薤白

2015年11月26日 星期四

羅輯思維:擊潰牛頓的鐘錶匠23

MP3 擊潰牛頓的鐘錶匠

歡迎各位來到羅輯思維捧場,今天給大家說一個波瀾壯闊的關於創新的故事,在正式說故事之前讓我們回到一個場景。

  這個場景發生在1707年,十八世紀的早期,話說當時的英國海軍上將肖維爾爵士領導著他的艦隊,五艘船,在地中海剛剛打贏了法國艦隊,一場非常漂亮的海仗,打完了,得勝還朝。

  那麼十二月二十二號這一天,這個艦隊就走到了法國布列塔尼半島西邊的洋面,但是一場大霧讓整個艦隊失去了航向,當天晚上十點多鐘艦隊進入了一個地帶,這個地帶現在在地圖上還可以查到,叫錫利群島,就在大不列顛群島那個靴子尖外面那個地方。

  所有有經驗的當時的航海家都知道,一個艦隊一旦走到這個地方,基本上就跟踏入地獄之門是一樣的,因為這個群島裡面飽含了各種各樣的暗礁,果然,晚上十點多鐘的時候,也就是在幾分鐘裡,五艘艦隊有四艘船當時就沉掉了,一千多名海員被淹死。

  當然這個艦隊的指揮官肖維爾爵士非常幸運,他被海浪沖到了岸上,但是他也非常倒霉,發現他的第一個婦女看,誒,這兒有一個人穿的還不錯,然後她就發現他手上有一個綠寶石的戒指,這個女人二話沒說就把他弄死了。

  這個事後來是怎麼知道的呢?是這個女人臨死的時候跟自己的牧師懺悔,說30年前啊,我弄死一個人,你看這戒指還在這兒,所以這個事才真相大白。

  但是今天我主要不是想跟各位講肖維爾爵士的悲劇,而是這場海難發生之前幾個小時的事情,就在幾個小時前他船上的一個船員向他報告,說我們可能走錯方向了,我們可能正在偏離我們原定的航道。

  聽到這番話之後你知道發生了什麼嗎?肖維爾爵士下令立即把這個船員處死,在甲板上執行了絞刑,誒,覺得好奇怪啊,怎麼會這麼粗魯呢?要知道這是當時英國海軍條例的規定,任何人只要越級向自己的上司,尤其是船長去報告關於船的位置的信息,就按叛亂罪當時就處死,這件事沒有什麼可廢話的。

  那為什麼會有這樣一個條例呢?原因是當時的航海技術導致任何船隻,任何船長在茫茫的大洋上行使的時候心裡都是沒數的,我到底在哪?不知道!

  所以整個船上所有船員的性命靠的是什麼?靠的就是船長的經驗,甚至他的經驗也沒有什麼依據,說得更直白一點吧!靠的是船長的直覺,而一個人當他靠直覺進行判斷的時候,旁邊七嘴八舌,就像那個沒主意的女孩,一旦來到秀水街這種地方,旁邊女伴一說這件好看那件好看,一會兒就糊塗了。

  所以當時在英國的海軍當中這是一個慣例,就是當船長在判斷位置的時候,誰都別廢話,廢話就是死,結果這個海員就這樣被處死掉,這就回到了我們今天這個故事的核心,就是在十八世紀初年當時的航海技術導致,因為當時航海的需求非常大,因為整個美洲殖民地已經開拓了嘛,整個每年從歐洲到美洲,即使只是英國一家,每年就有三百多艘船在那兒航行,但是沒有人能夠判斷出自己的準確位置。

  要知道在大洋上航行判斷位置,大家都知道是兩個維度,第一個是緯度,第二個是經度,緯度很好判斷,一個有經驗的船長根據自己的季節然後每天判斷太陽升起的高度,然後用一些簡單的儀器一測,這大家都知道,但是這也是一件非常苦的事情啊!

  據說,我看到的資料,就是在那種後象限儀發明之前,二十個船長就有十九個都是因為天天盯著太陽變成了獨眼龍,所以我們在有些海盜電影裡面看到那些船長都是獨眼龍,戴一個那個,你總覺得這是海盜被人戳瞎的,不是,是因為長年觀察太陽,一隻眼睛視力受損。

  當然後來發明了一種後象限儀之後,這個問題就解決了,可是有一個問題,就是經度是沒有辦法確定的,你看緯度它是自然形成的,0度就是赤道嘛,90度就是南北極嘛,這是天然的,可是經度,你說哪是0度?哪是90度?你可以隨便定,實際上一直到很遲很遲甚至到二十世紀的時候法國人都不服,說憑什麼格林威治天文台那叫0度啊?應該法國巴黎呀!

