首播于2013年5月17日
《经度》 戴瓦-索贝尔
《经度之战》 土摩托
《地图的发现》杨浪
一个让欧洲人怕了几个世纪的问题
今天给大家讲一个波澜壮阔的创新故事。
在正式说故事之前让我们回到1707的英国。话说英国海军上将肖威尔爵士带领着他的舰队在地中海刚刚打赢了法国舰队后搬师还朝。一场大雾让整个舰队失去了航向，这一天是12月22号。
当天晚上10点多钟，舰队进入了一个叫锡利群岛的地方，这个地方位于大不列颠群岛的西南方向。当时所有有经验的的航海家都知道，一个舰队一旦走到这个地方，基本上就跟踏入地狱之门是一样的。这个群岛里面布满了各种各样的暗礁。在几分钟内，五艘舰船有四艘触礁沉 没，两千多名海员被淹死。
肖威尔爵士非常幸运地被海浪冲到了岸上。但是他也非常倒霉。当地的一个妇女发现了他，并看见他的穿着还不错，又发现他手上有一个绿宝石的戒指，这个女人二话没说就把他弄死了。这个事儿后来是怎么被大家知道的呢？原来这个女人临死的时候跟自己的牧师忏悔说，自己30年前弄死了一个人，戒指还在这呢。这个事儿才真相大白。当然今天我想跟各位讲的并不是肖威尔爵士的悲剧。
在这场海难发生之前的几个小时，船上的一个船员向肖威尔爵士报告说：我们可能走错方向了，我们可能正在偏离我们原定的航道。听到这番话之后肖威尔爵士下令立即把这个船员处死，当场就在这个甲板上执行了绞刑。你可能会觉得好奇怪啊，怎么会这么粗暴呢？要知道这是当时英国海军条例的规定：任何人只要是越级向自己的上司，尤其是船长去报告关于船的位置的信息，这个人就会被按叛乱罪当场处死，没有什么可废话的。那为什么会有这样的一个条例呢？原因是当时的航海技术导致任何船长在茫茫的大洋上行驶的时候，关于到底我们在哪儿这个问题，他们心里是没数的。
那整个船上所有船员的性命靠的是什么？靠的就是船长的经验，哪怕他的经验也没有什么依据。说得更直白一点，靠的是船长的直觉。而当一个人靠他的直觉在进行判断的时候，就好像一个没主意的女孩来到秀水街这种地方，如果她旁边女伴一直跟她说这件好看、那件好看，她一会儿就糊涂了。所以当时英国的海军有一个惯例：当船长在判断位置时，谁都别废话，废话就是死。
现在再让我们回到我们今天这个故事的核心。
在18世纪初年，欧洲在美洲的殖民地已经开拓了，航海的需求非常大。每年从欧洲到美洲的船只，光是英国就有300多艘。但是在航海时没有人能够判断出自己在大洋上的准确位置。大家知道在大洋上航行判断位置靠的是纬度和经度。纬度很好判断，一个有经验的船长根据季节和每天太阳升起的高度，用一些简单的仪器一测就解决了。但这也是一件非常苦的事情啊。据我看到的资料来说，在那种象限仪发明之前，20个船长有19个都是因为天天盯着太阳看而变成了独眼龙。我们在有些海盗电影里面看到的那些船长都是独眼龙，你可能总觉得这是海盗的眼睛是被人掇瞎的，其实是因为常年观察太阳导致一只眼睛视力受损。后象限仪发明之后，这个问题就解决了。
可是经度在当时是没有办法确定的。纬度它是自然形成的，0度就在赤道嘛，90度就在南北极嘛。可是经度哪是0度，哪是90度？你可以随便定，实际上一直到20世纪的时候法国人都不服，说凭什么格林尼治天文台那儿叫0度啊，0度应该在法国巴黎啊。还有伊斯兰学者认为经度应该将0度定在麦加，那是圣地啊，那是人类的中心啊。0度经度定在哪儿一直是争论不休的一个事情。
好，先不管哪里是0度经线吧。
解决这个经度问题的原理其实特别简单。实际就是个时间问题。我们以格林尼治时间为例，说这儿是0度，地球是360度，一天有24小时。每15个经度相差一个小时。那怎么搞清楚经度呢？很简单，知道格林尼治时间是现在几点，然后知道我们这个时区同时现在是几点，一减这个时差再除以15，你就知道我们现在多少度了。
