小猎犬号航海天文钟列表
小猎犬号是英国海军部的测量船，曾被派遣执行三次重要航行：第一次（1826–1830）与冒险号一同测量南美洲海岸，第二次（1831–1836）延续第一次的航行，并进一步建立一系列环绕全球的基准点，第三次（1837–1843）则前去测量澳大利亚海岸。[1][2][3]
小猎犬号在航行时携带大量航海天文钟，主要原因有二：其一，长途航行中必然会有部分天文钟损坏，但它们对任务至关重要。其二，所有天文钟的走时速率随时间都会发生变化。虽然可以透过定期校对并插值修正，但速率变化并非总是线性的，常常会有偏差。携带大量、不同型号的天文钟，并取其平均读数，能够在一定程度上抵消误差。[4][5]
此外，小猎犬号为了抵达海军部指定的经度测量点，有时必须将天文钟带到陆地上，甚至渡过河口或深入船只无法进入之地。这样会增加风险，搬运也会影响其准确性。这也是测量船需要携带大量天文钟的另一原因，其中大部分可以一直安置在船上安全、缓冲良好的位置。[6]
背景
[编辑]航海天文钟能让船只于海上精确测定经度，透过比较当地正午的时间与某一基准地点正午的时间差，便能计算出经度差。如欲计算即须随身携带能显示基准地点时间的时钟，而能在船只航行、剧烈的环境变化（特别是温度）下仍保持准确的时钟，就被称为航海天文钟。其最早在18世纪时出现，并在19至20世纪初被航海者广泛使用，即便在无线电报时讯普及后仍是必需品，电报讯号只能校正天文钟，但其本身仍负责显示时间。[7]
航海天文钟在1772年首次被带上测量船，时为詹姆斯·库克第二次航行，他使用拉克姆·肯德尔制作的K1型，其为约翰·哈里森发明的H4型的复制品。[8][5]
1818年起，英国海军部开始向军舰配发天文钟，并在1825年成为既定程序。通常情况下，海军部只配发一枚，若舰长自备一枚，则舰船会再额外配发一个，确保至少有三个天文钟，才能确保各天文钟间误差不会过大。到了小猎犬号出航时，使用天文钟已成为惯例，而该船在第二次航行时携带了22枚天文钟，数量前所未有。这得益于制造规模扩大，价格逐渐下降。当初开发H4型花费超过20,000英镑（约合今日387万英镑），肯德尔制作的K1售价500英镑（约合今日88,000英镑），廉价型K3也要100英镑（约今日15,900英镑）。但等到小猎犬号航行结束时，一枚优质天文钟的价格已降到40英镑以下（约今日5,000英镑）。[8][5]
天文钟制造商
[编辑]下表为小猎犬号携带之天文钟的制造商，多数位于伦敦。
| 制造商 | 概述 |
|---|---|
| 阿诺 Arnold |
约翰·阿诺（1736-1799）是当时顶尖的航海天文钟制作者。他于1763年在伦敦河岸街开设工坊，后来与其子约翰·罗杰·阿诺德（John Roger Arnold，1769–1843）合作，成立公司Arnold & Son。[9] |
| 阿诺与登特 Arnold & Dent |
阿诺与登特是Arnold & Son的继承公司，由约翰·罗杰·阿诺德与爱德华·约翰·登特在1830至40年间合伙经营，后登特独立经营。1843年阿诺德去世后，Arnold & Son被查尔斯·弗洛德沙姆收购。[10][11] |
| 登特 Dent |
爱德华·约翰·登特与阿诺德结束合作后，成立了自己的公司，由继子们延续经营，最终发展为 E. Dent & Co.，该公司持续营运至1976年。登特最广为人知的作品是设计大笨钟，最终由他的继子完成。[12] |
| 恩萧 Earnshaw |
汤玛斯·恩萧是航海天文钟史上的重要人物。他发明了弹簧棘爪擒纵器（spring detent escapement），后来成为所有天文钟的标准配置。他还改良了平衡轮的温度补偿机制。[13] |
| 艾夫 Eiffe |
