Chronometer

Yüzyıllar boyunca, açık okyanusun uçsuz bucaksız genişliği denizciler için korkunç bir sır olarak kaldı. Enlem, gök cisimleri kullanılarak nispeten kolay bir şekilde hesaplanabilirken, doğu-batı konumunu belirleyen boylam, sinir bozucu derecede anlaşılmazdı. Amiral Sör Clowdisley Shovell'ın bin yedi yüz yedi'de Scilly Adaları açıklarındaki feci gemi kazası, acil bir çözüm ihtiyacının altını çizdi. Shovell, bir keresinde seyir ustasına, "Boylamımızı doğru bir şekilde bilmeden," diye belirtmişti, "her yolculuk, görünmeyen kayalara ve akıntılara karşı sadece tehlikeli bir kumardır."

Boylam hesaplamanın temel prensibi aldatıcı derecede basitti: Geminin mevcut konumundaki yerel saati ve aynı anda Greenwich gibi sabit bir referans noktasındaki saati doğru bir şekilde bilmek. Bu saatler arasındaki fark, Dünya'nın dönüş hızıyla çarpıldığında boylamı verecektir. "Yine de, uygulama basit olmaktan çok uzaktı. Kraliyet Astronomu Dr. Nevil Maskelyne, sık sık Royal Society'deki diğer bilim insanlarıyla tartıştı. Maskelyne, 'Zorluk,' diye açıkladı, 'şiddetli yalpalama, sallanma, aşırı sıcaklıklar ve aşındırıcı tuzlu havaya rağmen aylarca denizde mutlak doğruluğu koruyan bir saat inşa etmektir. Mevcut sarkaçlı saatler bu tür koşullara dayanamaz.'"

İnovasyonu teşvik etmek amacıyla İngiliz Parlamentosu, bin yedi yüz on dört tarihli Boylam Yasası'nı yürürlüğe koydu ve yarım derecelik bir hassasiyetle boylamı belirleyebilecek bir yöntem geliştiren herkese yirmi bin sterlinlik dudak uçuklatan bir ödül teklif etti. Bu devasa meblağ, sayısız mucidin hırsını ateşledi, ancak teknik engeller çok büyüktü. Birçoğu, ay mesafelerini doğru bir şekilde gözlemlemek gibi astronomik bir çözümün tek geçerli yol olduğuna inanıyordu. Bir Parlamento Üyesi bir oturum sırasında şöyle düşündü: "Gerçekten de, gök küreleri büyük, değişmez bir saat sunar. Ancak her sıradan denizciden fırtınalı havalarda bu kadar karmaşık gözlemlerde ustalaşmasını beklemek, Romalı filozof Seneca'nın bir zamanlar dediği gibi, 'yıldızlar arasında düz bir çizgi aramaktır.' Daha acil, daha pratik bir şeye ihtiyacımız var."

Akademik tartışmaların ve astronomik odaklanmanın ortasında, Foulby, Yorkshire'dan kendi kendini yetiştirmiş bir marangoz ve saatçi, sessizce mekanik bir çözüm peşindeydi. Bin altı yüz doksan üç yılında doğan John Harrison, hassas mekaniğe dair doğuştan gelen bir anlayışa ve yılmak bilmeyen bir azme sahipti. "Harrison, doğru bir saatin, bir 'deniz saatinin' yapılabileceğine kesinlikle inanıyordu. Hayatını bu arayışa adadı, yenilikçi zaman ölçerleri titizlikle üretti. Harrison bir keresinde çırağına, 'Makinelerim sadece saati söylemekle kalmayacak,' dedi, 'okyanusun kalp atışını ölçecek, durmayı reddeden bir dünyayı sabitleyecekler.'"

Harrison'ın ilk üç deniz kronometresi, H bir, H iki ve H üç, zamanları için anıtsal başarılardı. Bin yedi yüz otuz beş'te tamamlanan H bir, gemi hareketini ve sıcaklık değişimlerini telafi etmek için tasarlanmış, otuz iki buçuk kilogram ağırlığında, devasa, karmaşık bir makineydi. "Her yineleme bir öncekinin üzerine inşa edildi ve belirli zorlukların üstesinden geldi. Sıcaklık telafisi için 'çekirge eşapmanları' ve bimetalik şeritlerle deneyler yaptı, bu devrim niteliğinde bir konseptti. H üç'ün sınırlamalarını tartışırken, hayal kırıklığına uğramış Harrison bir meslektaşına şunları itiraf etti: 'H üç karada inanılmaz derecede doğru olsa da, hala çok büyük, küçük darbelere karşı çok hassas ve denizdeki her gemi için güvenilir bir şekilde üretilemeyecek kadar karmaşık. Basitlik arayışı devam etmeli.'"

