经度与航海：在海上确定时间的难题

在大航海时代，水手能通过太阳和星星较容易地确定纬度，却难以确定经度。经度问题的本质，是时间测量问题。

经度与时间的关系

地球每15°经度对应1小时时差。如果船员知道出发港的准确时间，再测量当地正午，就能通过时间差推算经度。问题在于，当时的钟摆在颠簸的船上无法保持准确。

两种解决方案

• 天文法：观测月球与恒星的位置，结合星表推算时间
• 计时法：制造能在海上长期保持精度的航海钟

经度奖与哈里森

1714年，英国议会设立经度奖，悬赏解决经度测量难题。木匠出身的约翰·哈里森历时数十年制造航海钟，其H4在1761年的航海中误差仅约5秒，证明了计时法的可行性。

影响

精确航海钟大幅提高了远洋航行安全性，也推动了钟表制造技术。格林尼治天文台因经度测量和航海历研究而成为世界时间中心。

经度问题说明，时间不仅是生活工具，也是探索世界的关键技术。

历史延伸

今天 GPS 通过卫星原子钟实现精确定位，原理仍是测量时间差；航海时代的经度问题由此得到彻底解决。