墨卡托的世界地图与哈里森的航海天文钟：《帆船史》

图6-1　墨卡托画像

墨卡托（Mercator）是荷兰（当时称佛兰德斯（Flanders））人（见图6-1）。他于1534年在比利时的主要文化城市卢万（Louvain）建立了一个地理研究机构，绘制地图。他以平行的经线（子午线）和纬线标志地球上山川、城市的位置。1544年，他因受到宗教迫害，迁居德国西部莱茵河畔的杜伊斯堡（Duisburg）。该城的大学聘请他为宇宙学讲座教授（现该校以他的名字为校名）。1569年，他出版了18页的著名的世界地图。1585—1589年，出版了包括法、德、荷、意、希腊等国的第一部地图集。地图集（atlas）一词也是他首先使用的。墨卡托地图对航海者十分便利，最短距离的航线在图上是直线（见图6-2和图6-3），可使航海者用直线导航。

图6-2　墨卡托地图上的印度

图6-3　地球上的经纬度

航海家们早已知道用牵星板、星盘，后来用六分仪在中午时刻测太阳，夜间测北斗星，来确定船所在位置的纬度。但确定船所在位置的经度问题，则长期困惑着航海者。

地球每昼夜（24小时）自转360度，也就是1小时转15度。如果在经度零度（称零经线或本初子午线）是正午（12点），则船向东或向西航行，在船位处太阳正中时的时间与零度经线处的时差是1小时，船在东经或西经15度。因此船上必须有准确的时计，以便较精确地确定与零经度处的时差。在1884年的国际天文学家代表会议上，确定本初子午线（零经线）通过英国格林尼治（Greenwich）天文台。太阳正中照到该子午线上的时间定为12时。该地时间称为格林尼治平均时间（Greenwich mean time, GMT）。(www.xing528.com)

1714年，英国政府授权新成立的经度局悬赏2万英镑（当时是一个较大的数目）给能使船在海上计算船位所在经度的误差不超过30英里（48.3公里）的仪器制造者。

约翰•哈里森（John Harrison）是英国林肯郡（Lincolnshire Co.）的钟表制造家（见图6-4）。1735—1760年间，他制造了几只天文钟。开始，他用木材和铜制造，重32～37公斤，不便使用。后来，他制成仅比怀表大一倍的天文钟，1762年和1764年在船上试验，天文钟达到了所要求的精度。因此，他获得了奖金。

图6-4　哈里森画像

1772年，英国著名航海家和探险家詹姆斯•库克船长作第二次环球航行时，哈里森向他提供了一个天文钟。库克船长于3年后回到英国普利茅斯（Plymouth）。他根据该天文钟所示的时间，计算经度的误差不大于13公里。