300 років тому англійський годинниковий виробник на ім'я Генрі Саллі представив свій перший морський хронометр, ознаменувавши початок одного з найдовших і найсерйозніших наукових змагань у світі. Британський парламент прийняв Закон про довготу в 1714 р., В якому описано, що той, хто знайде життєздатний і придатний до використання метод визначення довготи корабля у відкритому морі, буде винагороджений £ 20 000.
На той час 20 000 фунтів стерлінгів було величезним статком. Величина винагороди також показала, наскільки важливо для кораблів мати можливість вимірювати не тільки їх ширину, але і довжину. Військово-морська влада дала б що завгодно для такого методу, адже вони знали, хто перший придумав, як визначити довжину в морі, отримає безперечне торговельне та військове панування у водах світу.
Важко це уявити, але більшу частину століття відкриттів моряки плавали майже наосліп:
вони могли визначати широту, але не довготу, тому ніколи не могли точно знати, де вони перебувають на відкритій воді.
Сотні кораблів заблукали таким чином, а тисячі загинули в аваріях, які можна було б запобігти кращою навігацією. Наприклад, трохи менше 310 років тому, у жовтні 1707 р., 1550 моряків з Королівського флоту Великобританії загинули, коли чотири кораблі корони загубились і сіли на мілину біля островів Сіллі. Це була остання крапка у склянці для парламенту, вона виникла після трагедії, щоб запропонувати винагороду визначнику довжини.
Гравірування корабля під назвою Асоціація HMS. Саме ця сіла на мель у 1707 році (Джерело: Вікіпедія)
Але як же цей хронометр?
На той час вже існував метод простого визначення довжини, але він працював лише теоретично. Суть цього полягала в тому, що якщо на кораблі є година, яка точно показує, скільки часу в порту, і корабель може точно визначити, коли сонце заходить, досить підрахувати, скільки хвилин різниця між будинком південь і корабель деле. Відхилення вже легко перетворити в довготу: 1 годинна різниця в місцевому часі означає 15 довготи, а 1 градус відповідає 4 хвилинам часу.
Єдина проблема з цим, однак, полягала в тому, що в 1700-х роках для цього не було достатньо точного годинника, а різниця в 4 хвилини становить 1 градус, що на Екваторі вже становить 111 кілометрів.
Хронометр Генрі Саллі, представлений в 1716 р., Був уже досить точним, оскільки більш-менш усував помилки внаслідок теплового розширення. Однак годинник Саллі можна було використовувати лише на спокійній воді, оскільки це був лише модифікований маятниковий годинник, який втратив або отримав багато-багато хвилин коливань за один день.
Цей винахід, навпаки, був гарним для того, щоб привернути увагу Джона Гаррісона до призу у розмірі 20 000 фунтів стерлінгів та для годинникових виробників, які за нього змагалися. Джон Гаррісон був лише сільською молодою людиною, яка захоплювалася годинниками до 1720-х років, але потім він став, мабуть, найталановитішим і, мабуть, найвідомішим годинниковим майстром усіх часів.
Мозок Гаррісона з дитинства був зайнятий тим, як зробити максимально точний годинник. І він взяв участь у виготовленні морських хронометрів, тому що вважав за особливий виклик тримати годинник не тільки страшенно точним, але й ходити в будь-яких умовах, не відволікатися на пару, коливання тепла, бурхливі морські хвилі та зручно розміщуватися на човні.
Гаррісон вперше виклав свої плани щодо астронома Едмунда Галлея в Лондоні в 1730 році (який, згідно з теоріями Ісаака Ньютона, розрахував орбіту комети Галлея, яка згодом була названа на його честь), а потім, після певного заохочення та фінансової підтримки, розпочав працює над своїм першим хронометром.
Джон Гаррісон в старості. За годинниковим майстром стоїть той великий, дивний короб, один із його хронометрів.
Годинник був завершений до 1736 року, і Гаррісон представив його суддям. Хронометр відправили на морське випробування, і Гаррісон поїхав до Лісабона зі своїм винаходом. Годинникар всю дорогу хворів на море,
однак хронометр був добре випробуваний.
Капітан корабля, що перевозив вахту, спочатку не довіряв конструкції і рухався нестандартно, але Гаррісон і його годинник, на відміну від нього, завжди говорили мені, куди вони прямують.
