de Jason Parkhill, Martie 2013
John Harrison a fost unul dintre mai mulți indivizi precum Isaac Newton, Robert Hook și Edmond Halley care au trăit în Anglia secolului 17-18 și au adus contribuții semnificative la știință și inginerie. Harrison a inventat primul Cronometru marin care a permis navigatorilor navelor în timpul vârstei de navigație să-și fixeze cu exactitate longitudinea (est-vest) locație. Această evoluție a îmbunătățit dramatic siguranța și precizia călătoriilor pe distanțe lungi pe mare. Harrison și-a dezvoltat și rafinat cronometrul de-a lungul deceniilor și, în cele din urmă, a revendicat premiul pe care Parlamentul britanic îl stabilise în Legea longitudinii din 1714 pentru a încuraja dezvoltarea unui dispozitiv pentru a determina longitudinea unei nave pe mare. Harrison a făcut toate acestea fără a beneficia de o educație formală și nici de o ucenicie ca ceasornicar.
Sobel (2007) explică faptul că, atunci când se află pe mare, navigatorul unei nave poate spune destul de ușor unde se află la nord și la sud pe Pământ. Deoarece ecuatorul este fix și pământul se mișcă astfel încât soarele să strălucească deasupra capului într-un model stabilit între tropicele Racului și Capricornului, determinarea latitudinii este o chestiune destul de simplă de a observa lungimea zilei sau înălțimea soarelui sau anumite stele de ghidare deasupra orizontului. Meridianul de latitudine de grad zero este blocat de legile naturii. Longitudinea, pe de altă parte, nu este.
Pământul ca filare a unei sfere poate fi împărțit în 360 de grade de longitudine. Deoarece este nevoie de douăzeci și patru de ore pentru ca pământul să finalizeze o revoluție de 360 de grade, o oră este egală cu o douăzeci și patru de rotație sau cincisprezece grade est sau vest. Deci, într-un sens foarte semnificativ, longitudinea este timpul relativ. Un răspuns la problemă era cunoscut, dar nu exista o tehnologie care să o rezolve. Această problemă aparent dificilă de determinare a longitudinii ar putea fi rezolvată cu ușurință de oricare două ceasuri de mână ieftine produse în masă astăzi. Pentru a determina longitudinea, navigatorul navei trebuie să cunoască timpul în două locuri simultan. El trebuie să știe ora la portul său de origine și ora locală pe navă. În fiecare zi, când ora locală de prânz era determinată pe navă, observând că soarele ajunsese la punctul său înalt, navigatorul putea reseta ceasul local la prânz și îl putea compara cu ora de pe celălalt ceas încă setat la ora din portul de origine. Fiecare diferență de oră a fost egală cu cincisprezece grade de longitudine parcursă. La ecuator cincisprezece grade este egal cu o mie de mile și nord și sud de acolo kilometraj de fiecare grad scade ca te apropii de poli. Dar, deoarece latitudinea este ușor de determinat, navigatorul trebuie doar să facă calculele necesare.
cu mai multe nave cu vele care plecau în expediții de explorare sau se deplasau în jurul comorii de pe pământul cucerit sau pentru a muta oameni și materiale pe terenuri pentru a cuceri, imposibilitatea de a determina cu exactitate și fiabilitate unde se afla era o problemă serioasă. Navele au eșuat frecvent atunci când destinațiile intenționate au ajuns să fie mai aproape decât se aștepta. La 22 octombrie 1707, în apropierea vârfului sudic al Angliei, patru nave de război britanice care se întorceau au eșuat ucigând aproximativ două mii de oameni într-un singur incident.căutarea unei soluții la problema longitudinii s-a desfășurat pe parcursul a patru secole și a implicat șefi de stat, astronomi celebri, exploratori renumiți și alți intriganți. Guvernul britanic a înființat Consiliul de longitudine în 1714 deoarece:
„descoperirea longitudinii este de o asemenea importanță pentru Marea Britanie pentru siguranța Marinei și a navelor comerciale, precum și pentru îmbunătățirea comerțului, încât, din lipsă, multe nave au fost întârziate în călătoriile lor și multe pierdute…” „pentru o persoană sau persoane care vor descoperi longitudinea” („istoria longitudinii”, 2013).
în condițiile Premiului, s-ar colecta 20.000 de centimi pentru determinarea longitudinii, așa cum este descris de King în Andrewes (1996) „la o distanță de 30 de mile în timpul unei călătorii din Anglia în Indiile de Vest” (p. 168).
