经度与纬度的比较（经度和纬度我们都知道）

为什么说测量经度很重要，测量经度为什么难。

故事发生在工业革命之前的英国，当时，欧洲已经开拓了前往美洲的新航路，所以当时对航海的需求非常大，即使只算英国一家，每年就有数百艘船在大西洋上航行。不过由于当时还没有定位的技术，所以船员们都是凭各种经验来推断，船到底航行到了什么地方的，没有哪个人能够精确测量出自己的准确位置。纬度的测量比较简单，人们可以通过北极星确定，但是想弄清楚自己在哪个经度，那就非常难了。你可能觉得这没什么大不了的，但这对于远洋航行来说就非常危险了。

比如在1707年的时候，英国就发生了一起重大的海难事故。一队英国海军舰队航向英吉利海峡时，因为经度算错，搞错了自己的位置，最后，有四艘战舰撞上了岛礁，沉没了，一千六百多名水手遇难。这样一次“世纪大海难”，让英国政府开始意识到确定经度的重要性。

英国国会立刻通过了一个《经度法案》，还在国会成立了一个“经度委员会”，并且为此悬赏两万英镑，希望可以找出一套能够精准定位经度的方法。我们今天看到这两万英镑，可能觉得也不算是很大的一笔钱，可是按照购买力来计算，这差不多相当于今天的几百万美金了。在这样重赏之下，英国的许多科学家和工程师都投入到了相关的研究中，但就像我们刚刚提到的那样，最终获得了这笔奖金的人却是一位钟表匠。

这就奇怪了，测量经度到底有多难呢，那么多科学家和工程师都测不出来？你可能马上想到了，经度不是就跟时差有关系吗？因为地球24小时自转一圈，一圈也就是360度，也就是说，地球正好每小时转过15度角。只要知道两个地方的时间差，那就可以算出两地之间的经度差了。比如说，我们知道北京时间的上午10点，正好是伦敦时间的凌晨2点，时间差8小时，这就说明北京的经度在伦敦以东大约8乘以15度。的确，这个方法看起来特别简单，但要采用这样的方法，有一个前提就是必须要有很准确的时钟。

为什么必须很准确呢？一个钟，每天差个几分钟，难道就不能给出一个大致的定位吗？没错，的确就不可以。在当时的欧洲，普遍使用的钟表是摆钟，就是有个摆锤，来回摆动的那种钟表。而一台普通的摆钟，就算是放在平地上，每天也会出现几分钟的误差，更别说是放在颠簸的船里了。我们可以这样来估算一下，考虑到误差的累积，一个钟表要是每天差个五分钟，在海上航行不到两星期，就能差一个小时。这种错误能有多严重呢，如果计时错了一个小时，那么经度定位就能错一个时区，这就相当于定位从北京错到东京，从伦敦错到巴黎。这么大的误差，在远洋航行里显然是没法实际应用的。

在一次远洋航行中，如果要测定一个地方的经度，准确到1度的范围，这相当于要在整个航行的过程中，时间的测量要准确到四分钟以内。而一次长途航行至少就是两、三个月的时间，算下来，这个钟表必须准确到，一天最多只能差大约两、三秒钟的时间。今天，我们随便拿出一块电子表，都能达到这样的精确度，但在当时的欧洲，还没有出现这样精确的计时工具。在当时英国人的观念里，世界上最精确的钟表莫过于格林尼治天文台的那台巨大的摆钟了，那个时钟的钟摆长达4米，每天的误差不超过两秒。要知道，天文台里的摆钟是放在没有任何风浪颠簸的平地上，而且每天还有许多专业人士精心打理维护，每天进行调校，所以钟表就算每天有一些误差，这个误差也不会不断累积。

然而，即使是这样的一个庞然大物，也才刚刚达到航海钟的一个最最基本的要求。所以，当时的科学家们，包括牛顿和哈雷这样顶级的科学家，都普遍不看好用钟表法来进行经度的测算。

如果不采用钟表来计时，还有没有其它的工具可以为我们指示准确的时间呢？科学家们想到了我们头顶的星空。这就是和钟表法针锋相对的另一大门派，这种方案主要考虑通过观测天体的运动，尤其是月亮的运动来对经度进行计算。这种流派的学名叫“月距法”，月亮的月，距离的距。

怎么测量的呢？我们知道，月亮在天空中的位置其实一直都在改变。在16世纪的时候，有一位德国天文学家进行了准确的测量，他发现，月球每个小时在天空中走过的距离，大概和月亮本身的直径相等，“速度”非常稳定。这个发现为测量经度提供了另一种方法，那就是：只要在两个不同的地方分别观测月球的运动，然后记下月亮出现在某个位置上的时间，通过一系列的换算，就能得到这两个不同的地点之间的经度差。

不过，要测量和记录月亮在空中的位置可不是一件简单的事。首先，地球、太阳、月亮三者的运动要18年的时间才会完成一次循环，所以，我们必须至少有18年的观测数据才行。其次，要描述月亮的运动，我们得能确定月亮的位置，怎么确定呢？要根据月亮和其他恒星的距离来确定。但是星空里那些恒星的位置并不是一成不变的，在地球上的不同位置，看到的星空会有一定的差异。所以，这就需要一个完善的星表，准确记录下各个恒星的位置以及月球的运动情况。

虽然月距法这么麻烦，但在当时，因为钟表法的精确度还差得很远，所以科学家们达成了一种共识，觉得只有依靠精确的天文学观测，才能最终解决经度定位的问题。所以，英国国会设立的“经度委员会”还是以天文学家们为主，这些天文学家主导了经度测量这个问题的话语权。