  據說後來還有伊斯蘭學者認為,經度應該把零度定在哪?麥加,那是聖地啊!那是人類的中心啊,定在那,這一直是爭論不休的一個事情,好,不管哪裡是0度吧!你在茫茫的大洋上航行,你怎麼知道你行經到多少度?

  解決這個問題的原理呢,其實特別簡單,實際就是個時間問題,你比如說我們以格林威治時間,說這兒是0度,那大家都知道地球360度,那麼一天24小時,所以你行經到哪,每走十五個經度就是一個小時的時差,這個道理非常簡單,所以怎麼搞清楚經度呢?很簡單,就是知道格林尼治時間現在是幾點,然後知道我們同時現在是幾點,一減這個時差然後乘以15,就知道我們現在差了多少度,原理就這麼簡單。

  可問題是,老天爺啊!怎麼知道這個時間差呢?一旦我到了茫茫大洋之上我已經看不見英國的海岸線了,我怎麼知道格林尼治時間是多少呢?有人說那不廢話嗎?戴塊表啊!對啊,當時哪有那麼好的表呢?這就是問題啊!

  所以怎麼知道時間,怎麼知道經度的測定,這已經幾乎成為折磨歐洲人幾百年的一個大難題,沒有靠譜的測定方法會導致什麼情況?你看啊,當時的航海,第一,就會使很多的船長,幾乎是靠運氣,比如我們當年知道的什麼哥倫布啊!達迦馬啊!麥哲倫啊!這些基本都是靠運氣,如果他達到他的航海目標的話。

  可是一旦你要靠運氣的話,你在海上漂泊的時間就不確定,而在海上漂泊的時間不確定,船員的身體以及整個的後勤儲備,什麼都會出問題,比如說當時海員就極容易得一種病叫壞血病,現在知道了,其實就是維生素c缺乏。

  後來在17473年著名的庫克船長,就用一種什麼東西呢?就是德國泡菜,就是泡菜帶上船,基本這個問題就解決了,後來就主要用檸檬汁,橙汁啊這些,就是吃一點水果蔬菜嘛,就解決了,但當時壞血病對於航海家來說這是一個天大的事兒,只要是超過一定的時間,你在船上在海上漂泊,那船員都會得壞血病,渾身到處都出血,然後內臟壞死,這是一個問題。

  第二個問題就是海盜,你想,在沒有辦法判斷經度的時候,所有的船隻好順著一個緯度走,你不敢偏離自己的航向啊!所以只好順著一個緯度走,所以這條航線就變成了特別繁忙的航線,所以那海盜船就方便了,我就呆這兒等著唄!一看你落了單我就撲上去把你弄死,所以當時所有的以航海為主要的國力像徵的這些國家,什麼西班牙,荷蘭和英國都非常頭疼這個問題。

  無數的航海家因為這個問題葬身海底,無數的船員因為不能準時的抵達自己的登陸港口而被壞血病折磨,當時人也想過各種各樣的辦法,這種辦法後來發現都不靠譜,比如說當時歐洲人,那個時候還是中世紀嘛,就覺得巫術還在起作用。

  比如說他們覺得發明一種藥粉,這個藥粉叫憐憫藥粉,他們覺得這個藥粉,比如說拿一把刀殺了人,捅了人一刀,然後再把藥粉放在這個刀上,誒,那個傷口就能癒合,這是當時很多巫師幹的事兒。

  後來他們發現如果有這樣的作用可不可以這麼幹?我們先弄幾條狗,給這狗都捅一刀,然後把它弄傷,然後讓狗上船,然後船就走,然後他們在這邊每到中午十二點準時的時候就往這刀上撒一點這個藥粉,誒,那狗在那頭它不就疼嗎?它就叫,所以這船上的人就知道,哦,現在是格林尼治時間中午十二點,然後跟自己的這個時間一對,就知道自己的經度了,你看想這種主意不靠譜。