道理原理就这么简单，可是怎么知道这个时间差呢？一旦我们已经到了茫茫大洋之上，我怎么知道格林尼治时间是多少呢？有人说那不废话吗？戴块表啊！对啊，当时哪有那么好的表呢？这就是问题。所以怎么知道时间几乎已经成为折磨欧洲人几百年的一个大难题。
没有一个靠谱的测定经度的方法会导致什么情况？第一就会使很多的船长几乎是靠运气航行。比如像哥伦布、达伽马、麦哲伦这些人的成功基本都是要靠一些运气的。一旦你要靠运气的话，你在海上漂泊的时间就不确定，这样船员的身体，以及整个的后勤储备等都会出问题。比如当时海员就极容易得一种叫坏血病的疾病。
我们现在知道是因为维生素C缺乏。1773年，英国著名的库克船长 把一种德国泡菜带上船，这个问题才基本解决。后来又有人要用柠檬 汁、橙汁代替，说白了就是吃一点水果蔬菜就能解决。但坏血病对于当时的航海家来说是一个天大的事儿，只要是在海上漂泊超过一定的时 间，船员都会得坏血病，浑身到处都出血，然后内脏坏死。这是第一个问题。
第二个问题就是海盗。在没有办法判断经度的时候，大家都不敢偏离自己的航向啊，所以只好顺着一个纬度走。那这条航线就变成了特别繁忙的航线。那海盗就方便了，我就待这儿等着呗，一看你落了单我就扑上去。所以，当时所有以航海为主要国力象征的这些国家，西班牙、荷兰和英国都非常头疼这个问题。
英国的天字一号问题
无数航海家因为这个问题葬身海底。无数的船员由于航海时间过长而被坏血病折磨。当时人们也想出了各种各样的办法，可这些办法后来发现都不靠谱。比如说当时的欧洲人还觉得巫术可能会起作用。最搞笑的是他们发明一种“怜悯之粉”，据说拿一把刀捅人一刀，然后再把这个药粉撒在这个刀上，受伤的人的伤口就能愈合。顺着这个思路，我们可以先弄几条狗，先用刀给这些狗都捅一刀，然后带狗上船走，在陆地上每到中午12点整的时候就往这刀上撒一点这药粉，那在船上的狗不就会因为疼而叫吗，船上的人听到狗叫就知道现在是格林尼治时间中午12 点，然后跟自己这个时间一对，就知道自己的经度了。你当然知道这种主意不靠谱。
还有人就提出来这样一种方法。我们每隔几百海里就弄一艘船，每隔一小时就往天空中打一种类似于信号弹的炮弹。这样整个航线上所有的船都能根据这个信号弹来调整自己的时间。你听着这个想法好像还很宏大，有点像我们中国古代人发明的烽火台。但后来发现这个想法根本就不可能实施。不说耗资多大，就光说在大西洋当中把一艘船固定在一个位置，当时的技术都做不到。为什么？因为大西洋的海底太深了，你有什么办法能够让一艘船在大西洋的中间抛锚？
到最后只剩下了两个办法。
第一个办法指向天空。天空的日月星辰，其实也是一个巨大的钟 表，随着时间的不同天空上的星象会出现各种各样的变化。如果有一张表能告诉我们，我们头上的星空是什么样的，对应的伦敦上空的星象会是什么样，伦敦的星象所对应的时间是几点，根据不同的时间的变化一对一测算，这不就可以测算出经度了吗？这种方法称之为星象法。
还有一种方法就是时钟法。造两座靠谱的时钟把它带上船，一座对准伦敦格林尼治时间，另一座时钟使用当地的时间，两块表一对就可以测算出经度来。这是两条不同的技术路径。
从16世纪开始一直到17世纪的一百多年当中，人类都在为这个事情苦恼，那么这两种方法最后谁得胜了呢？
如何在茫茫的大洋上如何为一艘船定位它的位置，找到它准确的经度，这个问题折磨了欧洲人好几百年。而最早受折磨还不是英国人，而是西班牙人。大家都知道哥伦布是西班牙人，他开创了大航海时代。西班牙的舰队是最早称霸大洋的。当时的西班牙国王是菲利浦三世，他说这个问题怎么解决啊？干脆悬赏吧。那最早去冲刺这个赏金的是谁呢？就是当时著名的科学家伽利略。
