av Jason Parkhill, mars 2013
John Harrison var en av flera individer som Isaac Newton, Robert Hook och Edmond Halley som bodde i 17th till 18th century England och gjorde betydande bidrag till vetenskap och teknik. Harrison uppfann den första marina kronometern som gjorde det möjligt för skeppsnavigatörer under seglets ålder att exakt fixa sin longitud (öst-väst) plats. Denna utveckling förbättrade dramatiskt säkerheten och precisionen vid långväga resor till sjöss. Harrison utvecklade och förfinade sin kronometer under årtionden och hävdade så småningom det pris som det brittiska parlamentet hade inrättat i Longitude Act of 1714 för att uppmuntra en utveckling av en enhet för att bestämma ett skepps longitud till sjöss. Harrison gjorde allt detta utan nytta av en formell utbildning eller en lärling som urmakare.
Sobel (2007) förklarar att när ett fartyg är till sjöss kan navigatören på ett fartyg ganska enkelt berätta var de är norr och söder på jorden. Eftersom ekvatorn är fast och jorden rör sig så att solen skiner över huvudet i ett fast mönster mellan tropikerna Cancer och Stenbocken, bestämma latitud det är en ganska enkel fråga om att observera längden på dagen eller solens höjd eller vissa styrstjärnor ovanför horisonten. Nollgradens meridian av latitud är låst in av naturlagarna. Longitud är å andra sidan inte.
jorden som snurrar en sfär kan delas in i 360 grader av longitud. Eftersom det tar tjugofyra timmar för jorden att slutföra en revolution på 360 grader, motsvarar en timme en tjugofjärde av en snurr eller femton grader öst eller väst. Så i en mycket meningsfull mening är longitud relativ tid. Ett svar på problemet var känt men det fanns ingen teknik för att lösa det. Detta till synes otänkbara problem med att bestämma longitud kan enkelt lösas av två billiga massproducerade armbandsur idag. För att bestämma longitud måste fartygets navigator känna till tiden på två ställen samtidigt. Han behöver veta tiden i sin hemhamn och den lokala tiden på fartyget. Varje dag när den lokala middagstiden bestämdes på fartyget genom att observera att solen hade nått sin höjdpunkt, kunde navigatören återställa den lokala klockan till middagstid och jämföra den med tiden på den andra klockan som fortfarande var inställd på tiden vid ursprungshamnen. Varje timme skillnad motsvarade femton grader av longitud reste. Vid ekvatorn är femton grader lika med tusen mil och norr och söder därifrån minskar körsträckan för varje grad när du närmar dig polerna. Men eftersom latitud är lätt att bestämma behöver navigatorn bara göra de nödvändiga beräkningarna.
med fler segelfartyg som går ut på prospekteringsexpeditioner eller flyttar runt skatt från erövrat land eller för att flytta män och material till länder för att erövra, var det inte möjligt att exakt och tillförlitligt bestämma var det var ett allvarligt problem. Fartyg gick ofta på grund när deras avsedda destinationer hamnade närmare än väntat. Den 22 oktober 1707 nära södra spetsen av England, fyra återkommande brittiska krigsfartyg strandade och dödade cirka två tusen män i en incident ensam.sökandet efter en lösning på longitudproblemet spelade ut över fyra århundraden och involverade statschefer, kända astronomer, kända upptäcktsresande och andra schemers. Den brittiska regeringen inrättade styrelsen för longitud 1714 eftersom:
”upptäckten av longituden är av sådan konsekvens för Storbritannien för säkerheten för marinen och handelsfartygen samt för förbättring av handeln som för brist på det har många fartyg blivit fördröjda i sina resor och många förlorade…” ”för en person eller personer som ska upptäcka longituden” (”Longitudens historia”, 2013).
enligt villkoren i priset skulle man samla in 20 000 XNUMX för att bestämma longitud, som beskrivs av King i Andrewes (1996)” till inom 30 miles under en resa från England till Västindien ” (s. 168).