  還有人就提出來,說這樣,我們乾脆每隔幾百海裡我們就弄一艘船,這個船呢每隔一小時就往天空中打炮,打類似於信號彈那種東西,這樣就會讓整個這個航線上所有的窗船都能根據這個信號彈來調準自己的時間。

  你聽著這個想法好像還很宏大,有點像我們中國古代人發明烽火台那個概念,但是後來發現這個根本就不可能實施,不說別的,說這個耗資多大,就說在大西洋當中,你去把船停在一個位置,當時的技術都做不到,為什麼?因為大西洋的海底太深了,你有什麼辦法能夠在大西洋的中途去拋貓啊?就這一點簡單的技術都沒有辦法突破。

  那怎麼辦呢?到最後只剩下了兩個辦法,第一個辦法就是天空,天空那麼多星辰日月,它其實也是一個巨大的鐘錶,隨著時間的不同,天空上的星象會出現各種各樣的變化,誒,那如果我們能夠有一張表,這張表能夠告訴我們倫敦現在星象什麼樣,然後你行駛到世界的每一個角落,頭頂的星空會有什麼變化,在不同的時間會有什麼變化,然後再一對一測算,這不就可以測算出經度嗎?所以這種方法稱之為星像法

  還有一種方法呢!就是手錶或者說鐘,就是要造一個靠譜的鐘,把它弄上船,這樣我就有一塊鐘就對準倫敦格林尼治時間,然後當地的時間,兩塊表一對就知道差多少,這是兩條不同的技術路徑。

  從十六世紀開始,一直到十七世紀一百多年的過程當中,人類都在為這個事情苦惱,那麼這兩種方法最後誰得勝了呢?

  在茫茫的大洋上如何為一隻船隻定位它的位置找到它準確的經度,這個問題折磨了歐洲人好幾百年,而最早折磨的呢,還不是英國人,是西班牙人,大家都知道,西班牙人哥倫布開創了大航海時代,然後西班牙的艦隊一時是稱霸大洋的,好了,當時的西班牙國王叫菲利普三世,他就說這個問題怎麼解決啊?乾脆懸賞。

  那最早去衝刺這個賞金的是誰呢?著名的當時的科學家伽利略,伽利略兩個辦法他都想了,一個是鐘錶法,大家都知道其實鐘錶那個鐘擺就是伽利略發明的,當然他後來發現這不靠譜,然後就又轉頭去向星空要他的時間。

  他就發現木星有五個衛星,這五個衛星的出沒在地球上能夠觀測到的時間點是有規律可循的,所以無論在大洋哪個位置,我只要是觀察這五個木星的衛星,看它出沒的規律,我就可以定下時間啊!他就想了這個辦法,他甚至做了一個東西叫賽拉通,這東西有點像一個防毒面具,就是一個船員,再戴上那個東西,然後一隻眼睛可以瞄準木星,因為木星比較亮,然後另外一隻眼就能夠通過一個孔能看到衛星。

  可是這個賽拉通說實話在陸地上還比較好用,但是一到船上根本不可能,船是顛波的呀!在茫茫的星空中找那麼像微塵一樣的點,然後試圖通過一個小孔把它定位框住,這怎麼可能有操作性呢?

  按當時的人來講,就是船員的心跳都可能使那個衛星的小點兒跑出我們的視距,所以這個問題雖然從理論上伽利略找到了方案,但是沒有解決方案,沒有解決方法。

  我們再回頭說這個鐘錶法,這又說到1714年,就是我們前面剛開始說的1707年那一場肖維爾海軍上將的大海難之後的幾年,因為英國人覺得這太可怕了,我們是個要靠海洋立國的國家啊,一個艦隊就這麼報銷掉了,而且就在家門口啊!還不是在什麼美洲,大西洋上,就在家門口就完蛋了,這怎麼行!

  所以整個英國上下就把這件事情幾乎當做天字號的事情,一定要把它解決掉,後來國王就說,那我們也學菲利普三世,我們也懸賞吧!然後就組織了一個委員會,這個委員會就請來了當時著名的德高望重德藝雙馨的老科學家牛頓,艾薩克牛頓。

  牛頓就做了一個報告,據說那天他顯得特別疲憊,他開篇就講到了這個鐘錶法,但是他講鐘錶法的意思是說這個玩意兒不靠譜,而且他在那篇講話當中也透出這個含義,說不僅我們這代人不靠譜,可能靠譜的鐘錶以後都發明不出來。

  為什麼呢?其實我們知道鐘錶對於歐洲中世紀的匠人來說它是一個已經比較成熟的技藝,我們知道像利瑪竇到中國的明朝給皇帝就獻了鐘錶啊!我們清宮裡還擺了很多那種西洋進貢的鐘錶啊!這不已經是成熟的技術嗎?