伽利略两个办法都想了。一个是钟表法，有的人可能知道钟摆就是伽利略发明的。但后来他发现这不靠谱，又转头去向星空要他的时间。
他发现木星有四颗卫星，这四个卫星在天空的出没跟时间之间是有规律可循的。所以无论人们在大洋上哪个位置，他只要是观察这四个卫星看出没的规律就可以定下时间啊。他甚至做了一个叫赛拉通的东西，这东西有点像现在的防毒面具。一个船员戴上那个东西后用一只眼睛通过一个孔瞄准木星，然后用另外一只眼通过另一个孔能去观测木星的卫
星。这个赛拉通在陆地上还比较好用，但是一到船上根本不可能。你想船上是那样的颠簸，在茫茫的星空中找像微尘似的那么一个点，还要试图通过一个小孔把它定位住，这怎么可能有操作性呢？按当时的人的话来讲，就是船员的心跳都可能使那个卫星的小点儿跑出我们的视距。
伽利略虽然从理论上找到了方案，但是实际上没有解决问题。我们再回头说这个钟表法。
到1714年，也就是肖威尔将军大海难几年后。英国人觉得这太可怕了，我们是个要靠海洋立国的国家啊，一个舰队在家门口就这么报销掉了，这怎么行？整个英国上下就把这件事情当作天字一号的事情来对 待，一定要把它解决掉。英国国王就说我们也学菲利浦三世那样悬赏 吧。于是英国就组织了一个经度委员会。这个委员会成立的时候还请来了当时已经德高望重德艺双馨的老科学家牛顿。据说那天牛顿来的时候显得特别疲惫，他做了一个报告，开篇就讲到了这个钟表法不靠谱。而且他在那篇讲话当中也说，不仅我们这代人制造不出来可靠的钟表，以后也造不出来。
为什么呢？我们知道钟表对于欧洲中世纪的匠人来说已经是一个比较成熟的技艺，像利玛窦就到中国来给明朝皇帝献了钟表啊，我们现在故宫里还摆了很多清朝时西洋进贡的钟表呢。这不已经是成熟技术吗？对，可是你要知道那些成熟的钟表都是在陆地上，摆那不动的。一到船上，至少得发生两种情况。第一，船上的颠簸会让钟表的走时不准。第二，寒暑交替产生的热胀冷缩，比如钟是在热带装船然后往北开，因为热胀冷缩就会使钟不准了，因为热胀冷缩会使钟表润滑油的物理性状发生变化，影响钟表的准确性。
当时从英国到美洲一个来回大概走多少天呢？40天。那么如果要精确测定经度需要这个表精准到什么程度呢？每天误差不超过3秒，必须精到这个份上。而当时所有的钟表在船上的那种环境下都不可能达到这种精度。
到底是为钱还是工匠精神
牛顿说不可能，但是有一个叫哈里森的民间人士，就是我们今天这个故事的主角，成为这个说法的挑战者。这个人实际上还算不上是一个钟表匠，他是生活在农村里的一个木匠。但这个人比较喜欢机械，他在很年轻的时候就为他周围的教堂做过几个钟。可他并不懂钟摆的原理，不懂的人就容易想出一些歪点子，他造出了一种不用齿轮的钟，这个钟走得还挺准。他还有一些其他的发明，比如说一个“烤架”式钟摆，还发明了一种擒纵器系统等，具体技术咱们就不说了，反正他觉得他造的这个钟是很不错的。
他就想：我要不我去冲刺一下这个奖金？他动这个念头的时候是1730年。要知道这笔奖金是很多的呀，当时英国国王设置奖金是2万英镑。你听着好像不多，但兑换成今天的购买力，大概相当于今天的1800万美金，换成人民币大概1个亿左右。只要你解决经度问题，这笔钱就发给你。而且英国国王专门为这件事情还成立了一个经度委员会，在科学史上这家经度委员会其实是政府资助民间科学研究的第一个案例。
哈里森说：我发明这钟表挺准的，我能不能去得这个奖呢？在1730年的一天，他就去找了英国皇家科学会的会长哈雷，哈雷在当时很有 名，著名哈雷彗星就是用他的名字命名的。他当时是经度局的领导人。因为当时这个问题是亟待解决大难题嘛，一看有人提出方案，哈雷就马上接见了他。一看他的图纸哈雷就说，哎呀！我们都不懂。
