正文 第二章 乘風破浪的水上交通的發展(二)(2 / 3)

哈裏森為維護自己的人格和尊嚴,他斷然拒絕領取那份少得可憐的報酬,他認為自己應該得到航海鍾表的全部獎賞,而不是接受權貴們的憐憫和施舍,因此很長時間裏,雙方陷入僵局。

哈裏森的事引起了國王喬治三世的興趣,喬治三世其時正在製定和推行君主對議會的控製政策,於是他決定做哈裏森的法律顧問,和議會對簿公堂。在喬治三世的支持下,哈裏森取得了勝利。1765年,在他72歲生日的時候,哈裏森得到了發明航海計時鍾的獎賞。

哈裏森作出的貢獻是重大的,他發明的航海鍾是無線電成為海上通訊工具之前航海必備的工具。在科學史上,類似哈裏森的例子有很多,但他們都憑著頑強的意誌克服了這些世俗的羈絆,在他們的心中,最重要的是用科學造福於人類,而不一定要世俗的力量來承認他們的貢獻,這也是許多科學工作者最終取得成功的重要因素之一。

航行速度的測量——航速表

航速表最初是由意大利畫家達·芬奇所想到的,在他的筆記中,曾有關於航速表的記載。

航速表在16世紀中葉就已經很普遍了。那時,許多航海家都用它來測量航速。但是,它是由誰最先製成的,是怎麼傳播的,至今我們還沒有搞清楚。

航速表有一根細線,在固定的位置打結,一端係上一塊輕木板。細線被繞成一個大錠子,線端的木頭浮標扔在水裏。測速者通過數在一定的時間內從手中滑過的結節數,就可以測得航行的航速。

為了把度量單位轉換成海裏,結之間要相隔47英尺3英寸,測速時間28秒,用沙漏計時。如果滑過六個結,那麼船的航行速度就是每小時6海裏,或者6節。

計算方法很簡單。一小時是3600秒,如果將其分成28份,結果是128.5714,如果再乘以兩個節之間的距離47.25,得數是6075英尺,相當於每小時1海裏。如果28秒內滑過6節,那麼船的航行速度就是6海裏或者6節。

航海家都要把航速記錄在航海日誌裏。他們通過不停地測速,就可以推算出輪船在茫茫的大海上所處的位置,也可以知道在什麼時候可以到達什麼地方。

航速表是古代輪船上的一種重要儀器。人類要駕船完成航行探險,航速表是必備的儀器之一。

隨著科技的發展,古老的航速表早已退出了曆史的舞台。人類再也不需要用這麼複雜的方法測量航速了。但是,航速表在古代人類航海的過程中所作出的貢獻,值得人類永遠牢記。

讀出天體仰角的工具——六分儀

輪船在茫茫的大海裏航行,常常不知道自己處在什麼位置。同時,由於時差的原因,也不知道當地的時間。聰明的航海家在航行實踐中,便借助太陽等天體,通過對天體的測量,計算緯度和時間。

起初,他們用直角器和原始的量盤測量天體的仰角,這種方法既不準確,又容易損傷自己的眼睛。

1730年,英國人約翰·哈德雷(1682~1744年)和英殖民地美國人托馬斯·高德弗雷(1704~1749年)同時獨自發明了航海工具六分儀,解決了航海家的難題。

六分儀由安裝在框架上的一個小型望遠鏡構成,框架上帶有可以滑動的刻度。海員用望遠鏡觀望地平線,以確保儀器處於水平狀態,然後改變儀器上鏡子的角度,通過濾色鏡反射太陽光或另一天體的光,使天體的影像與地平線成一條直線。天體與地平線的角度顯示在刻度上,這樣就能測算出船所在的緯度。在此緯度上,根據太陽在地平線上的仰角,再次讀出數值,可準確測知當地時間。