  對,可是你要知道,那些成熟的鐘錶都是在陸地上的,是擺那不動的,一到船上,你想至少得發生兩種情況,第一,船上的顛簸會讓鐘錶的走時變得不准,第二,寒暑,如果它實在熱帶裝船,然後往北開,一下子熱脹冷縮就不對了,然後讓它那個鐘錶的潤滑油,潤滑劑什麼東西的物理性狀都發生了變化,都會影響這個鐘錶的走時。

  那麼如果我們就說我們不走太遠的路,就從英國然後到達美洲然後返航,到達的路上大概走多少天呢?40天,那麼如果需要精確地測定經度的話,那麼需要這個表精準到什麼程度呢?每天誤差不超過三秒,必須精到這個份上,而當時所有的鐘錶都不可能在海洋在船上的那種環境下達到這種精度。

  所以牛頓說這件事情幾乎就不可能,好吧!你說不可能,但是有一個民間人士,他叫哈里森,就是我們今天這個故事的主角,這個人實際上就是普普通通的一個鐘錶匠?錯!不是鍾表匠,一個木匠,從來沒做過鐘錶,他就是生活在農村里的一個木匠。

  然後呢?這個人比較喜歡機械,在他很年輕的時候,他就為他周圍的那些教堂做過一個鐘,而且這個鐘的原理,因為他不懂嘛,不懂的人他就容易想出一些歪點子,他想出了一種根本就不用齒輪的一種鐘,教堂的那種大鐘,做了還挺準。

  然後他又想到了一些辦法,比如說當時他不是用鐘擺,而是用一種叫考加,具體技術咱們就不說了,他發明了很多東西,比如說一種叫蚱蜢擒縱系統,他覺得他這個鐘是不錯的,所以他說要不我去沖刺一下這個獎金?

  他動這個念頭的時候是1730年,要知道這筆獎金是很多的呀!當時英國國王設置這個獎金是兩萬英鎊,你聽著好像兩萬英鎊不多,要知道在當時兩萬英鎊兌換成今天的購買力,大概相當於1800萬美金,換成人民幣大概一個億左右,這是一筆巨款,只要你解決經度問題,這筆錢就發給你。

  而且英國國王專門為這件事情成立了一個經度委員會,在科學史上這家經度委員會其實是政府資助民間科學研究的第一個案例,這個經度委員會存在了一百多年,所以當時這個木匠哈里森說,我能不能去得這個?因為發現我發明這鐘錶挺準的。

  然後1730年這一天,他就去找了英國皇家科學會的會長,誰啊?哈雷,就是著名的那個命名哈雷彗星的,就是他,他當時是經度局的領導人,去找他,哈雷這個人,因為當時這個問題是大難題嘛,所有人提出方案,哈雷就馬上接見了他。

  一看他的方法,哈雷說,哎呀,我們都不懂,因為所有當時的思路都是集中在星空上靠看天,所以經度委員會的人基本都是天文學家,說你這個鐘錶匠的事,你這個畫的圖是什麼亂七八糟的?我看不懂,說這樣吧!你去找倫敦當時最著名的一個鐘錶匠叫格雷厄姆,你去找他,看他能給你一個什麼意見。

  所以1730年這一天,哈里森就抱著一堆圖紙就找到了格雷厄姆,剛開始這個格雷厄姆因為成名的名家嘛,也不大看得起他,一個木匠,從來沒做過鐘錶,就接見了,但是一看到他的圖紙,格雷厄姆覺得靠譜,有戲,然後不僅請他吃了一頓大餐,還打開了自己家的小金庫,給了他兩百英鎊,說不急著還,你就用這個錢,你去造一個這樣的鐘錶,先來試一試。

  好了,花了幾年時間,這個哈里森就造出了第一款,用自己的字母第一個開頭H,H1,這是第一代哈里森的航海鐘,就出來了,後來這個故事就變得特別的漫長,甚至是冗長。

  在1730年他扣開了哈雷爵士和格雷厄姆的家門,一直到他1759年造出了第四代以他名字字母首字H命名的H4,就是第四代他的航海鐘,一共花了29年,這29年裡面他一共做了四代鐘,吃盡了千辛萬苦。