因为当时人们所有的思路都是集中在星空上的，所以经度委员会的人基本都是天文学家。所以哈雷说你画的这个图我看不懂。他就让哈里森去找伦敦当时最著名的钟表匠格雷厄姆。
哈里森就抱着一堆图纸就找到了格雷厄姆。刚开始格雷厄姆也不大看得起他一木匠，因为他已经是成名的名家了嘛。但是一看到他的图 纸，格雷厄姆觉得靠谱。不仅请他吃了一顿大餐，还从自己家的小金库拿给他200英镑，说不急着还，你就用这个钱去造一个这样的钟表先来试一试。
好了，花了几年时间哈里森终于造出了第一款以自己名字的第一个字母命名的航海钟——H1。后来这个故事就变得特别的漫长，甚至是冗长。从1730年他扣开了哈雷爵士和格雷厄姆的家门，一直到他1759年他造出第四代航海钟H4，一共花了29年。这29年哈里森吃尽了千辛万苦。
哈里森这个人很有意思，因为经度委员会不肯把奖金发给他，他就跟经度委员会打官司。他非常愤怒地写了一本小册子，骂这个国家的经度委员会。他开篇的第一句话就有25页，一个标点符号都没有。他就这么一个基本没有文字表达能力的人。我们不能说他是文盲吧，但至少他肯定不是一个能顺利地用文字表达的人。另外他也根本不是主流钟表行业里的人。
有趣的是这个人为什么这辈子要干这个事？他说他是为了钱，2万英镑，那是白花花的银子啊。他这辈子就就是奔这个钱去的。其实这对当时的欧洲人来说这也没什么奇怪的，伽利略那么伟大的科学家，不也为了菲利浦三世的那个奖金在那儿拼命地死磕吗？
一个创新者的性格
当时的英国工匠在钱的背后还有种东西非常有意思的精神，就是工匠精神。什么叫工匠精神？在哈里森这个人身上体现得就非常明显。首先他一定要做出一个非常完美的东西，刚才我们说他从H1一直到H4一共四代花了29年时间。其中第三代H3最难，他一共耗费了十几年的时间。
那这十几年他靠什么生活呢？他就不断地跑到经度委员会去跟人家说：你看我这已经比较靠谱了，你再给我拨点儿款吧！经度委员会就像挤牙膏一样，每次就给他500英镑。整个这25年最后总共拨给他2500英镑，他就靠这个过日子。剩下每天就在自己家里弄这个东西。其实第一代不就已经挺好了吗？对，但是他一旦觉得有改进空间，他就会跟经度委员会申请说：要不你再给点儿钱，我再重新弄一版？
在哈里森做H3的十几年时间里，他把给他做助手的弟弟都耗死了，最后让他儿子给他当助手。当他最终拿到经度委员会发给他的奖金的时已经是1773年。他老人家已经80岁了。你说一个80的老人在拿到这个奖金的时候，还有什么用处吗？所以你会发现在他的灵魂深处，除了为了钱，背后还有一种叫工匠精神的东西。
更有趣的是当时法国政府知道他在弄这个科研攻关项目时，就去找他说：要不我们给你钱，你把这技术给我。哈里森一口就给拒绝了。法国人又说：要不这样，你就给我看一眼，我什么都不拿走，我也不用你给我讲什么，你就让我看一眼，我们花500英镑，行不行？他还是说不行。
你说他为了钱，他还有民族气节，当然他有民族气节也不耽误他跑到经度委员会去说，你看法国人就找我看一眼就花500英镑。你们得再给点儿钱，要不然我就给法国人看。他又拿这个去要挟英国人，所以特别逗。你会发现他是财迷、工匠精神和爱国主义者的一种非常奇妙的混合。可能这种性格恰恰是一个创新者的性格。
但是你以为这几十年间所有英国人都在等着哈里森吗？不是。更主要的主战场其实根本不是他，而是另外一个领域的天文学家们。大家都知道现在的格林尼治天文台，这个地方在伦敦8公里之外的泰晤士河口。我们所有学地理的人都知道0度经线通过它。
可是为什么要设立这个著名的天文台呢？
