日不落的海上霸權：John Harrison 的航海計時器(中)
主流價值以外的天才，是一份受到詛咒的餽贈，終其一生，都在世俗嘲諷和自我實現之間，奮力拚搏，幸者留名，不幸者惘矣。
John Harrison 就是這樣一類人，自學鐘錶成材，卻無端遭受迫害，只因為他沒有譁眾取寵的標籤，卻獨自一人，破解難倒「一眾天才們」的懸問。
跨越了工匠與科學之間，庶民與貴族之間的鴻溝，所引起的衝突，遠遠超乎他所想像，甚至引來危及性命之要挾。
及至年邁時，回首身後八十載，不為名，不為利，就為了一口氣 ... ...
在 George Graham 的協助下，歷經 5 年時間，1736 AD，哈里森氏 1 號終於建成，代號 H1，依憑皇家學會要求，John Harrison 奉命出洋，歷時 6 個月時間，往返兩地進行實驗，最終將以艦隊日誌為原本，核對 H1 紀錄。
當時的 John Harrison 已年愈不惑，43 歲高齡，對於一個從未進行過遠洋航程的老木匠而言，著實是個艱鉅挑戰，也顯示出皇家科學院的一眾院士們，對於 John Harrison 的不信任與刁難。
然而，工匠之所以能憑一門手藝，一生懸命，一輩子就幹一件事過活，便是一口「硬氣」。
以一口氣做人，能使人無所畏懼，更何況是區區一方汪洋？
John Harrison 帶著重達 32 kg 的 H1，隻身上船，出於工匠所獨有的質樸氣質，他與船上水手們很快交好，在遭遇紊流，船板顛簸，暈眩不適，上吐下瀉之時，便是這些水手們，照料 John Harrison 的一切起居。
3 個月航程期間，John Harrison 在獨立書房裡，潛心計算 H1 的所有數據，並同時與艦隊日誌核對，卻驚覺一件事情：
出洋後 1 週，誤差累計，已超乎實驗時的 2~3 個月之久。
近海淺灘實驗時，一日誤差大約在 1 秒內，意味著 2~3 個月的累計誤差，大約是 1~1.5 分鐘，可以藉由正午校時進行補償，在原先推測的結果中，6 個月航程之誤差，最終可以縮減至 15 秒內。
究竟發生了什麼事情，使得實驗推理和真實情況之間，形成了如此巨大的反差，到底是什麼關鍵因子，影響著 H1 的運行？
在日不落的海上霸權(上)一文中，已提到傳統老爺鐘結構裡，一晃一盪，來回振盪的古典鐘擺，無法運用在顛簸汪洋中。
為了修正此一缺陷，John Harrison 採用另一設計「筒形擺輪」，即是以一枚車芯，兩端半徑車削至極細極小，再安裝於一枚環形銅輪，謂之「擺輪」。
此後，共用同一枚車芯，在擺輪上方，安置一圈螺旋游絲，整體結構狀似筒形，再配合擒縱系統的一收一合，來回振盪，完成頻率輸出，也就是近代鐘錶設計裡，十分常見的「擺輪游絲」構造。
擺輪游絲之構造，當時仍只能算作機械雛型，仍有許多瑕疵之處尚待改進，但這些尚待改進的缺陷，所需要的物理學識，卻已超過 John Harrison 所具備的知識範圍。
在遠洋出航以先，John Harrison 針對 H1 所進行的模擬實驗，是在近海淺灘上的一方小舟上，運用一左一右，一前一後的鞦韆工具，配合小舟本身隨海浪一上一下的起伏，形成六向運作干擾。
在六向運作干擾的實驗中，H1 的表現十分優秀，日誤差維持在 1 秒以內，此一結果在當時的製造技術中，堪稱無雙之作。
堪稱無雙之作的 H1，卻在出洋期間，出乎意料地產生巨大誤差，探究其背後原因，便是原先近海實驗時，六向干擾之外，所未嘗料想到的擾動因子。
──轉動慣量。
