五月花400：1620年横渡大洋的科学

这是1620年7月，英国南安普敦。抵达港口的是“斯皮德韦尔号”(Speedwell)，这艘船载有一个来自荷兰的小宗教团体。停泊在小镇西码头附近的是五月花号，这是一艘更大的船，船上有更多的乘客，它正在与Speedwell一起装载货物，准备进行一次横跨大西洋的航行。乘客们获得了在弗吉尼亚殖民地(当时的弗吉尼亚州远远超过现代弗吉尼亚州)开始贸易结算的许可和资金，由弗吉尼亚公司控制。

尽管五月花号具有重要的历史意义，但我们对这艘船及其航程知之甚少。我们只是从航行三年后写的一份文件中才知道它的名字。当时，五月花号并不引人注目或特别，因为一些乘客因宗教活动而面临迫害，他们可能保持低调。

有证据表明，这是“9分左右的负担”，也就是180吨。“负担”是货运量的术语，而“吨”是一大桶酒。因此，这艘船可以携带相当于180罐葡萄酒的货物。

不幸的是，当时没有五月花号的插图或平面图，所以我们甚至不确定这艘船是什么样子。然而，我们确实知道，大约在这个时候，船只是按照一系列类似的规则建造的(瑞典造船商Fredrik Henrik af Chapman‘s Architecture tura Navalis Mercatoria，出版于1768年)中概述了这一点。因此，我们可以开始估计所载货物的比例，但需要注意的是，不同船东的规则各不相同，许多细节没有记录，也没有绘制图纸。

事实上，17世纪著名的日记家塞缪尔·佩皮斯告诉我们，造船工人“依赖于他们的眼睛”(…)。他们的知识如此混乱地躺在手中，从来没有假装放下过风口“。根据当时的典型比例，我们可以预计五月花号的船体长度约为30米，宽度约为7.5米。

如果需要，英国商船也有望组成海军保护国家。因此，从当时类似的船只来看，我们可以合理地假设，五月花号在船头和船尾都建造了“城堡”。城堡的高度优势在战斗和抵抗登机的战斗中会很有用。

这艘船还会携带少量的大炮-主要是为了自卫。这些东西应该放在一个狭小的炮台上(乘客也会住在那里)，还有炮口。

1620年8月15日，这两艘船从南安普敦驶往新大陆，但他们一离开，斯皮德韦尔号就开始严重泄漏(尽管南安普顿已经进行了一些维修)，需要改道到达特茅斯进行维修。

1620年9月中旬，他们再次离开英国，但在陆地尽头以西约300英里处，Speedwell再次严重泄漏，船长抱怨说“他的船漏得太厉害了，他必须撑起来，否则就会沉入大海”。他们返回普利茅斯，将尽可能多的乘客和商店转移到五月花号上，并于9月16日再次向西启航。当时有人认为，泄漏是Speedwell的船长和船员为避免漫长而危险的航行而策划的。

17世纪的航海比当时的许多其他科学都要先进。水手们可以用磁罗盘测量他们的航向，用船后面的圆木测量他们的速度。

通过使用六分仪的先驱仪器测量北极星在地平线以上的高度，水手们可以确定他们在赤道以北的位置(称为“纬度”)。然而，在多云天空下摇摆的船只上，进行准确的测量和找到准确的位置并非易事。

知道你在某点以西或以东的位置(“经度”)要复杂得多。通过测量太阳到达天空最高点时的当地时间，并将其与陆地上某个已知时间点的时间进行比较，就可以发现这一点，因为当地的中午发生在地球向西移动的每一个经度都要晚4分钟。

可悲的是，当时的时钟远不能准确地测量这一点，准确测量太阳的高度也是困难的。取而代之的是，当时的水手们使用指南针、沙漏和日志的组合来记录方向、时间和速度，根据“航位推算”计算得出的位置，这将随着航程的推进而变得更加不准确。

尽管一些险恶的风暴几乎摧毁了这艘船，但五月花号在航行66天后抵达北美。然而，这艘船就在科德角附近，弗吉尼亚殖民地(当时向北延伸到长岛湾)的北部，殖民者获准在那里定居。

他们试图向南航行，但遇到了险恶的珊瑚礁和破浪，由于补给不足，他们明智地再次向北行驶，最初于11月21日在马萨诸塞州的普罗文斯敦上岸。但在弗吉尼亚殖民地以外登陆后，他们没有合同要解决，也没有法律可以遵循。

他们的解决方案是起草一份民主协议(称为五月花契约)，在他们获得定居许可之前，独立于英国统治他们。这是西方第一个没有君主的共识政府的例子。如果他们的航行使他们再向南行驶65英里，他们就会降落在弗吉尼亚殖民地，历史可能会有所不同。

五月花号于次年返回英国，但不幸的是，她的船长于1622年去世。她被遗弃在泰晤士河岸边，年久失修，状况如此糟糕，以至于在1624年被以零件的价格出售。具有讽刺意味的是，斯皮德韦尔号持续的时间要长得多，从南安普顿航行到弗吉尼亚州，然后在1635年返回。