Судді відправили хронометр у поїздку до Індії, яку вимагав Закон про довготу, після багатообіцяючого тесту, але максималіст Гаррісон волів попросити лише 500 фунтів стерлінгів, щоб зробити набагато кращий годинник, бачачи недоліки свого першого хронометра. Він також повернувся в 1741 році з другим хронометром під назвою H2, але ще до випробування він виявив, що може побудувати ще кращі годинники, тому він попросив лише ще 500 грантів.
Він працював над H3 ще 17 років. У ці 17 років поширилося повідомлення про те, що англійський виробник годинників знайшов спосіб визначити довжину, тому голландські та французькі шпигуни також намагалися зв'язатися з Гаррісоном, але він не розголосив секрету. Тим часом визначення довжини також було переглянуто в просторіччі, хоча раніше про нього говорили як про синонім неможливості, а хронометри Гаррісона зробили захоплюючий науковий виклик, який цікавив багатьох.
Перший морський годинник Гаррісона, H1 (Національний морський музей (Великобританія); Грінвіч; Лондон; Англія; NMM - ZAA0034)
Дедалі більше людей подавали заявки на приз у розмірі 20 000 фунтів стерлінгів з усілякими дурними ідеями, які могли б з’єднати хронометри. Наприклад, одна заявка
XVII. визначив би довжину за допомогою чарівної пудри, розробленої в 16 столітті.
Цей чарівний порошок перемішав ще в середині 1600-х років англійський учений на ім'я сер Кенелм Дігбі, який стверджував, що порошок заживає будь-яку рану, але не рану потрібно було обробляти нею, а предмет, який спричинив рану . Фанати Дігбі навіть думали, що коли порошкові оброблені бинти замінюють на пістолет, поранені ревуть від відчуття печіння, хоч би як далеко.
У 1700-х роках, після смерті Дігбі, саме тому багато людей думали, що пил може допомогти визначити довжину навіть без хронометра. Згідно з тендером, у порту дому, перед вильотом корабля, собаку слід заколоти, потім поранену тварину посадити на корабель, а поранений ніж залишити вдома довіреною особою. Довірливий чоловік у домашній гавані кожен полудень буде пов’язувати кинджал з обробленими пилом ганчірками, і тоді собака неодмінно підніметься, де б він не знаходився на човні. З цим вони на човні з собачого виття без хронометра дізнаються, що вдома просто полудень. Звичайно, метод не з’явився, але, на жаль, його спробували кілька разів. Так загинули десятки собак. Але була також поїздка, коли капітан у своєму щоденнику з розчаруванням повідомляв, що рана собаки зажила, тож весь маршрут був під загрозою.
H3 був готовий до 1750-х років, але Гаррісон знову зіграв те, що зробив для перших двох хронометрів: до того часу, як він зробив машину, він все це ненавидів.
Саме тоді в Лондоні почали розповсюджуватися кишенькові годинники, і Гаррісон зрозумів, що для того, щоб його хронометр був зручним у використанні на морі, йому потрібно було сконструювати значно меншу структуру, схожу на кишенькові годинники, замість попередніх трьох бумеро.
До 1761 року був закінчений перший хронометр, схожий на великий кишеньковий годинник. Цього, звичайно, не можна було покласти в кишеню, оскільки він мав діаметр 13 дюймів, але він все одно містився набагато зручніше в чоловічій руці, ніж перші три години. Інтер’єр H4 - це не лише важливий етап у дизайні годинників, а й значний прогрес в ювелірних виробах, оскільки Гаррісон захистив годинник від термічного розширення, вирізавши кілька деталей з діамантів.
Хронометр Н4 (Джерело: Вікіпедія)
Хронометр був відправлений на Ямайку для тест-драйву, який пройшов чудово, годинник допустив помилку лише в 1 морській милі, хоча поїздка тривала 81 день. На дорозі H4 супроводжував син Гаррісона Вільям, який у надзвичайно штормову погоду захистив годинник простирадлом. Коли простирадло намокло, Вільям загорнувся, щоб висушити тканину своїм теплом. Він страждав важкою пневмонією, але Н4 пройшов тест.
Тоді Джон Гаррісон, якому тоді було 68 років, тоді справедливо очікував приз у 20 000 фунтів стерлінгів,
Саме в цей час він отримав значну підтримку у провідних британських наукових колах щодо іншого методу визначення довжини. До цього часу рух зірок і взаємне розташування небесних тіл були майже повністю зображені. Багато астрономів вважали, що аналізуючи положення зірок і обчислюючи відстань до Місяця, можна також визначити точну довжину.