轉動慣量 (Moment of Inertia)，是一個物理學的專有名詞，若非出身自硬體工程背景，或是已忘卻高中物理課程的朋友們，想必十分陌生。
較為艱深的推數理推倒，以及運用在鐘錶機械設計裡的方式，在此不談，只以簡明概念言之，即是「物體在旋轉運動之時，其慣性之大小」。
所謂「慣性」，則是「一物原先狀態的韌性」，慣性愈高的物體，往往愈難被改變其原先狀態，以一個相對直覺的比方舉例，好似以一人之力，攔阻一輛玩具發條車，或一輛行駛於鐵道上的高速火車，孰為難，孰為易？
轉動慣量，便是專門描述旋轉運動時，一物的慣性大小，針對旋轉時候的慣性大小，又延伸出許多數理推算，藉以預測旋轉時物體的移動方向。
既然提及「旋轉」運動，相信讀者們不難聯想到，鐘錶機械的一切結構，便是建立在每一枚齒輪零件之間，相互牽引的「旋轉」運動。
──旋轉運動，就是造成 H1 誤差一瞬累計的干擾因子。
John Harrison 在六向干擾實驗中，所並未考量到的干擾因子，就是「旋轉運動」，他忽略了在海上航行時，六向干擾並非獨立存在，而是十分混亂地交錯出現，從而形成旋轉運動。
在近海淺灘實驗時，出於海浪之大小，相較於實際出航，旋轉運動之影響甚微，所以當時未能發現，直到真正進行遠洋實驗，整整 3 個月下來，旋轉干擾的影響才逐漸浮現。
然而，John Harrison 作為一名鄉野工匠，物理學識畢竟有限，只能隱約地覺察到旋轉干擾的存在，卻無法掌握其中關鍵，一度陷入苦思。
完成 6 個月遠洋實驗後，John Harrison 返回倫敦，並將 H1 的文檔紀錄，上呈皇家科學會，在這一趟遠洋航程裡，雖然發覺 H1 存在缺陷，但整體結果而言，已十分接近《經度法案》所要求的誤差範圍。
照理來說，John Harrison 完全有資格，取得第二輪研究資金。
可是，就在 John Harrison 出洋的 6 個月期間，皇家科學會為保守顏面，以及境內新教民眾之輿論，積極發展「月角距」測量法的補強研究，試圖完善以天文學為基礎的測量法。
為了保守虛浮顏面，皇家科學會甚至不惜採用一種，即便到了當代，仍可視為相當笨拙的一種辦法：查表歸納法。
在日不落的海上霸權(上)一文中，已提到「月角距」測量法，以月亮位置之變幻，推算兩地時間誤差，所以如何取得絕對正確的月亮位置，便成了此一測量法的關鍵。
為了取得絕對正確的月亮位置，皇家科學會耗費大量人力物力，進行過去十年間，天文星象表的整理，取得一份最為精確的「月亮位置表」。
聲稱所有關於「月角距」測量法的失誤，皆來自月亮位置的測量錯誤，若以這份「月亮位置表」作為推算依據，必然可以補償此一測量法。
及至此時，月角距，鐘錶法，二者之初，原本是性質單純的方法差異，如今卻演變成人與人之間的意識鬥爭。
返鄉的 John Harrison 持 H1 紀錄文件，上呈皇家科學會，試圖申請第二輪研究資金，卻遭莫名拒絕，原因是出於 H1 的紀錄文件，和出航艦隊所提交的航海日誌內容，並不符合。
出航艦隊所提交的航海日誌，聲稱 H1 在出航時，存在巨大誤差，卻並未提及返航時，其精確無誤的時間推算，避免了一場觸礁浩劫。
事實上，John Harrison 的遠洋出航，分作一往一返兩段，分別搭乘不同船艦，所以航海日誌之撰寫者，自然也是不同船長，起初是為了避免 H1 之紀錄比對出現爭議，卻沒有想到形成如此尷尬的情況。
John Harrison 返航時，因為稍加修正了 H1 的部分避震裝置，以及返航時所搭乘的船隻，屬於設備相對穩固的船艦，旋轉干擾的影響較少，因此返航時 H1 的表現極佳。
