克斯蒂安·赫根斯用來自法國國王路易十四所頒發的養老金的資金，發明了使用螺旋彈簧擺輪裝置（也就是我們所說的早期遊絲擺），來彌補他19年前研發的鐘擺在防震方面的不足，而這種遊絲裝置對後來的航海鍾、皮套鍾以及懷表等常處於運動狀態下的鐘表走時起到了決定性的作用。克斯蒂安·赫根斯遊絲裝置的重大發明，還在財政大臣科爾伯特那裡獲得了專利權。但是他本人經歷了無數次嘗試，最終並沒能夠解決遊絲擺在海上顛簸狀態中正常走時的難題。
在克斯蒂安·赫根斯之後，許多國家的鐘表大師們都力圖研發出航海鍾，例如英國時鐘大師傑裡米·塞克（JeremyThacker），自1714年開始就進行了多次嘗試。英籍的法國時鐘大師亨瑞·蘇利（HenrySully）從1716年起，也曾專心研究和反覆試製，使航海鍾初具成效。亨瑞·蘇利在1720年後終於研發出一款以精確時間來決定正確經度的航海鍾。由於這台鐘機芯採用了由一大平衡飛輪垂直連結到一個由迪布菲（Debaufre）擒縱驅動式的摩擦轉輪上的技術，所以它的平衡飛輪在搖晃的環境下並不穩定，只能在較為平靜的海上行駛時才能使用，於理想中的航海鍾要求差距甚遠。但是儘管如此，這台鐘卻是歷史上第一臺嘗試用精確時間來量定經度的計時器。亨瑞·蘇利還在1726年以《蘇利先生時鐘發明和結果》為標題，發布了他的研究心得和技術成果。如果有人問史上是誰第一個發明了航海鍾，那一定是亨瑞·蘇利。
在那個年代，許許多多用來測量和定位船隻所在經度的方法被科學家們提出。有一種理論是根據當時對地球自轉的理解提出的，也就是地球每小時自轉的旋轉角度為15度，如果船隻由某地的正午時間出發，它向東航行一小時後，相對原處15度的經線上太陽又位於當地正午時分的位置，以此來推斷。早先還有一種想法是根據荷蘭籍探險家赫馬·弗裡修斯（GemmaFrisius，1508年－1555年）所提出的一個簡單理論，就是比較船隻所在位置的時間與另一處標準時間差（比如標準格林威治時間），便可以推斷出其經度位置。但是，要想知道船隻所在當地位置的時間，通常是依賴於天文觀測，測量不同天體運行的位置來推算時間，這樣的測量時間當然不準確，所以關鍵的關鍵是能夠準確掌握起點和終點的時間，問題就可以解決了。
之前我在英國鐘錶大師裡介紹的那位來自英國約克郡的鄉村木匠約翰·哈瑞森（JohnHarrison），他憑著直覺堅定認為，如果要解決精度航行，只要研發出一臺可以在顛簸的海洋中依舊非常精準走時的鐘，所有問題都迎刃而解。不過直覺歸直覺，但要一種鍾在長時間的航行下，不受溫度、壓力、溼度等因素而影響，並且還要經得起海水繡蝕或承受得起船隻劇烈搖晃而保持精準走時，在那時的鐘表科技情況下談何容易。更有許多科學家，像牛頓和克斯蒂安·赫根斯等公開質疑這種理論的計時器的實際可能性，更頃向於用其他方法來量定經度，例如利用月亮與相對星星距離的方式（月角距）等，尤其是克斯蒂安·赫根斯，他也曾經嘗試過利用擺錘鐘擺或彈簧式擺鐘來量定經度，且均以失敗而告終。1714年，英國政府設立了一項名為「航海經度」的大獎，獎勵發明航海測量儀器以及精確航海用具，此獎金依據所發明儀器的精確度，從一萬英鎊到兩萬英鎊不等（相當於今天的幾百萬英鎊）。約翰·哈瑞森於1730年向英國政府提交了一個研發航海鐘的計劃，在湊足研究資金之後，埋頭在鄉下苦心鑽研，並花費了5年日日月月，於1735年完成了他所設計的第1號航海鍾——哈瑞森1號，簡稱H1。H1經過遠航航海測試，沒有達到在規定的誤差之內，宣告失敗。之後他再接再厲，於1741年完成了他的H2，但由於當時英國和西班牙正在進行海戰，H2沒有得到即時的測試，但約翰·哈瑞森已經發現了H2有技術上的不足之處，決定直接進入到H3的研究中，並在 1759年終於完成了他大號的H3。H3所使用了新的圓形平衡器，並且發明了雙金屬片和帶夾圈的滾珠軸承（時至今日，這些發明仍被現代人廣泛使用），然而，新的平衡器在實際航海測試中被證明仍然達不到最精確走時，最終不得不放棄。直到1761年，他把自己研發多年的一個尺寸比H3小許多的H4上報給經度委員會。H4看上去就是一個直徑12釐米的大號懷表，通過一系列測試，終於達到了規定標準。「航海經度」大獎委員會在1767年發布了《哈裡森先生的計時器》這一著作，記錄下了這一歷史性的發明過程。在經歷了31年的努力之後，約翰·哈瑞森終於解決了利用航海鍾精確走時來測定經線度的問題。與此同時，他向英國國家「經度委員會」申請了「航海經度」獎金。當然，後來經過許許多多的波折，包括幾次的支付，甚至驚動國王喬治三世親自出面問及，終於在1773年當約翰·哈瑞森80歲那年，領到了2萬英鎊總合的獎金。
以上是哈瑞森的4款航海鍾圖