其实从17世纪开始，绝大多数英国人都跟牛顿一样，认为只有读懂了上帝做的这个钟表——星空，我们才可能找到精确的解决经度问题的答案。所以，格林尼治天文台其实就是为了解决这个问题而设立的。一帮天文学家，前后大概四五代人，耗尽了自己的心血，都是要来解决这个问题。
那么，这两条路线之争，最后谁胜出了呢？
创新的第一个条件
我们先揭晓答案吧：人类造的这个钟表赢了，哈里森赢了。
他赢得胜利这个漫长而艰难的过程，可以给我们今天的人提供一些什么样的借鉴的意义？是什么样的环境才能造就这种惊世骇俗的创新？
第一条就是有节制的魔鬼。在哈里森制造航海钟的过程当中，谁扮演这个魔鬼角色呢？是当时的天文学家们中的马斯基林。这个人可不是普通的凡人啊，他是英国第五任格林尼治天文台的馆长。这个人其实也挺有意思的，他一生都把自己所有的激情和生命都献给了头顶上星 空，以至于他把他的婚期推迟到54岁。他就一直看不起哈里森，说你不就是一个破钟表匠吗，人类的智慧能跟上帝比吗？我们这个研究多么富有科学的含量啊，你那个东西算什么东西？
他就是一直致力于描绘头顶的星空，并出版的了《航海历书》，告诉你在什么时间头顶的星空会给你什么样的星象，然后根据仪器观测，就能定下来现在的时间。这本书在一直是航海的得力助手。我虽然没见过，但听说一直到现在他那本还是每一年再版一次。
当然马斯基林作为竞争者嘛，一方面因为知识的优越感他看不起这木匠，另外一方面也有奖金在作祟的作用。所以他经常会给哈里森捣一点儿小乱。比如说哈里森这个钟造出来了，他就说你得试验啊！一次试验不行，得试验两次啊！这次试验不靠谱，再来一次啊！然后他又会欺负人家哈里森，比如说要求哈里森把钟表上交，把图纸都上交。
但是说实话，我觉得说马斯基林欺负哈里森，其实是小说家的笔法。《经度》这本书的作者索贝尔，为了强调戏剧性，他有意识地把马斯基林描述成魔鬼。
其实能够摆得上台面的显示这个马斯基林对哈里森的迫害的真的没有几件事情。我就说《经度》中写的迫害哈里森最过分的一件事吧，有一次经度委员会把哈里森的航海钟给没收了！虽然小说中用的是没收这个字眼，但真实情况不是没收。当时经度委员会讲，你哈里森要我们把奖金给你，你总得把东西给我。而且你得告诉我这个东西怎么制造。如果你不告诉我们，万一在测试途中你死了，我们的钱又花了，这个谜底永远是石沉大海了。那怎么行呢？
经度委员会就要求哈里森把这个钟上交，但哈里森死活不愿意。所以马斯基林带着逮捕状就到他们家要运走这个钟。在把钟运走的时候，哈里森就抗议说：你们居然用一个没有减震弹簧的马车来运我的钟，这不成心想把我的钟颠散吗？据说在哈里森家搬运这个钟的时候，工人在门口不小心把这个钟掉地下了，把这哈里森给心疼的都不知道怎么形容了。
这就是马斯基林迫害哈里森的最大的罪状。
大家想想，这不就是有节制的魔鬼吗？马斯基林从来没有篡改过哈里森的试验记录和测试数据，也从来没有对哈里森进行过人身上的打击报复。只是不小心把他的钟摔地下一回，就成为马斯基林最大的罪状。
所以你看，一个好的创新环境一定是这样：不管竞争多么激烈，不管每个人都揣着什么样的心态，在制止别人的创新的时候，这些魔鬼是有节制的。
这是创新的第一个条件。
创新的第二个条件
就像《野百合也有春天》那首歌里唱的那样，一个创新的环境，必然要允许山谷里的野百合也有春天。不管这个木匠干的那个事靠不靠 谱，讲的理念靠不靠谱，当时的整个英国还是以非常严肃的态度对待这种边缘性创新。
这就要说到最后哈里森是怎么在1773年拿到这笔奖金的。经度局一直在想法拖延发放奖金，这其中当然有马斯基林的作用啦。先是让哈里森把钟做出来，然后去测试，测试完了又要求把原理告诉我们，把原理告诉我们后还不行，你还得再做两台，我们得确保你这个东西可以复制。
