Chronometer

수 세기 동안, 망망대해는 선원들에게는 두려운 미스터리로 남아있었습니다. 천체를 이용하여 위도는 비교적 쉽게 계산할 수 있었지만, 동서 위치인 경도를 알아내는 것은 미치도록 어려웠습니다. 천칠백칠년, 실리 제도 해상에서 클라우디슬리 쇼벨 제독의 비극적인 난파선 사고는 해결책의 시급한 필요성을 강조했습니다. 쇼벨은 한때 자신의 항해사에게 이렇게 말했습니다. "우리의 경도를 정확히 알지 못하면, 모든 항해는 보이지 않는 암초와 해류에 맞서는 위험한 도박에 불과합니다."

경도를 계산하는 근본적인 원리는 겉보기에는 간단했습니다. 배의 현재 위치에서 정확한 현지 시각을 알고 동시에 그리니치와 같은 고정된 기준점의 시각을 아는 것이었습니다. 이 시각의 차이에 지구의 자전 속도를 곱하면 경도를 얻을 수 있었습니다. "하지만 실행은 결코 간단하지 않았습니다. 왕실 천문학자 네빌 마스켈린 박사는 왕립학회에서 동료 과학자들과 자주 논쟁을 벌였습니다. 마스켈린은 이렇게 설명했습니다. '문제는 거친 흔들림, 롤링, 극심한 온도 변화, 부식성 염분 공기에도 불구하고 바다에서 몇 달 동안 절대적인 정확도를 유지하는 시계를 만드는 것입니다. 기존의 진자 시계는 그러한 조건을 견딜 수 없습니다.'"

혁신을 장려하기 위해 영국 의회는 천칠백십사년 경도법을 제정하여 경도를 반도 이내로 측정하는 방법을 고안하는 사람에게 이만 파운드라는 엄청난 상금을 제공했습니다. 이 막대한 금액은 수많은 발명가들의 야망에 불을 지폈지만, 기술적인 난관은 여전히 엄청났습니다. 많은 사람들은 달의 거리를 정확하게 관측하는 것과 같은 천문학적 해결책만이 유일한 실행 가능한 길이라고 믿었습니다. 한 의원은 회의 중에 이렇게 생각했습니다. "정말로 천구는 웅장하고 변치 않는 시계를 제공합니다. 하지만 모든 평범한 선원이 폭풍우 속에서 그러한 복잡한 관측을 숙달하기를 기대하는 것은 로마 철학자 세네카가 한때 말했듯이 '별들 사이에서 직선을 찾는 것'과 같습니다. 우리는 더 즉각적이고 실용적인 것이 필요합니다."

학계의 논쟁과 천문학적 관심 속에서, 요크셔 풀비 출신의 독학한 목수이자 시계 제작자는 조용히 기계적 해결책을 추구했습니다. 천육백구십삼년에 태어난 존 해리슨은 정밀 역학에 대한 타고난 이해와 끈질긴 추진력을 가지고 있었습니다. "해리슨은 정확한 시계, 즉 '바다 시계'가 실현 가능하다고 굳게 믿었습니다. 그는 이 추구를 위해 평생을 바쳤고, 혁신적인 시계를 꼼꼼하게 제작했습니다. 해리슨은 한때 자신의 견습생에게 '내 기계는 단순히 시간을 알려주는 것이 아니라, 멈추지 않는 세상을 안정시키며 바다의 심장 박동까지 측정할 것입니다.'라고 말했습니다."

해리슨의 첫 세 개의 해상용 시계인 에이치 원, 에이치 투, 그리고 에이치 쓰리는 당대 기념비적인 업적이었습니다. 천칠백삼십오년에 완성된 에이치 원은 배의 움직임과 온도 변화를 보정하도록 설계된, 무게가 칠십이 파운드에 달하는 거대하고 복잡한 기계였습니다. "각각의 반복은 이전의 것을 바탕으로 특정 문제들을 해결했습니다. 그는 '그래스호퍼 이스케이프먼트'와 온도 보정을 위한 바이메탈 스트립을 실험했는데, 이는 혁명적인 개념이었습니다. 에이치 쓰리의 한계에 대해 토론하며, 좌절한 해리슨은 한 동료에게 털어놓았습니다. '에이치 쓰리가 육상에서는 믿을 수 없을 정도로 정확하지만, 여전히 너무 크고, 작은 충격에도 너무 취약하며, 바다의 모든 배를 위해 안정적으로 생산하기에는 너무 복잡합니다. 단순함을 향한 탐구는 계속되어야 합니다.'"