Onlarca yıl süren aralıksız çalışmanın ardından Harrison, bin yedi yüz altmış bir yılında H dört ile gerçek atılımını yaptı. Devasa bir makine yerine, H dört, yalnızca beş inç çapında, ancak eşi benzeri görülmemiş bir hassasiyetle dolu, kompakt, gümüş bir cep saatiydi. "Parlaklığı, bir dizi dahiyane yenilikte yatıyordu. Harrison, Boylam Kurulu'na şöyle açıkladı: 'Sır, her değişkeni kontrol etmekte yatıyor. Benim balans yayım, bimetalik bir şerit kullanarak sıcaklığı telafi ederken, detent eşapman sürtünmeyi azaltır ve hassas enerji transferi sağlar. Ayrıca, sabit tahrik gücünü korumak için sürtünme önleyici makaralı yataklar ve bir fusee zinciri ekledim.'"

H dört'ün yenilikçi tasarımı, denizdeki bir geminin kaotik hareketleri arasında bile olağanüstü doğru zaman tutmasını sağladı. Gimballar, hareketi askıya alarak onu yalpalama ve yuvarlanmadan izole ederken, sabit yay gerilimi ve sıcaklık dengelemesi stabiliteyi garantiledi. "Bin yedi yüz altmış bir - bin yedi yüz altmış iki yıllarında Jamaika'ya yaptığı kritik deneme seferi sırasında, H dört eşsiz doğruluğunu kanıtladı. Yolculuğu denetleyen Kaptan John Lindsay, coşkuyla rapor verdi: 'Port Royal'e ulaştığımızda, H dört seksen bir gün denizde kaldıktan sonra sadece beş saniye geri kalmıştı. Bu, boylamda sadece bir nokta yirmi beş millik bir hataya tekabül ediyor; bu, Boylam Yasası'nın gereksinimlerini fazlasıyla aşıyor!' Mekanizma kusursuz çalıştı."

H dört'ün kanıtlanmış başarısına rağmen, John Harrison tam tanınma ve vaat edilen ödül parası için zorlu bir mücadeleyle karşı karşıya kaldı. Büyük ölçüde astronomlardan oluşan Boylam Kurulu, tercih ettikleri ay mesafesi yöntemine kıyasla mekanik bir çözümü kabul etmeye direndi. Harrison'ın nihayet hakkını alması, yıllar süren çabalar, Kral Üçüncü George'un müdahaleleri ve H dört ile geliştirilmiş versiyonu H beş'in başarılı deniz denemeleri sayesinde gerçekleşti. Kral Üçüncü George, bin yedi yüz yetmiş iki'de "Bu adama acımasızca haksızlık edilmiştir!" diyerek Harrison'ın ödülünü almasını talep etti. Bu amansız mücadele, ezici kanıtlara rağmen radikal yeniliklere karşı gösterilen direnci gözler önüne serdi. On sekizinci yüzyılın sonlarına doğru, Harrison'ın prensiplerine dayanan doğru kronometreler daha yaygın olarak üretilmeye başlandı.

Kronometre, denizcilikte devrim yarattı. Gemiler ilk kez boylamlarını doğru bir şekilde belirleyebildi; bu da uzun yolculukların tehlikesini büyük ölçüde azalttı ve okyanuslar arasında daha güvenli, daha hızlı ve daha doğrudan rotalar sağladı. Kaptan James Cook gibi kaşifler yeni teknolojiyi hemen benimsedi. Cook, ikinci Pasifik yolculuğu sırasında Harrison'ın H dört adlı kronometresinin Larcum Kendall'ın K bir olarak bilinen bir kopyasını yoğun bir şekilde kullandı. Cook günlüğüne, "Neredeyse tüm karaların ve kıyıların haritalarını düzeltmeyi başardık" diye yazdı, "ve şimdiye kadar tahminle belirlenen yerlerin gerçek konumunu tespit ettik." Bu yeni bulunan hassasiyet, küresel keşif ve haritalamada eşi benzeri görülmemiş bir dönemin kapılarını açtı.

Kronometrenin etkisi denizcilik navigasyonunun çok ötesine geçerek modern hassas zaman işleyişi ve küresel lojistiğin temelini attı. Karmaşık mekanik cihazların olağanüstü doğruluk sağlayabileceğini kanıtlayarak mühendis ve bilim insanı nesillerini etkiledi. "Deniz filolarını düzenlemekten küresel ticareti koordine etmeye kadar, kronometre evrensel zaman ve küresel olarak birbirine bağlı bir dünya kavramını sağlamlaştırdı. İlkeleri, her yerde doğru saatlerin geliştirilmesinin temelini oluşturdu ve sonunda atom saatleri ile hassas konum ve zaman mirasını sürdüren Küresel Konumlandırma Sistemi'nin (GPS) yolunu açtı. Bu küçük saat dünyayı gerçekten küçülttü."