一直拖到哈里森多大了？80了。老头最后实在气得不行了说：我不跟你们废话了，我直接找国王去。当时英国国王乔治三世正好也是一个天文迷，他在自己院里还搞了一个皇家的御用天文台。他拿着哈里森的钟表测试后，觉得靠谱，就跟哈里森说我挺你！给他出了一份试验数 据。哈里森就拿着这份数据跑到经度委员会去。最后经度委员会终于承认了这个东西。
有国王的这种重视，再加上经度委员会遵守规则，也有整个英国社会当时对这个事情的重视，最后才让哈里森的发明释放出它的光辉。
最后哈里森他拿到这奖金其实都不是经度委员会掏的，而是国王掏的。国王说：你别跟他们废话了，这帮经度委员会的天文学家不可理 喻。这样吧，他们不是还欠你一万多英镑吗？你给我打个折，我掏8千多英镑给你。
这事就算结束了。虽然哈里森拿到的这笔奖金也不是正式的从经度委员会拿的，但这个故事就是这么结束的。
创新所需要的第二种环境是：不论你出身如何，整个社会它有一种机制来公正的认可你的创新成果。
创新环境的第三个条件
创新环境的第三点是整个社会要对创新的种子有一种培育的能力。具体到这个航海钟就是：怎么让这个航海钟变得便宜而且可以量产。要知道哈里森造这个钟花了2500英镑和十几年时间。后来有人测算一下一个航海钟的成本是500英镑。这在那个时代可是巨款啊，没有哪个船长买得起。
可是你看马斯基林搞的星像法：一套《航海日历》加上一个象线仪，20英镑搞定了。这套方法虽然比较伤眼睛，但毕竟便宜呀。
一个产品是怎么做到价格便宜的呢？就是产量得大，技术上可以复制。这考究的是一个国家的工业能力。哈里森死后，关于他的钟表原理的书籍也出版了。当时所有的英国的钟表匠就扑上去进行研发、改进，然后量产。随着产量越来越大，这款航海钟的价格就从500英镑最后一直降到50英镑左右，几乎所有的人都开始买得起了。而做到这一点是要凭借一个国家的总体的制造业的实力的。
到1815年的时候，这种航海钟全世界大概有5千多个了，这个问题船基本上就解决了。我还记得达尔文乘坐那个小猎犬号（小猎犬号是在1831年出航去考察，最后诞生进化论的那艘船），那个船长一艘船上就带了20多个航海钟。所以我们可以判断在那个时间，价格问题已经彻底解决了。
量产体现了一个国家的工业实力，其实也反应了一个国家的经济需求。我们都以为创新是一个白胡子老爷爷穿着白大褂在实验室里干的事情。错了！创新往往是市场给你提出来巨大的问题，倒逼当时的有创新能力的人搞出来的一个成果。你拿我们中国来说，我们中国现在修桥、修路和修隧道的能力和技术一定是世界第一。为什么？遇到的情况多 嘛。再比如说我们中国移动2G的技术一定是全世界最好的，原因也很简单啊，遇到的情况多，需求量大。需求量大它就会倒逼创新。
故事说到这儿，我们不妨来总结一下从这个故事当中发现了什么。当我们这一代中国人特别渴望我们拥有创新的时候，我们就得想一想，我们有没有像哈里森这样的既具备财迷精神，又具备工匠和爱国精神的创新者？我们具不具备一个对所有边缘性的当时看起来不靠谱的技术投入足够关注的社会和宽容的环境？我们整个的创新的知识系统，是不是像马斯基林那样，虽然心怀恶意，但是扮演的是一个有节制的魔鬼？我们的社会能不能为一种创新成果提供足够的社会配套设施和足够的需 求？
所以不要怪那些科学家不创新，也不要怪有些中国企业不创新。如果说中国现在距离我们所期待的创新还有些距离，我们都不妨想一想，这个故事中呈现的我刚才说的那个列表。创新从来不是一个人的事儿，创新是一个国家和社会的事儿，创新从来也不是一个企业的事儿，它是一个制度的事儿，甚至是一个社会经济的事儿。
这就是我们今天给大家奉献的关于经度的这个精彩故事。