  哈里森這個人很有意思,首先他沒文化,他後來跟經度局打官司嘛,非常憤怒,然後寫了一本小冊子,罵國家的經度局,這篇文章第一句話就25頁,一個標點符號都沒有,就這麼一個人,就基本上沒有文字的表達能力,不能說文盲吧!但至少他肯定不是一個順利的能用文字表達的人,是這麼個人。

  然後第二就是我剛才講的,他也沒什麼經驗,他根本不是主流鐘錶行業裡的人,更有趣的是你說這個人為什麼這輩子要幹這個事兒,他為錢,對啊,兩萬英鎊,白花花的銀子,白的是銀子,黑的是眼珠,他這輩子就靠這個,就奔這個。

  其實這對當時的歐洲人來說這也沒什麼奇怪的,人家伽利略那麼偉大的科學家,他不也一輩子就是為了那個菲利普三世的那個獎金嘛,在那拼命的死磕,對吧!這哈里森就是為了錢。

  可是你會發現當時的英國的工匠在錢的背後還有兩種東西非常有意思,第一,就是工匠精神,最近羅永浩,另一個羅胖,老在講工匠精神,什麼叫工匠精神?哈里森這個人身上體現得就非常明顯。

  首先他一定要作出一個非常完美的東西,剛才我們說他H1一直到H4一共四代做了29年,其中第三代最難,第三代他一共做了十幾年,那這十幾年他靠什么生活呢?他就不斷地跑到經度局去,哎呀,你看我這已經比較靠譜了,你再給我撥點款吧!經度局就像擠牙膏一樣,好,看你可憐,給你五百英鎊,再給五百英鎊。

  整個這二十幾年他就靠這麼擠牙膏,最後總共撥給他2500英鎊,就靠這個過日子,剩下每天就在自己家裡弄這個鬼東西,而且那你說你第一代不就挺好了嗎?對,但是他一旦覺得有改進空間,他就會跟經度局申請,說要不你再給點錢,我再重新弄一版,第三代弄了十幾年,他把他弟弟都耗死了,最後他兒子給他當助手,一直就在那弄。

  當他最終拿到經度局發給他的獎金的時候,已經是1773年,他老人家已經80歲了,所以你說他一個80歲的老人再拿到,抱著一堆銀子,還有什麼用處嗎?所以你會發現他的靈魂深處,真的,他是為了錢,可是錢的背後還有一種叫工匠精神的東西。

  更有趣的是,你說他為了錢對吧?當時法國人,法國政府就知道他在弄這個科研攻關項目,就去找他,說要不我們給你錢,你把這個技術給我,啊不行,那是不行的,後來法國人說要不這樣,我們花五百英鎊,你給我看一眼,我什麼都不拿走,我也不用你給我講什麼,你就讓我看一眼,五百英鎊行不行?不行!

  你看他為了錢還有民族氣節,當然他有民族氣節也不耽誤他跑到經度局去,你看法國人就找我看一眼,你再給點錢,要不然我就給法國人看,他又拿這個去要挾英國政府,所以特別逗。

  這個人你會發現他是一種財迷加上工匠精神,加上愛國主義者,一種非常奇妙的混合,但是可能這種性格恰恰是一個創新者的性格。

  所以你以為這幾十年間所有英國人都在等著哈里森嗎?不是,更主要的判斷經度的主戰場其實根本不是他,而是另外一個領域,就是天文學家們,大家都知道現在的格林威治天文台在倫敦八公里之外的泰晤士河的河口,那個地方有個天文台。

  那個天文台幹嘛的呀?我們所有人學地理都知道,0度經線通過它,那你以為這個天文台就是測定時間的嗎?對,就是測定時間的,可是為什麼要設立這個著名的天文台呢,其實當時從十七世紀開始所有的英國人絕大多數都跟艾薩克牛頓一樣,他們都認為只有讀懂了上帝做的這個鐘錶,也就是我們的星空,我們才可能找到精確的解決經度問題的答案。

  所以格林尼治天文台其實就是為了解決這個問題的,一堆天文學家,前後大概四五代人,耗盡了自己的心血,都是要解決這個問題,但是這兩條路線之爭,最後誰勝出了呢?一會兒再說。