chiar dacă soluția ceasului era cunoscută, problema a persistat până în epoca ceasurilor cu pendul. Pe puntea unei nave în mișcare, aceste ceasuri erau complet nesigure. Ar încetini sau accelera. Pe măsură ce nava s-a mutat de la climă mai caldă la climă mai rece, uleiul lubrifiant crucial pentru funcționarea lor s-ar subția și se va îngroșa. Piesele metalice s-ar extinde și s-ar contracta cu schimbări de temperatură și chiar variații minore ale gravitației Pământului ar face ravagii asupra lor. Ceea ce era necesar era un alt tip de tehnologie de păstrare a timpului.John Harrison s-a născut în 1693 și a fost crescut în Barrow upon Humber, un sat din Lincolnshire de Nord, în estul Angliei. La fel ca tatăl său, a fost crescut pentru a fi tâmplar și de aceea ceasurile sale timpurii erau făcute din lemn. El a primit doar o educație de bază, dar a demonstrat o minte întrebătoare. În tinerețe i s-a împrumutat o copie a unor prelegeri notabile despre filosofia Newtoniană din care a făcut o copie personală. El a fost interesat de muzică și a condus corul și a devenit clopot la Biserica Sfintei Treimi din satul său. Sunetul clopotului l-a determinat să devină interesat de teoria oscilatorului în 1713 și acesta a fost și anul în care a realizat primul său ceas (Andrewes, 1996).între 1713 și 1730, Harrison a produs opt ceasuri, dar a fost în primul rând angajat ca tâmplar. Cu fiecare nou ceas din lemn, el a rafinat mecanismul de înfășurare și a modificat mecanismul de evacuare pentru a reduce reculul și frecarea mai mică. Ceasurile sale au câștigat o reputație și în 1722, Harrison a primit o comisie pentru a crea un ceas cu turelă pentru o proprietate mare din apropiere, marcând un pas mare în ascensiunea sa ca ceasornicar.în vara anului 1730, la vârsta de 37 de ani, Harrison a călătorit la Londra pentru a obține sprijin pentru propunerea sa de a face un ceas de mare. În timpul acestei călătorii, Harrison l-a întâlnit pe George Graham, un renumit ceasornicar. Harrison a spus că au dezbătut subiecte ore întregi, așa cum s-a menționat în Andrewes (1996):
…am motivat cazurile sau pe principii de mai multe ori; nu o dată, și că într-un mod foarte extraordinar, a fost la prima dată când l-am văzut, și raționamentul nostru, sau cum ar fi fost uneori dezbatere, (dar încă, ca în principal, înțelegerea unul pe altul foarte bine) apoi a avut loc de la aproximativ ora zece în dimineața, ‘până la aproximativ opt noaptea (p. 182).
Harrison a scris despre rezultatele primului său ceas de mare în 1730. Acest model denumit H1. Harrison a prezis că va fi foarte precis „în Nave ar trebui să varieze 4 sau 5 secunde pe lună” (Andrewes, 1996, p. 196). H1 conținea multe inovații inteligente pentru a stabiliza mecanismele de cronometrare pe o navă Balansoare, dar după testarea pe mare, a dezvăluit defecte rezolvabile doar prin crearea unui nou ceas.
al doilea ceas de mare al lui Harrison, H2, A fost în mod clar o versiune rafinată a primului său. În loc de un cablu pentru înfășurare, avea o cheie și o oprire sofisticată pentru a preveni răsturnarea. El a introdus diferite materiale care au reacționat diferit la căldură și frig pentru a compensa efectele asupra izvoarelor și evadării. H2 A fost finalizat în 1739, dar nu a încercat niciodată pe mare din cauza preocupărilor membrilor Consiliului Longitudinilor cu privire la proiectarea sa. Harrison a avut, de asemenea, îndoieli după ce a descoperit în timpul unui experiment că oscilația balanțelor H2 ar putea fi afectată de forța centrifugă.
abia în 1757 Harrison a terminat H3. Mai mulți dintre susținătorii săi muriseră până în acest moment, iar reputația pe care a câștigat-o cu H1 se estompa. Harrison nu a reușit să obțină un proces pentru H3, dar în anii 1750 Harrison a luat o pauză de la ceasurile sale pentru a proiecta un ceas de buzunar pentru uz personal. Acest design a ajuns să ghideze H4.potrivit lui Randall în Andrewes (1996), ceasul de buzunar i-a permis lui Harrison „o nouă abordare a întregii probleme cu care se confrunta” (p. 236). Până atunci, Harrison se concentrase pe ceea ce majoritatea oamenilor considerau un ceas pentru longitudine — un dispozitiv stabil mare pentru o navă. Acest lucru sa dovedit a fi o parte a problemei. Consiliul de longitudine a văzut ceasul de argint foarte mobil și „izbitor de frumos” (Quill 1966, p.78) H4 pentru prima dată pe 18 iulie 1760 și până în anul următor era gata pentru testare. Harrison a navigat spre Jamaica la 18 noiembrie 1761. În timp ce se apropiau de Jamaica, Harrison i-a spus căpitanului într-o după-amiază că vor vedea terenul a doua zi la ora 10:00. Au văzut-o cu doar 3 ore mai devreme decât se aștepta. John Harrison ajunsese la o jumătate de grad în complotarea longitudinii lor. A fost nevoie de un al doilea proces de către fiul său William și unele certuri suplimentare cu Consiliul, dar Harrison a primit premiul în bani.
viața lui Harrison s-a desfășurat în cursuri similare celor descrise de Gardner în Sternberg (1998), dar poate nu chiar la intervale de zece ani. După cum au afirmat Policastro și Gardner în Sternberg, Harrison a generat cu siguranță „muncă creativă în contextul unor preocupări prelungite, semnificative și motivante intrinsec” (p. 215). De asemenea, este ușor să vedeți procesul descris în Ward și colab. a” sintezei și fuzionării conceptelor separate anterior ca fiind cruciale ” (p. 202) la succesul lui Harrison cu H4 (combinând ideile sale de ceas de mare și ceas de buzunar).
Andrewes, W. J. H. (Ed.). (1996). Căutarea longitudinii: lucrările Simpozionului de longitudine, Universitatea Harvard, Cambridge, Massachusetts, 4-6 noiembrie 1993. Colecția de instrumente științifice istorice, Universitatea Harvard.
istoria longitudinii. (n.d.). În Wikipedia. adus 2 februarie 2013 de la
http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_longitude
Quill, H. (1966). John Harrison: omul care a găsit longitudinea. John Baker.
Sobel, D. (2007). Longitudine: povestea adevărată a unui geniu singuratic care a rezolvat cea mai mare problemă științifică a timpului său. Walker & companie.
Sternberg, R. J. (1998). Manual de creativitate. Cambridge University Press.