Kuinka John Harrison keksi ensimmäisen kannettavan tarkkuusaikamittarin
Viisikymmentä vuotta on kulunut siitä, kun eversti Humphrey Quill kirjoitti elämäkerran (1966) merenkulun kronometrin suuresta uranuurtajasta John Harrisonista (1693-1776). Sen jälkeen kiinnostus Harrisonia ja hänen keksintöihinsä ja löytöihinsä liittyviä tapahtumia kohtaan on lisääntynyt. Tämä kiinnostus on vuosien mittaan aiheuttanut jonkinlaista kohua akateemisen tieteenhistorian piirissä. Tämä näyttää johtuneen siitä, että keskustelua Harrisonin saavutuksista ovat enimmäkseen julkaisseet ja saattaneet yleisön tietoisuuteen muut kuin akateemikot.
Harrison oli tunnetusti ensimmäisen kannettavan tarkkuusaikamittarin, merikronometrin, keksijä ja luoja.
Harrisonin syntymästä tuli vuonna 1993 kuluneeksi 300 vuotta, ja hänen syntymäänsä vietettiin monin tavoin erinomaisin menoin, muun muassa Harvardin yliopistossa pidettiin konferenssi, jossa käsiteltiin pituusasteita. Tämä tapahtuma innoitti Dava Sobelin helppotajuista bestselleriä Longitude, ja juuri tästä kirjasta alkoi todellinen kritiikki akateemisen maailman taholta. Sobelin kirjaa vastaan esitettiin kaksi tärkeintä vastalausetta: Harrisonin kuvaaminen yksinäisenä nerona, joka ei saanut tukea silloin, kun hän sitä eniten tarvitsi, ja Harrisonin vihamiehen, kuninkaallisen tähtitieteilijän Nevil Maskelynen, kuvaaminen ilkeänä manipuloijana. Kumpikaan näistä luonnehdinnoista ei kriitikoiden mukaan ollut läheskään totta, ja he vaativat tasapainoisempaa kertomusta tosiasioista.
Tasapainoinen näkemys on toki toivottava asia, mutta oikean tasapainon saavuttaminen erityisesti tämänkaltaisessa teknologia-aiheessa edellyttää paitsi kerrontaa ympäröivien tosiasioiden täydellistä ymmärtämistä myös itse teknologian perusteellista tuntemusta. Valitettavasti nämä molemmat ovat puuttuneet joistakin tähänastisista keskusteluista. Harrisonin suunnittelema neljäs ajanottaja ei todellakaan ollut ”aivan erilainen” kuin myöhempi kronometri, kuten on väitetty. H4, kuten se tuli tunnetuksi, sisälsi useita olennaisia osia ja teknisiä yksityiskohtia, joista muut kehittivät myöhempiä malleja menestyksekkääseen kronometriin.
1700-luvun alussa etsittiin kiireesti keinoa löytää pituuspiiri merellä. Mikään useista teoreettisista ratkaisuista, joita Isaac Newton niin selvästi kuvasi mutta joita hän sitten epäili, ei näyttänyt läheskään toteuttamiskelpoiselta. Greenwichissä puoli vuosisataa kestäneen työn jälkeen kuninkaallinen tähtitieteilijä itse oli epätoivoinen, kun hän ei enää kyennyt täydellistämään sitä, mikä oli näyttänyt lupaavimmalta ratkaisulta, tähtitieteen avulla.
Tarvittiin ei teoreettista ratkaisua – niitä oli paljon – vaan menetelmä, joka oli ”käytännöllinen ja hyödyllinen merellä”. Toisin sanoen menetelmä, jota merimies, ei akateemikko, voisi käyttää löytääkseen pituusasteensa laivalla ollessaan poissa näköetäisyydellä maasta. Kiire saada selville, oliko tällainen ratkaisu ylipäätään mahdollinen, oli niin suuri, että Britannian hallitus tarjosi vuonna 1714 jopa 20 000 punnan palkkion tällaisen menetelmän onnistuneesta esittelystä.