  歐洲人為了解決經度問題,兩條思路,兩種道路的鬥爭持續了一百多年,一條就是頭頂的星空上帝造的那個鐘錶,第二就是人類造的這個鐘錶,那麼兩條道路誰贏了呢?我們先揭曉答案吧!人類造的這個鐘錶贏了,哈里森贏了。

  可是我們從他贏得這個漫長而艱難的過程當中,卻可以給我們今天的人提供一些借鑒的意義,那就是什麼樣的環境才能造就這種驚世駭俗的創新。

  什麼樣的環境呢?我們先說第一條,就是有節制的魔鬼,在哈里森製造航海鐘的過程當中,誰扮演這個魔鬼角色呢?是當時的天文學家們當中的一個人,這個人叫馬斯基林,這個人不是普通的凡人噢,是英國第五任皇家天文官啊!格林威治天文台的館長。

  這個人其實也挺有意思的,他一生都把自己的所有的激情,生命,獻給了頭頂的星空天文學,以至於把他的婚期推遲到54歲才結婚,他就一直看不起哈里森,說你一個破鐘錶匠,你人類的智慧能跟上帝比嗎?我們這叫科學,我們這個多麼富有科學的含量啊!你那個東西算什麼東西?

  所以他一直就是致力於描繪頭頂的星表,然後他出版了第一本靠譜的英國海員的星表手冊,據說這個手冊一直出版到現在,我雖然沒見過,但聽說一直到現在都還有,也就是每一年出一版,告訴你在什麼時間頭頂的星空會給你什麼樣的星象,然後你根據這個,然後用儀器觀測,就能定下來現在的時間,就這套方法,他一直在堅持。

  當然了,作為競爭者嘛,一個是知識的優越感,他看不起這木匠,另一方面,也有獎金在作祟的作用,所以他經常會給哈里森搗一點兒小亂,比如說哈里森這個表出來了,那就說那你得試驗啊!一次試驗不行,兩次試驗啊!這次試驗不靠譜再來一次啊!

  然後他又會欺負人家哈里森,比如說那我要求你把鐘錶上交,我要求你把圖紙都給我,但是說實話,說這個馬斯基林欺負哈里森,我覺得都是小說家筆法,都是後來寫《經度》這本書的人叫索貝爾,這個作者,她有意識的,為了強調戲劇性嘛,把馬斯基林描述成魔鬼。

  其實你去看能夠擺得上檯面的馬斯基林對哈里森的迫害,真的沒有幾件事情,我就說最過分的一件吧!就是他有一次說經度局說我們得把你這個鐘錶給弄走,弄到我們那去,沒收。

  雖然小說當中這個故事,不是小說啊,書中用的是沒收這個字,但其實不是沒收,因為當時經度局講你要我把獎金給你哈里森,你總得把東西給我,而且你得告訴我這個東西怎麼製造,如果你不告訴我你萬一在測試途中死了,然後我們錢又花了,然後這個問題永遠迷底是石沉大海,那怎麼行呢?就要求他把這個鐘上交。

  那個哈里森就死活不願意,後來馬斯基林就帶著逮捕狀到你們家逮捕這個鐘,在走的時候呢,運的時候,這個哈里森後來就講,居然用一個沒有減震彈簧的馬車來運我的鐘,這不成心想把我的鐘顛散嗎?

  據說在哈里森家搬運這個鐘的時候,到門口,搬運工人一不小心,咣這個鐘掉地下了,哎呀,把這哈里森給心疼的,最大的罪狀就是這個,說馬斯基林迫害他,就這個,哎呀,大家想想這跟今天我們在現實生活中看到的那些學霸們能比嗎?

  馬斯基林可從來沒有篡改過哈里森的什麼實驗記錄哦,一些測試數據哦,也從來沒有對他進行什麼人身上的打擊報復,就這麼點兒事兒,把他鐘摔地下一回,還是不小心,這已經成為馬斯基林最大的罪狀。

  所以你看一個好的創新環境一定是這樣,不管競爭多麼激烈,不管每個人都揣著什麼樣的心態,在製止別人的創新的時候,這些魔鬼是有節制的,這是創新的第一個條件,那第二個條件呢?就是應了歌詞裡的那句話,就是一個創新的國度,必然要允許山谷裡的野百合也有春天。