约翰·斯威特曼·艾夫（John Sweetman Eiffe，卒于1880）。他终生对英国海军部心怀怨恨，因为他发明了一种辅助温度补偿装置却没有获得奖励，而该设计在海军部仍在审查时，被莫利纽克斯（Molyneux）独立发明并取得专利。[14] |
| 弗伦奇 French |
圣地亚哥·詹姆斯·摩尔·弗伦奇（Santiago James Moore French），有时简称为詹姆斯·摩尔·弗伦奇，活跃于1808至1842年。他是伦敦的天文钟制作者，其工坊最初设在皇家交易所，后来搬至康希尔街。[15]弗伦奇的天文钟曾获经度委员会奖，他的720号天文钟被视为标准品（作为基准，与其他天文钟比较），并在16枚确定马德拉群岛经度的天文钟中拔得头筹。[16] |
| 弗洛德沙姆 Frodsham |
查尔斯·弗洛德沙姆是钟表匠，最初工坊位于芬斯伯里大道，后来搬到新庞德街。1843年约翰·罗杰·阿诺德去世后，他收购其公司，并以Arnold & Frodsham的名义在斯特兰德继续经营。1854 年，他获得皇家认证，并在1858年将公司改回 Charles Frodsham & Co.。如今Charles Frodsham & Co. Ltd. 仍存在，但已搬离斯特兰德。[17] |
| 加德纳 Gardner |
罗伯特·加德纳（Robert Gardner，卒于1875）是格拉斯哥供应商，1834年创立 Gardner and McGregor公司。他可能并非天文钟的制造者，而是销售商。[18] |
| 麦凯布 McCabe |
麦凯布是伦敦钟表匠，活跃于1780至1811年。他生于爱尔兰，1775年搬到伦敦。他创立的公司持续营运至 1883年。[19] |
| 莫利纽克斯 Molyneux |
罗伯特·莫利纽克斯（Robert Molyneux，卒于1876），其钟表工坊设在南安普顿街。1835 年，他与儿子亨利（Henry）组成 R. & H. Molyneux。该公司在 1842 年由 Birchall & Appleton 接手，后来再由 William E. Cribb 继承。[20][21][22] |
| 莫里斯 Morrice |
D. & W. Morrice是天文钟、钟表制造商，位于伦敦康希尔街80号。[23] |
| 莫瑞 Murray |
詹姆斯·莫瑞（James Murray，1780–1847）是苏格兰钟表与天文钟制作者，1815至1847年间在皇家交易所经营。他的819号天文钟在1823年的格林威治比赛中获得最高奖，之后伴随威廉·爱德华·帕里的最后一次西北航道探险。他的天文钟还伴随詹姆斯·威德尔前往南冰洋，在1823年达到当时船只与天文钟所抵达的最南端。他的儿子詹姆斯延续其志业，并在墨尔本与加尔各答设立分部。[24][25][26][27] |
| 帕金森与弗洛德沙姆 Parkinson & Frodsham |
威廉·帕金森（William Parkinson）与威廉·詹姆斯·弗洛德沙姆（William James Frodsham，1778–1850）于1801年在伦敦成立公司。弗洛德沙姆出身于钟表世家，是汤玛斯·恩萧的学生威廉·弗洛德沙姆之孙，他的母亲则是约翰·哈里森的曾孙女，他也是查尔斯·弗洛德沙姆的父亲。该公司营运至1947年。[28][29] |
| 彭宁顿 Pennington |
罗伯特·彭宁顿（Robert Pennington，1780–1844）来自坎伯韦尔，是一位天文钟制作者。Robert Pennington & Son是他与儿子约翰在1832至42年间的合作公司。他发明了一种改良型分度仪。[30][31] |
命名规则
