Chronometer

何世紀にもわたり、広大な外洋は船乗りたちにとって恐ろしい謎のままでした。緯度は天体を使って比較的簡単に計算できましたが、東西の位置である経度の決定は、途方もなく困難でした。「千七百七年にシリー諸島沖で起きたクロウディズリー・ショヴェル提督の壊滅的な難破事故は、解決策の緊急な必要性を浮き彫りにしました。『正確な経度が分からなければ、』とショヴェルはかつて航海長に語ったことがあります。『どの航海も、見えない岩や潮流に対する危険な賭けに過ぎないのだ。』」

経度を計算するための根本原理は、見かけによらず単純でした。それは、船の現在位置における現地時刻と、グリニッジのような固定された基準点における時刻を同時に正確に知ることです。これらの時刻の差に地球の自転速度を掛ければ、経度が導き出されます。「しかし、その実行は決して単純ではありませんでした。王室天文官であったネヴィル・マスケリン博士は、王立協会で同僚の科学者たちとよく議論していました。『課題は、』マスケリンは説明しました。『激しいピッチング、ローリング、極端な温度、そして腐食性の塩分を含んだ空気にもかかわらず、何ヶ月もの間、海上において絶対的な精度を保つ時計を製造することです。既存の振り子時計では、そのような条件に耐えることはできません。』」

革新を促すため、イギリス議会は千七百十四年に経度法を制定し、経度を半度以内の精度で特定する方法を考案した者に、破格の二万ポンドの賞金を提供しました。この巨額の賞金は多くの発明家の野心を燃え上がらせましたが、技術的なハードルは依然として計り知れないものでした。「多くの者は、月と星の距離を正確に観測するような天文学的な解決策が、唯一の実行可能な道だと信じていました。『実際』、ある国会議員は会期中に熟考しました。『天球は壮大で不変の時計を提供します。しかし、荒天の中で全ての一般の水兵がそのような複雑な観測を習得することを期待するのは、ローマの哲学者セネカがかつて言ったように、「星の中に直線を探す」ようなものです。我々には、もっと即座で、もっと実用的なものが必要です。』」

学術的な議論と天文学への注目のさなか、ヨークシャー州ファウルビー出身の独学の指物師で時計職人であったジョン・ハリソンは、静かに機械的な解決策を追求していました。千六百九十三年生まれのハリソンは、精密機械に対する生来の理解と、たゆまぬ意欲を持っていました。「ハリソンは、正確な時計、すなわち『海上時計』が実現可能であると固く信じていました。彼はこの追求に生涯を捧げ、革新的な時計を丹念に作り上げました。ハリソンはかつて弟子にこう語りました。『私の機械は、単に時間を告げるだけでなく、静止することを拒む世界を安定させ、海の鼓動そのものを測るだろう。』」

ハリソンの最初の三つの航海用時計、H1、H2、そしてH3は、当時としては記念碑的な偉業でした。千七百三十五年に完成したH1は、船の動きと温度変化を補償するように設計された、七十二ポンドもの重さがある巨大で複雑な機械でした。「それぞれの改良版は、前回のものを土台として特定の課題に取り組んでいました。彼は『グラスホッパー脱進機』や、画期的な概念である温度補償のためのバイメタルストリップを試しました。H3の限界について話し合いながら、苛立ちを覚えたハリソンは同僚に打ち明けました。『H3は陸上では信じられないほど正確だが、それでも大きすぎ、ちょっとした衝撃にも弱すぎ、そして海上の全ての船のために確実に製造するには複雑すぎる。簡素化の探求は続けなければならない。』」

何十年にもわたる絶え間ない努力の末、ハリソンは一七六一年、H4で真のブレイクスルーを成し遂げました。H4は巨大な機械ではなく、直径わずか五インチのコンパクトな銀製の懐中時計でしたが、これまでにない精度を誇っていました。「その卓越性は、一連の独創的な革新にありました」とハリソンは経度委員会に説明しました。「秘密は、あらゆる変数を制御することにあります。私のテンプは、バイメタルストリップを使用して温度変化を補償し、デテント脱進機は摩擦を減らし、正確なエネルギー伝達を保証します。さらに、摩擦防止ローラーベアリングとフュージーチェーンを組み込み、一定の駆動力を維持しています。」

H4の革新的な設計により、海上での船の混沌とした動きの中でも、驚くほど正確な時間を刻むことができました。ジンバルがムーブメントを吊り下げ、ピッチとロールから隔離し、一定のばね張力と温度補償が安定性を確保しました。「千七百六十一年から千七百六十二年にかけてのジャマイカへの重要な試運転で、H4はその比類ない精度を証明しました。航海を監督したジョン・リンゼイ船長は、熱狂的に報告しました。『ポートロイヤルに到着した際、H4は八十一日間の航海の後、わずか五秒しか遅れていませんでした。これは経度でわずか一点二五マイルの誤差に相当し、経度法が求める要件をはるかに上回っています！』機構は完璧に機能しました。」

H4の目覚ましい成功にもかかわらず、ジョン・ハリソンは完全な評価と約束された賞金を得るために困難な闘いを強いられました。経度委員会は、主に天文学者で構成されており、彼らが好む月距法よりも機械的な解決策を受け入れることに抵抗しました。「ハリソンが最終的に正当な評価を受けるまでには、数年、ジョージ三世国王の介入、そしてH4とその改良版であるH5のさらなる海上試験の成功が必要でした。『この男はひどく不当な扱いを受けてきた！』とジョージ三世国王は千七百七十二年に宣言し、ハリソンに報奨を与えるよう要求しました。この絶え間ない闘いは、圧倒的な証拠があるにもかかわらず、根本的な革新に対する抵抗を浮き彫りにしました。千八百世紀後半には、ハリソンの原理に基づいた正確なクロノメーターがより広く生産されるようになりました。」

クロノメーターは航海に革命をもたらしました。初めて船は経度を正確に特定できるようになり、長距離航海の危険性が劇的に減少し、より安全で速く、より直接的な海洋横断ルートが可能になりました。キャプテン・ジェームズ・クックのような探検家たちは、この新しい技術をすぐに取り入れました。クックは二度目の太平洋航海中、ハリソンのH四号の複製である、ラーカム・ケンダルのK一号として知られる時計を広範囲に使用しました。「私たちは、ほとんどすべての陸地と海岸の海図を修正し、これまで推測で描かれていたものの真の位置を確かめることができました」とクックは航海日誌に記しています。この新たな精度は、前例のない地球規模の探検と地図作成の時代を切り開きました。

クロノメーターの影響は、海上航行をはるかに超えて響き渡り、現代の精密な時間管理とグローバルロジスティクスの基礎を築きました。それは、複雑な機械装置が並外れた精度を達成できることを証明し、何世代ものエンジニアや科学者に影響を与えました。「海軍艦隊の統制から世界貿易の調整に至るまで、クロノメーターは普遍的な時間とグローバルに相互接続された世界の概念を確固たるものにしました。その原理は、あらゆる場所での正確な時計の開発を支え、最終的には原子時計と、精密な位置と時間の遺産を受け継ぐ全地球測位システム（GPS）への道を開きました。この小さな時計は、まさに世界を縮めたのです。」