수십 년간의 끊임없는 노력 끝에, 해리슨은 천칠백육십일 년에 H4로 진정한 돌파구를 마련했습니다. H4는 거대한 기계 대신, 지름이 겨우 다섯 인치에 불과했지만 전례 없는 정밀성을 갖춘 작고 은색의 회중시계였습니다. "그것의 탁월함은 일련의 독창적인 혁신에 있었습니다. 해리슨은 경도 위원회에 이렇게 설명했습니다. '비밀은 모든 변수를 제어하는 데 있습니다. 제 밸런스 스프링은 바이메탈 스트립을 사용하여 온도를 보정하고, 디텐트 이스케이프먼트는 마찰을 줄이고 정확한 에너지 전달을 보장합니다. 또한, 저는 마찰 방지 롤러 베어링과 퓨지 체인을 통합하여 일정한 구동력을 유지하도록 했습니다.'"

H4의 혁신적인 디자인 덕분에 바다 위 배의 혼란스러운 움직임 속에서도 놀랍도록 정확한 시간을 유지할 수 있었습니다. 짐벌이 무브먼트를 매달아 피치와 롤에서 격리했고, 일정한 스프링 장력과 온도 보상은 안정성을 보장했습니다. 천칠백육십일 년에서 천칠백육십이 년까지 자메이카로 향하는 중요한 시험 항해 동안, H4는 타의 추종을 불허하는 정확성을 입증했습니다. 항해를 감독했던 존 린지 선장은 열정적으로 보고했습니다. "포트 로열에 도착했을 때, H4는 팔십일 일간의 항해 후 단 오 초밖에 느리지 않았습니다. 이는 경도에서 단 일 점 이오 마일의 오차에 불과하며, 경도법의 요구 사항을 훨씬 뛰어넘는 것입니다!" 메커니즘은 완벽하게 작동했습니다.

H4의 명백한 성공에도 불구하고, 존 해리슨은 완전한 인정과 약속된 상금을 받기 위해 힘든 싸움에 직면했습니다. 주로 천문학자들로 구성된 경도 위원회는 자신들이 선호하는 월항법 대신 기계적인 해결책을 받아들이는 것을 거부했습니다. 해리슨이 마침내 정당한 대가를 받기까지는 수년이 걸렸고, 조지 삼세 국왕의 개입과 H4 및 그 개선 버전인 H5의 추가적인 성공적인 해상 시험이 있었습니다. 조지 삼세 국왕은 천칠백칠십이년에 "이 사람은 잔인하게 억울한 일을 당했다!"고 선언하며 해리슨이 보상을 받을 것을 요구했습니다. 이 끊임없는 투쟁은 압도적인 증거 앞에서도 급진적인 혁신에 대한 저항이 있었음을 보여주었습니다. 천팔백년대 후반에 이르러 해리슨의 원리에 기반한 정확한 크로노미터가 더 널리 생산되기 시작했습니다.

크로노미터는 항해에 혁명을 가져왔습니다. 처음으로 선박들은 경도를 정확하게 파악할 수 있게 되었고, 이는 장거리 항해의 위험을 크게 줄이고 대양을 가로지르는 더 안전하고 빠르며 직항로를 가능하게 했습니다. "제임스 쿡 선장과 같은 탐험가들은 이 새로운 기술을 즉시 받아들였습니다. 쿡은 두 번째 태평양 항해 동안 해리슨의 에이치포(H4) 복제품인 라컴 켄달의 케이원(K1)을 광범위하게 사용했습니다. 쿡은 자신의 항해 일지에 '우리는 거의 모든 육지와 해안의 지도를 수정할 수 있었고, 지금까지 추측으로만 그려졌던 곳들의 정확한 위치를 확인할 수 있었다'고 썼습니다. 이 새로운 정밀성은 전례 없는 세계 탐험과 지도 제작 시대를 열었습니다."

크로노미터의 영향은 해상 항해를 훨씬 넘어 현대 정밀 시간 측정과 글로벌 물류의 토대를 마련했습니다. 이는 복잡한 기계 장치가 놀라운 정확성을 달성할 수 있음을 증명하며 여러 세대의 엔지니어와 과학자들에게 영향을 미쳤습니다. "해군 함대 규제부터 글로벌 무역 조정에 이르기까지, 크로노미터는 보편적인 시간과 전 세계적으로 상호 연결된 세상이라는 개념을 확고히 했습니다. 그 원리는 모든 곳에서 정확한 시계 개발의 기반이 되었고, 결국 원자시계와 정밀한 위치 및 시간의 유산을 이어가는 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS)의 길을 열었습니다. 이 작은 시계는 진정으로 세상을 축소시켰습니다."