[编辑]在以下列表中，字母栏是航海天文钟在船上使用时所分配的代号，用来在航行期间的天文钟读数表中识别该仪器。这只是临时名称，当船只任务结束后就不再使用。数字栏则是制造商连同自己的名称一起刻在天文钟上的永久编号，可独一无二地标示该仪器。天文钟制造商的名字经常会被缩写，例如 Earnshaw 制造的编号509号计时器，通常简称为 E509。[32]
清单中所有的计时器类型只有两种：箱式或怀表式。箱式计时器安装在固定于木箱的平衡环架上，怀表式计时器则与怀表类似。“上炼”栏表示天文钟在需要再次上炼之前能持续运作的天数。不过，实际操作时，所有计时器都会在每天的同一时刻上炼，唯独八天炼型的计时器则改为每周一次。[32]
首次航行
[编辑]小猎犬号于1826年首次启航，与冒险号一同启航。舰队由菲利普·帕克·金指挥。小猎犬号最初由普林格·斯托克斯担任舰长，但他在1828年8月1日于饥荒港因忧郁开枪自尽，12 天后去世。此后由斯凯林中尉（Lieutenant Skyring）短暂接掌，最终由罗伯特·菲茨罗伊接任舰长。[33][34]
在这次远征中，小猎犬号仅携带三具天文钟，大部分的天文钟都配置在冒险号上。[35]
| 字母 | 制造商 | 编号 | 拥有者 | 类型 | 上炼 | 评论 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| – | 帕金森与弗洛德沙姆 | 228 | 政府[36] | 箱式 | 不详 | 菲利普·帕克·金评价二者性能优秀，它们过去在小猎犬号前曾投入极地航行。 |
| – | 254 | |||||
| – | 麦凯布 | 228 | 金评价其性能优秀 |
冒险号
[编辑]冒险号在此次远征钟携带大部分天文钟，菲利普·帕克·金在此次航行的任务是以天文钟测量前往南美洲时大西洋各地之经度，当中包含马德拉群岛、特内里费岛、佛得角群岛及里约热内卢。[37]
| 字母 | 制造商 | 编号 | 拥有者 | 类型 | 上炼 | 其他 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| A | 弗伦奇 | 3296 | 政府 | 箱式 | 2日 | A至D被安装在分成多个隔间的盒子中，并悬挂在平衡环架上。Z也在盒子中，但单独安装。[35] |
| B | 3295 | |||||
| C | 3271 | |||||
| D | 3227 | |||||
| E | 3290 | 1日 | E至H安装在分成多个隔间的盒子中，并悬挂在平衡环架上。 | |||
| F | 3291 | |||||
| G | 3292 | |||||
| H | 3293 | |||||
| Z | 3233 | 8日 | – |
A到H号航海天文钟都是新的，金对它们尚未完全稳定下来表示担忧。按照惯例，皇家海军的新天文钟通常会先在格林威治天文台运转大约六个月，并检查其走时速率，确认稳定后才会交付给船只。新制的天文钟往往需要约半年时间，才能达到稳定的走时状态。[38][35]
Z号天文钟，以及分别装有A–D与E–H号天文钟的两个木箱，都被固定在一大箱子里，再安置在船中央尽可能低的位置。这样能够靠近船只的运动中心，减少震动影响。同时，把它们固定在同一处，也能确保船体对天文钟的磁场干扰保持一致，进而让这种干扰对走时的影响保持恒定。由于天文钟的速率会定期检测，并在计算中修正误差，因此船只的磁场影响也就等于自动被考虑在内。[39][35]
| 制造商 | 拥有者 | 编号 | 类型 | 上炼 |
|---|---|---|---|---|
| 莫瑞 | – | 553 | 怀表式 | 不详 |
| 帕金森与弗洛德沙姆 | 1048 | |||
| 弗伦奇 | – | |||