  一個木匠他幹的那個不靠譜的活,講的一種不靠譜的理念,但是當時整個的英國人還是以非常嚴肅的態度對待這種邊緣性的創新,這就說到最後哈里森是怎麼在1773年拿到這筆獎金的。

  因為經度局啊,一直就說,就想法拖延嘛,這當然有馬斯基林的作用,先是做出來,然後說你得測試,測試完了說你得把這個原理告訴我們,原理告訴我們還不行,你還得再做兩台,我們得確保你這個東西可以復制,所以就一直拖,一直拖。

  哈里森多大了?八十了,一個八十老翁實在最後氣得不行,說這樣吧,我不跟你們廢話了,我直接找國王,找喬治三世,喬治三世正好也是一個天文迷,他在自己院裡還搞了一個皇家的御用天文台,然後拿著哈里森的鐘錶測試,覺得靠譜,後來皇上就說我挺你,給他出了一份實驗數據。

  這哈里森拿著喬治三世的御用天文台的數據跑到經度局去,經度局說我們不認這個東西,你看這個就是一個制度上的一種完善,但是你看既有國王的這種重視,也有經度局的講規則,也有整個英國社會當時對這個事情的重視,最後才讓哈里森的這樣一個發明釋放出它的光輝。

  最後哈里森他拿到的這個獎金是誰掏的呢?其實都不是經度局掏的,誰掏的?國王掏的,國王從自己的金庫,國王說你別跟他們廢話了,這幫經度局的天文學家不可理喻,這樣吧!我從自己的金庫,最後還欠他一萬多英鎊,最後國王掏了八千多,說就這樣吧!打一折就算結束了。

  所以1773年哈里森拿到這筆獎金也不是正式的拿到這筆獎金,但這個故事就是這麼結束的,你看這是創新所需要的第二種環境,就是不論你出身何處,整個社會它有一種機制來確保對你的創新成果的認可的公正性。

  那創新環境的第三點就是,整個社會,他要對這個創新的種子有一種培育的能力,那具體到這個航海鐘就是一個問題,就是怎麼讓這個航海鐘變得便宜,而且可以量產,要知道哈里森這個鐘,花2500英鎊,花幾十年弄出一個這個鐘錶,後來有人測算一下成本,我的老天爺,五百英鎊一個,巨款啊!沒有哪個船長買的起的呀!

  可是你看馬斯基林搞的一套星譜星圖,那套東西加上一個像限儀,二十英鎊搞定,買本書,拿個小儀器,雖然比較傷眼睛,但畢竟便宜啊!大家知道便宜是怎麼做到的呢?就是量得大,你得技術上可以復制,就考校一個國家的工業能力。

  所以後來你看,哈里森死了之後,那麼他的所有的原理也出版了,當時所有的英國的鐘錶匠就撲上去進行研發改進,然後量產,隨著產量越來越大,那麼這款航海鐘的價格就從五百英鎊最後一隻落落落,落到五十英鎊左右,以至於幾乎所有的人都開始買得起了,而這一點做到是要憑藉一個國家總體的製造業的實力的。

  所以你看到1815年的時候整個英國,不是整個英國,全世界大概這種航海鐘就有五千多個了,這個問題基本就解決了,我還記得好像達爾文坐的那個小獵犬號,那個1831年出航去考察的,誕生進化論的那艘船,那個船長,光他一艘船上就帶了二十多個,要很多精密計時器,讓它們互相之間進行校對,所以那個時候你可以見到,價格問題已經徹底解決了。

  量產決定了一個國家的工業實力,其實也是一個國家的經濟的需求實力,你比如中國,我們都說創新,以為創新是一個白鬍子老爺爺穿著白大褂在實驗室里幹的事情,錯了,創新往往是市場給你提出來的巨大的問題倒逼當時的有創新能力的人搞出來的一個成果。

  就像拿我們中國來說,我們中國現在修橋修路修隧道的能力技術一定是世界第一,我不用是這方面的專家我都知道,為什麼?遇到的情況多嘛,再比如說我們中移動,2G的技術,3G可能不行,2G的技術一定是全世界最好的,原因也很簡單啊!遇到的情況多嘛,需求量大,需求量大它就會倒逼創新。

  故事說到這兒,我們不妨來總結一下,你看我們從這個故事當中發現了什麼?當我們這一代中國人特別渴望我們擁有創新的時候,我們就得想一想,我們擁有不擁有像哈里森這樣的既具備財迷精神,又具備工匠和愛國精神的創新者。