如果船員備有精確的經線儀,定好顯示倫敦時間(或任何其他已知經度上地區的時間),他就可測知船處於倫敦以東或以西多少度。

由於這種測量儀器可以讀出的仰角為60度,或者說是一周的六分之一,所以人們就把它叫做六分儀。

六分儀的發明,因為有了望遠鏡,可以觀察得很準確;同時又由於有了濾色鏡和鏡子,無需直視即可以看到太陽,沒有損傷眼睛的危險。所以,六分儀同直角器和量盤相比,有了很大的進步。

富爾敦的傑作——輪船

藍色的大海不僅喚起了人們無窮的遐思,也喚起了人們征服海洋的願望。船隻的出現,從一開始便充滿了夢想、詩意與傳奇,它載著人類的幻想與渴望四處遠航。

人類使用船舶作為交通工具的曆史悠久,在經曆了舟筏、帆船時代後,進入了以蒸汽機為動力的機械動力船時代,即輪船時代。船舶的出現改變了人類對於世界的認識,將被海洋隔開的陸地重新連為一體,使人類與大自然更為和諧。

人類開創輪船時代是從18世紀瓦特發明了蒸汽機開始的。

18世紀末,法國人儒弗萊·達萬設計製造了一艘木製輪船——“皮羅斯卡菲”號。船長約42米,重達180餘噸,船上有一台蒸汽發動機,用活塞連接雙棘輪機構,帶動明輪轉動而推動船隻前行。1783年7月15日,就在“皮羅斯卡菲”號正式下水試航時,鍋爐卻發生了爆炸,船很快沉入了河底。

另一個探索者是美國人約翰·菲奇。1785年,約翰·菲奇開始設想製造一艘真正的汽船,周遊海上世界。於是,他四處奔波,最終獲得了在新澤西、賓夕法尼亞以及紐約等州建船和經營航運的所有權。1788年,這艘夢中之船“實驗”號誕生了。船長13.7米,兩側各安裝6把長槳,用一根鐵杆連接,依靠蒸汽機的活塞推動鐵杆作水平運動,便可帶動長槳一起劃水。這艘蒸汽船能載33名旅客,在逆風中每小時航行3.5千米的路程。1790年,他又造出一艘時速12千米的明輪汽船,但因忽視了造船成本和經營費用,因而未能顯示出蒸汽推進的價值。

與菲奇具有同樣悲慘命運的還有英國工程師賽明頓。1788年,賽明頓製造出了兩側均裝有明輪的輪船“夏洛特·鄧達斯”號。這艘船在首航成功後,又被加裝了新型發動機。可是,當這艘功率強大的龐然大物正準備在水上運輸中大顯身手時,卻遭到了被禁止航行的厄運。陷入困境的賽明頓在悲憤中病逝於倫敦,而“夏洛特·鄧達斯”號也不再被人理睬,它默默地停泊在河岸邊那堆荒草叢中。

幸運之神降臨在美國的羅伯特·富爾敦身上。他最後成為了輪船的鼻祖,被世人稱為輪船之父,贏得了全世界人民的尊敬。

富爾敦於1765年出生在賓夕法尼亞州的一個農場工人家裏,9歲時就死了父親,家境清貧,隻上了幾年學就當了學徒。少年富爾敦是個活潑好動、興趣廣泛的孩子,最喜歡擺弄各種機械。17歲時,他離開家鄉到費城獨立謀生,為工廠設計車輛、畫機械圖。22歲那年,他在英國認識了蒸汽機的發明者瓦特。瓦特對這個好學的美國青年非常熱情,把自己發明蒸汽機的經過,詳細地講給富爾敦聽。在瓦特的啟發和鼓勵下,富爾敦決心把威力巨大的蒸汽機裝到船上去,建造一種前所未有的機器船。

當時,歐美各國有不少的人在研製蒸汽機船,但都沒有成功。有的空船還能行駛,載重後就開不動了;有的雖然能行駛,但速度比帆船還慢,沒有實用價值。富爾敦仔細研究了前人失敗的原因,主要是船的噸位同動力大小的比例、船身長與寬的比例、槳輪的大小、輪翼的角度等技術問題沒有得到合理的解決。