莫瑞553号天文钟曾在格林威治天文台接受过数月测试，表现良好，这让金对新入手的法国天文钟稍感安心。至于帕金森与弗洛德沙姆1048号，则是由制造商借给金在航行途中试用。不过它在冒险号启航前两天才完工，来不及进行速率检查与稳定测试。至于弗伦奇怀表型天文钟，则由政府主要天文钟承制商额外借出。金用它作为随身的“工作表”，负责在测量点之间传递读数，从而避免主要的天文钟因搬动而受到干扰。[35]
第二次航行
[编辑]
小猎犬号第二次航行由罗伯特·菲茨罗伊指挥，时间从1831年至1836年，查尔斯·达尔文在此次航行中随行。海军部交给菲茨罗伊的任务有两个：第一，延续金在第一次航行中对南美洲的测绘工作，并把测绘范围扩展到火地群岛，再绕过南美洲大陆西岸直至智利海岸。第二，建立一条带有已知经度的“基准点链”，供未来的航海者校正天文钟。[40]
海军测绘局为菲茨罗伊列出详细的任务清单，旅程的前半段大致重复金的路线，一方面为了验证金的测量成果，另一方面则将航程划分成较小的区段，好让天文钟能在每一站进行四天校核，同时减少因温差造成的影响。[40]
小猎犬号因为担心船员把霍乱带上岸而被拒绝在特内里费岛登陆，但随后抵达佛得角群岛、费南多·迪诺罗尼亚群岛以及里约热内卢。之后，小猎犬号花费相当长时间测绘自里约向南的南美海岸、火地群岛、智利海岸，最远到达秘鲁。1835年8月，小猎犬号才离开南美。[41]
至于横渡太平洋的航程，海军部并未精确指定路线，因为无法确定菲茨罗伊在有限时间内能向北测绘到何处，也就不清楚出发点。但他们要求必须在大溪地岛停靠，因为那里的经度早已精确测定。此外，和横渡大西洋一样，太平洋航程也要分段进行，以便频繁校核天文钟。菲兹罗伊选择经由加拉巴哥群岛，随后又前往大溪地、新西兰、澳大利亚和毛里求斯。[41]
靠着天文钟，小猎犬号船员们首次成功测出一条环绕全球的经度基准链。理论上，完成环球航行后，每一段“当地正午”的差值加总应该正好是24小时，最终结果总误差33秒。虽然菲茨罗伊认为这个数字过大，不能单纯归因于天文钟误差，但他的结果与早期测量并未出现重大矛盾。[42]他推测，长时间朝着与地磁场固定方向一致的航行，可能对天文钟造成了某种细微但未知的影响。在五年、数万海里的航程里，仅出现相当于8.25海里（约15.3公里）的误差，仍是极为惊人的成就。[43][44]
小猎犬号上每一台天文钟都放在独自的木箱内，并以悬吊式平衡环架固定。这些木箱被安置在分隔成格子的厚锯屑垫上，每格一只天文钟。整组装置被放在船体深处、接近运动中心的一间小舱里。并非所有天文钟都由政府提供，有些是菲兹罗伊所有，一只则由第四代阿什伯纳姆伯爵借出，还有一些由天文钟制造商借出，他们渴望借此获得“曾参与大型公开探险”的声望。[45][46]
除了必要的读数与维护外，任何人不得进入天文钟舱。菲茨罗伊专门聘请仪器制造师乔治·詹姆士·斯特宾（George James Stebbing）负责维护天文钟，并确保每天按时上弦。这笔薪资由菲茨罗伊自行支付，因为海军部拒绝资助，但他认为此人必不可少。海军部只勉强允许提供斯特宾伙食，但达尔文没有这项待遇，他须为自己的食宿支付500英镑（约合今日57,300英镑）。[46][47]
| 字母 | Extended comments | 制造商 | 拥有者 | 编号 | 类型 | 上炼 | 菲茨罗伊评价 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A | 莫利纽克斯 | 菲茨罗伊 | 1415 | 箱型 | 8日 | 良好 | |
| B | 加德纳 | 政府 | 24 | 1日 | 糟糕，1835年2月后不再使用[note 1] | ||
| C | 莫利纽克斯 | 1081 | 相当不错 | ||||
| D | 莫瑞 | 542 | 8日 | ||||
