2.1　创新是社会发展永恒的驱动力

科技发明创造对历史进程的推动，可以从一个古老的故事开始讲起。

从15世纪起，欧洲各国便开启了海上扩张的时代，越来越多的航船启程去海外开辟贸易市场和殖民地，为此不惜发动战争，在海外争夺金银财宝。率先行动并占有优势的国家当属西班牙、荷兰。

但大海茫茫，风暴、骤雨、浓雾等恶劣的天气时有出现。当时航海技术有限，航船常常会迷失方向，走错航道，以致触礁沉没；或者在战场上找不到指定位置，或者找不到陆地无法补给，船毁人亡的事件频繁发生，这些都是由于不能在海上准确定位所导致的。

18世纪初英国航海事业要奋起直追。1707年，英国海军上将克劳迪斯里·肖尔爵士率领的舰队，在地中海打败了法国舰队，返航途中遇到了大雾，有12天见不到太阳，只能凭估计判断自己的位置。当肖尔爵士惊恐地发现舰队已驶入了锡利群岛中间时，为时已晚，在大雾弥漫的晚上，舰队的5艘军舰中，有4艘撞上暗礁迅速沉没，1600多名水兵被淹死。这一事件震惊了英国朝野。

现在人们都知道，只要把地球表面用经度和纬度划分，经过准确的经、纬度测量，就可以知道航船在海面上的位置。早期，船长们已经都能够利用太阳升起的高度，或在北半球航行时，通过测量北极星在地平线上的高度来确定纬度，但对于经度的准确测量却一直是困扰着世界的大难题。

巨大沉船事件，促使英国国会专门成立了一个“经度委员会”（Longitude Board），并设立了高额的“经度奖金”。同时西班牙、葡萄牙、荷兰、法国、意大利，也相继出台了奖励措施。

其实，科学家一直都在努力试图解决这一课题。早在1530年，荷兰天文学家伽马·弗里西斯就提出“以时间差确定经度”的原理，即利用钟表来测量时间差。地球径向划分360度，其自转一周是24小时，一小时转15度，4分钟转一度。他设想携带钟表去航海，在航行中利用太阳高度，测量当地的时间，再与从出发港携带的钟表指示的时间进行对比，若相差一小时，则可算出当地经度与出发港经度相差15度。牛顿也曾肯定钟表法是可行的。

科学道理被发现，但技术问题却无法顺利解决。当时世界上最准的钟，当属英国格林尼治天文台时钟，每天误差不超过两秒。但它的钟摆长达4米。这样一个庞然大物，如何安放在航船上呢？何况，远航中温度、湿度和各地重力的不断变化，船体的强烈颠簸，海盐的侵蚀等各种因素的影响，钟表也很难准确运行。

这时出现的一个天才解决了技术难题。约翰·哈里森（John Harrison，1693—1776，图2-1），1693年出生于英国的约克郡，从小跟父亲学习木工，19岁时无师自通地制造出一台木头摆钟，27岁时为当地庄园主建造了一座塔钟，完工后，人们惊讶地发现，它每个月误差不超过一秒，在准确性上远远超过了格林尼治天文台的时钟。

图2-1　约翰·哈里森

图2-2　第一台航海钟H1

在“经度委员会”的资助下，哈里森开始了航海钟的研发工作。1735年他成功地制造出第1台航海钟H1（图2-2），之后的20多年他不断改进，相继造出H2、H3型航海钟，虽然已很好地补偿了温度的影响，解决了离心力带来的误差等，但他仍不满意，苦苦追求、精益求精。终于，1759年，世界上最精确的航海钟H4问世。H4直径13厘米，重1.45千克，在海上漂泊了3个月的使用中，只慢了5秒钟，经过委员会鉴定发现，H4能够将经度确定在10英里（约16千米）范围内。这在当时，可称为重大科学和技术成就，哈里森的贡献受到英国皇家的高度表彰，本人被授予爵士爵位。英国对此项技术严格保密，并利用这一准确定位技术，先后打败了西班牙、葡萄牙、荷兰等国舰队，成就了数百年的海上霸业，成为“日不落帝国”。

故事虽然已过去数百年，回忆起来仍意味深长。科技创新对推进社会发展的巨大作用应是永恒不变的。也正是由于这个故事的启示，加之当今国内发展与国际竞争的形势，才使笔者下决心，撰写了这本作品。