约翰·哈里森 背景：航海经度问题 18世纪初，航海中的经度测定是全球性难题。船舶在海上无法准确判断东西方向位置，导致频繁的触礁与迷航事故。1714年英国政府设立“经度奖”，悬赏2万英镑（相当于今数百万英镑）给能发明出实用经度测量方法的人。天文学家主张通过月球距离法（观测月球与恒星位置），而钟表匠约翰·哈里森则探索通过时间测量法：在船上携带精准时钟，通过本地时间与出发地时间的差值推算经度（每1小时时差对应15度经度）。 哈里森的早期生涯与H1至H3的迭代 约翰·哈里森（1693–1776）是英国木匠出身的天才钟表匠，自学机械制造。他于1730年开始设计航海钟，1735年完成 H1 ：使用双摆平衡装置和抗摩擦机构，减少船只晃动与温度变化的影响。经度委员会测试后认为需改进。1741年 H2 引入环形平衡摆，但因英国与西班牙战争未出海测试。1749年 H3 历经19年研发，尝试新式温度补偿装置和双金属片，但仍未达到理想精度。 突破性发明：H4航海表 哈里森意识到大型航海钟的局限性，转而研制怀表尺寸的 H4 （1759年完成）。它直径13厘米，采用高频振动平衡轮、钻石轴承及特制温度补偿摆轮，每日误差仅0.2秒。1761年由其子威廉带队航行牙买加测试，39天航程中总误差仅5.1秒（对应经度误差约1.25海里），远超经度奖要求。但委员会以“偶然性”为由仅支付部分奖金，要求复测并公开设计。 与天文学派的争议及H5的完善 经度委员会主席内维尔·马斯基林（主张月球距离法）质疑H4的可靠性，并在1764年第二次测试后设置苛刻条件。哈里森向国王乔治三世申诉，1772年国王亲自监督测试 H5 （改进版航海表），结果精度达每日1/3秒。最终在议会干预下，哈里森于1773年获国会奖励8750英镑，但未全额领取经度奖。 遗产与影响 哈里森的航海表奠定了精密计时航海时代，使英国海军获得显著优势。其技术经约翰·阿诺德等人改进后量产，助推了19世纪全球航海安全与贸易扩张。他的发明体现了工匠经验与科学创新的结合，2014年英国皇家博物馆仍珍藏其H1-H5原型的运行模型，纪念他解决“经度难题”的持久贡献。