| E | 艾夫 | 政府 | E | 1日 | |||
| F | 阿诺与登特 | 661 | 2日 | ||||
| G | 阿诺与登特 | 菲茨罗伊 | 633 | 1日 | |||
| H | 261 | 怀表型 | |||||
| K | 帕金森与弗洛德沙姆 | 政府 | 1042 | ||||
| K被作为“熟练工用”天文钟，装在盒子里带到测量地点（虽然它号称是怀表式天文钟）。在大多数航行日子里，其测量地点为甲板，用来确定船只在海上的位置。每次使用前后，它都会与两座最佳天文钟（作为标准钟）进行比对，结果始终与标准一致。[49][note 2] | |||||||
| L | 阿诺 | 菲茨罗伊 | 634 | 箱型 | 2日 | 相当不错 | |
| M | 弗洛德沙姆 | 政府 | 2 | 1日 | |||
| 它后来在1846年用于勘测北美洲英美边境，在寒冷环境仍能运作。[50] | |||||||
| N | 莫利纽克斯 | 菲茨罗伊 | 1175 | 箱型 | 2日 | 相当不错 | |
| O | 恩萧 | 政府 | 705 | 1日 | |||
| P | 弗洛德沙姆 | 1 | 糟糕，1835年9月后不再使用 | ||||
| R | 莫瑞 | 584 | 极好 | ||||
| S | 阿诺 | 政府 | 465 | 相当不错 | |||
| T | 莫利纽克斯 | 菲茨罗伊 | 1326 | 怀表型 | 较差 | ||
| V | 彭宁顿 | 第四代阿什伯纳姆伯爵 | 426 | 相当不错 | |||
 | |||||||
| W | 莫利纽克斯 | 政府 | 971 | 箱型 | 2日 | 良好 | |
| X | 恩萧 | 509 | 1日 | 相当不错 | |||
 天文钟X现亦藏于大英博物馆（档案号：1958,1006.1957），是BBC《大英博物馆100件文物中的世界史》节目第91号文物。[52] | |||||||
| Y | 莫里斯 | 政府 | 6144 | 怀表型 | 1日 | 相当不错 | |
| Z | 弗伦奇 | 4214 | 箱型 | 8日 | 良好 | ||
损耗
[编辑]小猎犬号最初配备22座天文钟，但返航德文港时，仍能正常运作的只剩11座。其中4座留在秘鲁，交给小猎犬号大副助理亚历山大·伯恩斯·厄斯本（Alexander Burns Usborne），他当时被派去指挥 Constitución 小艇，继续测绘秘鲁海岸。另一座R号天文钟 的主发条断裂，还有几座完全停止运作。仍能使用的11座分别是 A、B、C、D、G、H、L、N、O、S 和 Z。[53][46]
1833年1月13日，小猎犬号接近合恩角时一座天文钟受损。当时，船只连续遭到三道巨大的横浪冲击。第一道浪让船速骤降，几乎停滞。第二道浪将船身横向翻转，正好迎向第三道浪。最后一道浪让船身严重倾斜，另一侧的舷墙没入水下。这对小猎犬号来说极为危险，同级的船只已有不少因此翻覆而沉没。[54]
第三次航行
[编辑]小猎犬号第三次航行于1837年开始，由约翰·克莱门兹·威克汉姆指挥，任务是测绘西澳大利亚从菲兹罗伊河到天鹅河之间的海岸，以及将澳大利亚与塔斯马尼亚分隔开的巴斯海峡。1839年，小猎犬号向北航行，探索阿拉弗拉海，在此发现并命名达尔文港。本次航行还以第一副官詹姆斯·巴克·埃默里（James Barker Emery）画下鱼类及其他动物的水彩而著称。1841年3月，威克汉姆因病辞去指挥并返回英国，指挥权遂交由约翰·洛特·斯托克斯。[55][56]