卻在返航途中，因為返航船長過於依賴月角距測量法，造成海上位置判斷失誤，差點使得船隻觸礁，若非因為 John Harrison 以 H1 之測量結果，強硬地要求船長修改航道，否則所有船員都將葬身海底。
然而，人心叵測，判斷失誤造成船艦觸礁，是一項重大職涯汙點，很可能導致前途毀於一旦，返航船長發生判斷失誤，雖然僥倖獲救，但出於生涯考量，秘密對所有船員下達封口令，並銷毀部分航海日誌。
因此，H1 僅僅只有表現不佳的第一份日誌，可以做為對比。
人們有一個很特殊的心理情結，總將對自身存在的病態迷戀，轉化成對上帝的愛慕，從而倚靠不須負責任的成見，胡說八道。
月角距法的輿論基礎，是在於月球是「耶和華賜予人類的時鐘」，必然是最精準的。
出於畸形自戀而產生的成見，摻揉傲慢原罪，便形成了一如皇家科學會和 John Harrison 之間，這般毫無意義的爭戰。
出於返航艦長將日誌銷毀，使得 H1 僅剩一份表現不佳的出航日誌，可以做為對比，自然無法成功取得第二輪研究資金，除卻一眾院士的冷嘲熱諷以外，甚至還可能需要支付賠償金額。
然而，或許冥冥之中，真有天意，就在 John Harrison 陷入困境之時，有一名他在返航艦上，交情甚好的水手，因為感念 John Harrison 的救命之恩，還有認為 H1 是可以解決經度問題，挽救無數水手性命的儀器。
所以決定挺身而出，向皇家科學會提出證明，證明返航期間 H1 的量測結果之精確，及時挽救了一場觸礁沉沒的浩劫。
在返航艦水手的作證下，皇家科學會再無話可說，批准了 John Harrison 的第二輪研發資金，但為了挽回顏面，依舊持續進行月角距法的補強研究，試圖扳倒鐘錶法的崛起。
至此，是一個關鍵的轉捩點，取得第二輪資金的 John Harrison 雖已無後顧之憂，卻仍無法破解「轉動慣量」之奧祕，無法針對 H1 的缺陷，作出正確修正。
無可奈何之下，John Harrison 只能針對擺輪游絲的振盪頻率，以及整體時鐘的避震裝置作出補強，甚至向好友 George Graham 委託，請他聘雇手藝精湛的鐘錶匠，進行零件的製作。
假他人之手，對於一名心高氣傲的工匠而言，實乃束手無策之舉。
5 年後，John Harrison 再次推出 H2，但表現依舊不如預期，甚至還比原先 H1 的狀況更糟，這表示他所遭遇的難題，已遠遠超乎他所有的知識範圍。
此後，John Harrison 便向 George Graham 求教，從根本知識開始學習鐘錶工藝，歷經整整 17 年，再次推出 H3。
H2，H3，內部機芯之設計，相較於 H1 機械，基本上並無別出心裁之處，雖然在穩定性方面較佳，且已經十分接近最後精度，但依舊無法觸及《經度法案》所要求的誤差範圍。
此一懸問，一直到 John Harrison 無意間，在把玩 George Graham 徒弟製作的一枚懷錶時，答案悄然浮現 ... ...
17 年歲月，依然無法令 John Harrison 參透轉動慣量的物理奧秘，只能在標準精度的邊緣徘徊，始終不得其門而入，一奪《經度法案》之冠冕。
直到一日晨時，John Harrison 正自沉思，手裡擺弄著 George Graham 徒弟製作的一枚懷錶，一如 6 歲那年，天花臥床之時的光景。
或許世間真有「宿命」之說，便在 John Harrison 擺弄手中懷錶，皺眉沉思之時，破解轉動慣量干擾的答案，已悄然浮現腦海 ... ...
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