我們再把鏡頭轉向隔海的法國。著名的鐘表大師皮埃爾·理·羅伊（Pierre Le Roy，1717年-1785年）在1748年所研發的航海鍾裡，使用了他自己發明的天文擒縱（DetentEscapement）系統。到了1766年，他又成功地研製出第二臺革命性的航海鍾，而這臺航海鍾除了納入了他的天文擒縱技術之外，還使用了他最新發明的溫差補償平衡擺輪以及同步遊絲技術，給世界航海鐘的發展注入了新鮮血液。前面剛說過約翰·哈瑞森的發明實現了航海鍾在海上準確計時的可行性，而皮埃爾·理·羅伊的研發成果更增加了航海鐘的穩定性。20世紀初有一位英國皇家海軍前上校魯珀特·託馬斯·古爾德（RupertThomas Gould）先生曾說過，約翰·哈瑞森和皮埃爾·理·羅伊兩人的研發成果，是後來在19世紀初期成型的航海鍾裡最重要的技術基礎，尤其是法國大師皮埃爾·理·羅伊的創新成果，讓航海鐘的功能提升超出了人們的預期，為之後的不斷升級奠定了強有力的基礎。
當然，我們不能忘記法國大師費迪南德·鮑爾紹德（Ferdinand Berthoud，1727年-1807年）以及英國鐘錶大師託馬斯·姆格（Thomas Mudge，1715年-1794年）在幾乎同一時期也成功製造過精準的航海鍾。雖然他們倆的航海鍾結構都極其複雜，成本也昂貴，但至少證明了航海鍾可以由許多解決的方案。最值得一提的是英國鐘錶大師級人物託馬斯·恩肖（ThomasEarnshaw）和約翰·阿諾德（JohnArnold，1736年-1799年）在航海鐘的簡化和實用性方面取得了重大進展。1780年左右，他們在皮埃爾·理·羅伊的天文擒縱基礎上，發明了鎖簧式天文鐘擒縱機構（SpringDetent Escapement）和樞軸式天文鐘擒縱機構（Pivoted Detent Escapement），這類擒縱系統的設計解決了溫差補償的平衡問題。與此同時，他倆還改進了遊絲擺的裝置，使用了相對穩定的柱狀遊絲，令航海鍾在驚濤駭浪之中也能保持絕對的穩定，由此獲得了專利權。託馬斯·恩肖和約翰·阿諾德的航海鐘的造價最初也是極其昂貴的，並非所有的船隻都用得起。當時有許多的遠航船隻，仍然會有因缺少航海鍾而沉沒大洋，航海鍾就越來越受到遠航人員的追捧，因此約翰·阿諾德還開設了專門生產製作航海鐘的工廠。隨著時代的需求，從1825年起，英國皇家海軍決定開始向所屬的所有艦船提供航海鍾，從此海上勢力也隨之大增。
Thomas Mudge - 1771
John Arnold & Son - 1778
Thomas Eamshaw - 1800
Brrguet et Fils - 1813
雖然世界鐘錶製作工業於19世紀中葉就開始了徹底的機械化變革，但航海鐘的製造工藝在很長一段時間仍然基於很多的手工成分。大約到了20世紀初期，瑞士的鐘表製造商雅典（UlysseNardin）在結合現代化生產方法和使用可互換零件的領域裡，取得了突破和進展。第二次世界大戰爆發之後，航海鐘的需求驟然大增，美國著名的漢密爾頓（Hamilton）鐘錶公司率先完善了大規模機械化生產航海鐘的方式，在較短期內能夠生產數以千計Hamilton21號和Hamilton 22號航海鍾，配製給美國海軍以及盟軍海軍使用。儘管漢密爾頓取得了劃時代的突破，但自19世紀初期就出現的老款航海鍾仍在繼續生產和使用，例如託馬斯·默瑟（ThomasMercer）公司品牌的老式航海鍾，直到20世紀50年代還在生產當中。
正如我開始所說的，如果沒有精準的航海鍾，英國皇家海軍在世界海戰中的統治地位、大英帝國的擴張都不可能出現，英國也不會擁有「日不落帝國」之稱。英國皇家海軍艦船，就是因為配有精密的航海鍾，可以在世界任何一個角落準確地航行和作戰。大英帝國通過強大的海洋戰爭能力，徵服了大片的海外殖民地，而當時英國的對手葡萄牙、荷蘭、西班牙和法國的艦船卻沒有能力配備先進的航海鍾設備，儘管法國是最早建立印度等殖民地的國家，但它卻在與英國進行七年海洋戰爭之後，被英國皇家海軍徹底擊敗，我想這與英國擁有先進的航海技術是分不開的。
今天，在英國倫敦的格林威治天文臺博物館中，陳列了一系列從古至今的航海鐘的頂級藏品，其中也包括約翰·哈瑞森的H1、H2、H3和H4航海鍾。如果從收藏的角度，要問哪個國家和品類的航海鍾最具有代表性、也最值得收藏，我個人首推18世紀末和19世紀的英國航海鍾。當然，之後出現的德國、蘇聯、瑞士和美國的航海鍾也是很優秀的，但站在歷史的角度和收藏價值的角度來看，當然是英國的最好。
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