även om klocklösningen var känd, fortsatte problemet långt in i pendelklockans ålder. På däcket på ett fartyg i rörelse var dessa klockor helt opålitliga. Det skulle sakta ner eller påskynda. När fartyget flyttade från varmare till svalare klimat skulle smörjoljan som är avgörande för deras drift tunna och tjockna. Metalldelar skulle expandera och kontrakta med temperaturförändringar och till och med mindre variationer i jordens gravitation skulle orsaka kaos på dem. Det som behövdes var en annan typ av tidsbesparande teknik.John Harrison föddes 1693 och växte upp i Barrow upon Humber, en by i norra Lincolnshire i östra England. Liksom sin far, han växte upp för att vara en snickare och det var därför hans tidiga klockor gjordes av trä. Han fick bara en grundläggande utbildning men visade ett frågande sinne. I sin ungdom lånades han ut en kopia av anmärkningsvärda föreläsningar om Newtons filosofi som han gjorde en personlig kopia av. Han var intresserad av musik och ledde kören och blev en klockringare vid den Heliga Treenighetens kyrka i sin by. Klockring fick honom att bli intresserad av oscillatorteori 1713 och det var också året han gjorde sin första klocka (Andrewes, 1996).mellan 1713 och 1730 producerade Harrison åtta klockor men han var först och främst anställd som snickare. Med varje ny träklocka förfinade han lindningsmekanismen och ändrade spärrmekanismen för att minska rekyl och lägre friktion. Hans klockor fick ett rykte och 1722 fick Harrison en provision för att skapa en tornklocka för en stor närliggande egendom som markerade ett stort steg i hans uppgång som urmakare.under sommaren 1730, vid 37 års ålder, reste Harrison till London för att få stöd för sitt förslag att göra en sjöklocka. Under denna resa träffade Harrison George Graham, en känd urmakare. Harrison sa att de diskuterade ämnen i timmar som noterats i Andrewes (1996):
… vi resonerade Fallen, eller på principerna, mer än en gång; Nej En gång, och det på ett mycket extraordinärt sätt, var vid första gången jag såg honom, och vårt resonemang, eller som det ibland debatterade, (men fortfarande, som i huvudsak, förstod varandra mycket bra) hölls sedan från klockan tio I förmiddagen, ’till ungefär åtta på natten (s. 182).
Harrison skrev om resultaten av sin första sea clock 1730. Denna modell kallas H1. Harrison förutspådde att det skulle vara mycket exakt ”i fartygen skulle de variera 4 eller 5 sekunder i månaden” (Andrewes, 1996, s. 196). H1 innehöll många smarta innovationer för att stabilisera tidtagningsmekanismerna på ett gungande fartyg men efter testning till sjöss avslöjade defekter endast lösbara genom att skapa en ny klocka.
Harrisons andra havsklocka, H2, var helt klart en förfinad version av hans första. Istället för en sladd för lindning hade den en nyckel och ett sofistikerat stopparbete för att förhindra överlindning. Han introducerade olika material som reagerade annorlunda på värme och kyla för att kompensera för effekter på fjädrar och flykt. H2 slutfördes 1739 men försökte aldrig till sjöss på grund av styrelseledamöternas oro över dess design. Harrison hade också oro efter att ha upptäckt under ett experiment att svängningen av H2: s saldon kunde påverkas av centrifugalkraften.
det var inte förrän 1757 som Harrison slutförde H3. Flera av hans anhängare hade dött vid denna tid och det rykte han tjänade med H1 bleknade. Harrison kunde inte säkra en rättegång för H3 men det var under 1750-talet som Harrison tog en paus från sina klockor för att designa en fickur för hans personliga bruk. Det var denna design som slutade styra H4.enligt Randall i Andrewes (1996) fickuret tillät Harrison ”en ny inställning till hela problemet han stod inför” (S. 236). Fram till dess hade Harrison fokuserat på vad de flesta ansåg vara en klocka för longitud — en stor stabil enhet för ett fartyg. Detta visade sig vara en del av problemet. Longitudestyrelsen såg den mycket mobila och” slående stiliga silverklockan ” (Quill 1966, s.78) H4 för första gången den 18 juli 1760 och året därpå var den redo för testning. Harrison seglade till Jamaica den 18 November 1761. När de närmade sig Jamaica berättade Harrison kaptenen en eftermiddag att de skulle upptäcka land dagen efter klockan 10:00. De såg det bara 3 timmar tidigare än väntat. John Harrison hade kommit inom en halv grad i att planera sin longitud. Det tog en andra rättegång av hans son William och några ytterligare gräl med styrelsen men Harrison tilldelades prispengarna.
Harrisons liv spelade ut i kurser som liknar dem Gardner beskriver i Sternberg (1998) men kanske inte exakt tio års intervall. Som framgår av Policastro och Gardner i Sternberg genererade Harrison verkligen ”kreativt arbete i samband med långvariga, meningsfulla och inneboende motiverande sysslor” (S. 215). Det är också lätt att se processen som beskrivs i Ward et al. av ”syntes och sammanslagning av tidigare separata begrepp som avgörande” (S. 202) till Harrisons framgång med H4 (kombinera hans Sea clock och pocket watch ideas).
Andrewes, W. J. H. (Red.). (1996). Sökandet efter longitud: förfarandet för Longitude Symposium, Harvard University, Cambridge, Massachusetts, 4-6 November 1993. Samling av historiska vetenskapliga instrument, Harvard University.
historia av longitud. (nd). På Wikipedia. hämtad 2 februari 2013 från
http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_longitude
Quill, H. (1966). John Harrison: mannen som hittade longitud. John Baker.
Sobel, D. (2007). Longitud: den sanna historien om ett ensamt geni som löste det största vetenskapliga problemet i sin tid. Walker & företag.
Sternberg, R. J. (1998). Handbok för kreativitet. Cambridge University Press.