У Британії головним прихильником методу був преподобний доктор Невіл Маскелін, який, будучи королівським астрономом, також був входом до короля. Він вважав, що слід знайти науковий метод визначення довжини, який не вимагав би дорогих годинників для покупки моряків, а такий, який кожен міг би легко та недорого орієнтуватися...
У листуванні з німецьким математиком на ім’я Тобіас Майєр Маскеліне розробив метод, за допомогою якого кораблі також можуть визначати свою довжину з положення небесних тіл, але
цей розрахунок зайняв щонайменше чотири години, навіть дуже поспішно.
Пізніше метод був ще спрощений, і для операції вистачило півгодини. Але для цього потрібен альманах, який точно містив положення зірок, важливих для судноплавства на сьогоднішній день. Звичайно, навіть незважаючи на це, справа залишалася досить складною.
Маскеліне вважала, що астрономічний метод все одно буде розвиватися, але це потребує часу, тому вона не хотіла, щоб хронометр Гаррісона вкрав шоу.
Преподобний доктор Невіл Маскелін, королівський астроном
Він переконав арбітражний комітет, створений Законом про довготу, замовити черговий тест H4, оскільки успіх поїздки на Ямайку міг бути викликаний навіть простою удачею. Окрім хронометра, на друге випробування пішла і сама Маскелін, яка хотіла довести перевагу астрономічного методу над годинником.
Однак H4 знову працював чудово, тоді як астрономічний метод іноді міг виміряти корабель з точністю до 50 кілометрів.,
і навіть Маскелін доклав багато зусиль для безперервного і тривалого підрахунку голосів.
Потім парламент дав Гаррісону половину 20 000 фунтів стерлінгів, але також наказав йому здати годинники королівському астроному для подальших випробувань, крім того, що він демонтував хронометри перед годинниковими майстрами та пояснював, як вони працювали, щоб зробити їх відтворюваними.
Джон Гаррісон почувався обдуреним.
Важко було позбутися його структур, розроблених протягом десятиліть, і він вважав словом, що він отримав лише половину премії в 20 000 фунтів лише за одну життєву роботу.
Маскеліне, звичайно, провалив H4 у власних випробуваннях, хоча син Гаррісона сказав, що це було лише тому, що астроном тримав годинник на палючому сонці, зчитуючи температуру з термометра, розміщеного в затіненому місці за метр, і це не робило підтягуйте його належним чином або регулярно.
Однак махінації астронома не здійснилися: дедалі більше лондонських годинникових виробників почали виготовляти хронометри, як у Гаррісона, і Гаррісон також зробив ще один, коли його старі годинники були в'язнями Маскеліна. Навіть знаменитий капітан Кук взяв у дорогу хронометр Гаррісона, зроблений одним із найуспішніших копірів Гаррісона, Ларкумом Кендаллом.
Це H5 (Автор Racklever на en.wikipedia - спочатку з en.wikipedia; сторінка з описом є/була тут. Оригінальним завантажувачем був Racklever)
Кук та відомі капітани ВМС Великобританії жили як хронометри Гаррісона як єдине ціле,
Та все ж Гаррісон жив у своєму лондонському будинку як скривджений старий без своїх годин.
Навіть у цей час його кілька разів відвідували іноземні шпигуни, які пропонували серйозні гроші та іноземні похвали за плани H4, але годинниковий виробник їх прогнав. Нарешті, незадовго до смерті син переконав його відвідати III. Король Джордж і презентуйте йому свої проблеми. Це сталося на аудиторії, і король відразу погодився особисто протестувати хронометр Н5, який Гаррісон виготовив після перших 4 годин доставки.
Випробування короля були успішними, тому Гаррісон за допомогою правителя подав клопотання до парламенту про залишок 10 000 фунтів стерлінгів. У 1773 році, у віці 80 років, йому було присуджено ще 8 750 фунтів стерлінгів, але ні він, ні хтось інший не отримали повної нагороди. Джон Гаррісон помер через 3 роки.
Його годинники виставлені в Морському музеї в Лондоні. H4 та H5 не працюють, оскільки ці конструкції потрібно щадити. H1, H2 і H3 все ще тикають саме сьогодні.
(Для всіх, хто цікавиться історією Джона Гаррісона, не забудьте прочитати нагороджену нагородами книгу Дави Собель 1995 року, в якій саме про неї йдеться.)