除了提到他携带了一只由法国制造、效果良好的怀表天文钟外，斯托克斯对本次航行的记述中并未列出或逐一点名天文钟[note 3][57]。或许此时航海天文钟已相当普遍，以至于不再被特别提及。然而，这些天文钟依然是任务中的关键工具。航程中多次停靠，皆为检测其走时误差。1839年12月7日，斯托克斯在维多利亚河口附近的皮尔斯角登陆以观测。即使他知道当地原住民可能存在危险，他仍将火枪留在后方，好能更安全地携带天文钟。在与同伴分开时，斯托克斯遭到一群原住民追击，其中一人投枪刺入他的胸腔。尽管身受重伤、大量出血，斯托克斯仍认为必须保护珍贵的天文钟。他紧抱着它，在几乎无法行走的情况下踉跄著回到同伴身边。[58]
| 字母 | Extended comments | 制造商 | 编号 | 拥有者 | 类型 | 上炼 | 简介 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| – | 阿诺 | 818 | 政府 | 箱型 | – | 1837年5月27日发给小猎犬号，1843年10月13日返回格林威治。 | |
| – | 登特 | 114 | 1日 | ||||
| – | 弗伦奇 | 4214 | 8日 | ||||
| 该天文钟也出现在第二次航行，在富兰克林的最后探险中遗落于冰封在北极的厄瑞玻斯号，不知所踪。[60] | |||||||
| – | 阿诺与登特 | 633 | 政府 | 箱型 | 1日 | 1837年5月27日发给小猎犬号，1843年10月13日返回格林威治。其原先为菲茨罗伊所有，他在1837年5月6日卖掉。 | |
| – | 莫利纽克斯 | 1175 | 2日 | 1837年5月27日发给小猎犬号，1843年10月13日返回格林威治。 | |||
| 该天文钟也出现在第二次航行，且为菲茨罗伊所有，他在1837年5月6日卖掉。其后来出现在无阻号上，在第一次世界大战加里波利战役中的海军行动，无阻号遭炮击而沉没于达达尼尔海峡。[61]2014年时，它在拍卖会上重新出现。[62] | |||||||
| – | 弗伦奇 | 210/3036 | 政府 | 怀表型 | – | 1837年5月27日发给小猎犬号，1843年10月13日返回格林威治，最终在1860年时被处理掉。 | |
| – | 阿诺 | 138 | – | 1837年5月22日，由Arnold & Son公司直接给予小猎犬号，1842年返回德文港。 | |||
| – | 294 | – | – | 1837年6月3日发给小猎犬号，1843年10月13日返回格林威治。原先它被认为与厄瑞玻斯号一同消失，但可能因窃而幸免，后它被改装成马车钟。[63] | |||
| – | 艾夫 | E | 箱型 | 1日 | 1837年6月3日发给小猎犬号，1843年10月13日返回格林威治。该天文钟也出现在第二次航行。 | ||
注释
[编辑]- ^ 尽管菲茨罗伊号声称它没有被使用过，但在小猎犬号离开秘鲁后，它又出现在测量表中，可能因天文钟库存大量减少。
- ^ 菲茨罗伊记录的熟练工天文钟编号是1041，但从他的天文钟清单来看，它似乎即为1042号。在格林威治的账簿里，也没有记载有 帕金森与弗洛德沙姆公司制造的1041号。
- ^ 第三次航行的资料来自于格林尼治天文台保存的天文钟机芯记录。尽管当时皇家海军通常越过天文钟来源直接取得天文钟，但由于缺乏船长提供的详细资料，无法保证是否有其他天文钟。天文钟的配备也无法显示它在实际航行中的情况，甚至无法证明它是否被使用过。
参考文献
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- ^ Nicholas 2002，第3-4,191-192页.
- ^ Fitzroy & King 1839，第319-320页.
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