  我們具不具備一個對所有邊緣性的,當時看起來不靠譜的技術,投以足夠關注的社會的寬容的環境。

  我們整個的創新的知識系統是不是像馬斯基林那樣,雖然心懷惡意,但是扮演一個有節制的魔鬼,以及我們的社會能不能為一種創新提供足夠的社會配套的能力和足夠的需求。

  所以不要怪那些科學家,也不要怪中國企業不創新,如果說中國現在有多少創新?或者說距離我們所期待的那樣的創新還有多少距離?我們都不妨想一想,這個故事中呈現的,我剛才說的那個列表。

  創新從來不是一個人的事兒,創新是一個國家和社會的事兒,創新從來也不是一個企業的事兒,他是一個制度的事兒,甚至是一個經濟的事兒。

  這就是我們今天給大家奉獻的這個關於經度的精彩故事。

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《經度法案》開啟航海不迷航的新紀元 
張瑞棋 ・2015/07/08 
1497 年的今天,葡萄牙航海家達伽馬(Vasco da Gama)從里斯本啟航,成功開啟了連結歐、非、亞洲的航線,成為歐洲第一位繞過非洲南端的好望角,抵達印度的人。達伽馬與哥倫布、麥哲倫等人為大航海時代揭開了序幕,然而當時的航海技術仍無法精確掌握所在位置,每次出航都是生死未卜,迷航或觸礁等事故時有所聞。直到 1714 年,同樣是 7 月 8 日這一天,英國國會通過《經度法案》,重金懸賞在海上測量經度的方法,才終於覓得良方,開啟航海時代的新紀元。

為什麼經度這麼難測量?因為在不同緯度仰望天體的仰角大小不同,還可以藉此得知身處哪個緯度,但東西向的經度並不會有此差異,無法單靠觀測天體就可得知,必須根據當下與出發地的時間差異才能推算出相隔多少經度(地球自轉一圈 24 小時,而東西經各 180 度,所以每差一小時就是相隔 15 度)。但問題就在於如何得知出發地現在幾點?

雖然十五世紀就已經發明用發條驅動的時鐘,但很不準確,一天誤差 15 分鐘以上,直到惠更斯(Christiaan Huygens)在 1656 年發現可以利用鐘擺加以校正,才將誤差縮小每週一分鐘。然而,鐘擺到了搖晃不止的海上根本毫無用武之地,雖然惠更斯後來又發明了可以取代鐘擺的螺旋平衡彈簧,但誤差卻又變大,無法滿足航海的要求。

重賞之下,必有勇夫。年輕的英國鐘錶匠哈里森(John Harrison, 1693-1776)聽聞懸賞之後,決心投入研究。1735 年,他終於推出第一代航海計時器 H1,用平衡彈簧取代鐘擺,經海上實測有不錯的表現,而獲得官方挹注經費繼續研發。1757 年,取得重大突破的 H3 完工,使用膨脹係數不同的兩個金屬片補償彈簧熱脹冷縮所導致的誤差。

不過他發現三年前所設計的懷錶竟然與 H3 的準確性不相上下,除了錶中有他設計的特殊擒縱輪,小型的懷錶也的確比時鐘更能精密加工。於是他予以改良後,於 1761發明了 H4 航海錶,經過 81 天航行到牙買加後只慢了 5 秒鐘,經度誤差僅 0.02 度,遠遠優於《經度法案》要求的 0.5 度誤差。

但評審之一的天文學家馬斯基林卻對這奇技淫巧相當反感,認為觀測月亮與恆星夾角的「月角距法」才是正統,因此故意刁難,扣住獎金不發,即使哈里森終於答應要求,於 1765 年交出 H1 到 H4 的設計圖,仍只拿到一半的獎金,另一半要他再做出更優異的 H5 才給。但他與兒子於 1770 年完工後仍被刁難,直到向國會申訴後,才於 1773 年拿到應得的獎金。

1775 年,三年前帶著 H4 的複製品出航的庫克船長James Cook)完成遍及大洋洲與南極洲的航程返國,極力讚譽哈里森的計時器,讓哈里森得以在隔年離開人世之前見賭自己的發明獲得最大的肯定。他的計時器從此成為標定經度的最佳工具,讓航海不再有迷失方向的危險;而哈里森的許多設計至今也仍在現代鐘錶中繼續運作著。

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