Tämä lopputulos oli se, mitä vuoden 1714 laissa vaadittiin, ja keinot sen onnistumisen arvioimiseksi oli määritelty selkeästi. Ja juuri näitä ehtoja Harrisonia kannustivat hallituksen toimeksiantajat koko hänen luovan elämänsä ajan noudattamaan – kannustusta ja noudattamista, joka on selvästi kirjattu pituusasteiden lautakunnan pöytäkirjoihin aina 1750-luvulle asti. Harrison oli siis oikeutetusti harmissaan, kun viranomaiset alkoivat 1750- ja 60-luvuilla ”tulkita” alkuperäisen lain ehtoja uudelleen. Aikaisempien komission jäsenten Harrisonille antamat vakuutukset ja sopimukset jätettiin huomiotta. Uusissa säännöissä vaadittiin todisteita siitä, että ajanottolaitteita voitiin jäljentää suuria määriä ja muiden käsityöläisten toimesta, asioita, joita alkuperäisessä laissa ei koskaan ajateltu.
Jos näitä määräyksiä olisi ehdotettu sisällytettäväksi vuoden 1714 lakiin, mikä olisi helposti voitu tehdä, jos se olisi katsottu tarkoituksenmukaiseksi, voi helposti kuvitella, että vaatimukset laatineet tahot olisivat hylänneet ehdotuksen sillä perusteella, että laki oli ensisijaisesti laadittu sen selvittämiseksi, oliko moinen ylipäätään mahdollista – ”älkäämme juosko, ennen kuin ehdimme kävelemäänkään”. Jos esitettäisiin käyttökelpoinen menetelmä ja osoitettaisiin sen toimivan lain ehtojen mukaisesti, 20 000 puntaa olisi käytetty hyvin. Vaikka tämä oli suuri summa ihmiselle, merivoimien budjetin kannalta se ei ollut sitä. Se oli alle puolet toisen luokan laivan kustannuksista. Jo yhdenkin aluksen pelastaminen haaksirikolta maksaisi kustannukset kaksinkertaisesti takaisin. Siinä erittäin todennäköisessä tapauksessa, että tällaista menetelmää olisi kehitettävä edelleen, uusissa laeissa voitaisiin säätää lisäpalkkioista tällaisten menetelmien hienosäätöä varten. Juuri näin tapahtuikin, vaikka komission jäsenet olivatkin haluttomia yhteistyöhön. Lautakunta rahoitti sittemmin muutamia valikoituja seuraavan sukupolven kelloseppiä kehittämään Harrisonin mallia edelleen joksikin vähemmän monimutkaiseksi ja kalliiksi – samaan tapaan kuin useimpien teknisten tuotteiden kehitystä näkee omana aikanamme.
Tarkkuusajanlaskennassa on toinenkin osa-alue – maalla tapahtuva erittäin tarkka ajanotto, ja John Harrisonilla oli vallankumouksellisia näkemyksiä myös tällä alalla. Vuonna 1976 koneinsinööri Bill Laycock kirjoitti teoksen The Lost Science of John Longitude Harrison. Kirjassa esiteltiin Harrisonin hyvin erilainen filosofia heilurikellojen suunnittelussa. Laycockin teos innoitti kellotaiteilija Martin Burgessia luomaan pari Harrison-tyyppistä tarkkuusheilurikelloa. Burgess toivoi, että ne todistaisivat Harrisonin suunnittelun tehokkuuden ja saavuttaisivat Harrisonin ennustaman suorituskyvyn eli ajan pysymisen sekunnin tarkkuudella 100 päivässä. Tällainen suorituskyky oli ennenkuulumatonta paitsi 1700-luvulla myös nykypäivänä, jolloin parhaatkaan heilurikellot eivät ole saavuttaneet tällaista suorituskykyä. Harrisonin väitettä ovatkin useimmat perinteisessä kellomaailmassa aina epäilleet, mutta riippumattomat kokeet todistavat nyt, että Harrisonin periaatteet olivat oikeat, ja yhden sekunnin suorituskyky 100 päivässä on saavutettu helposti.
Featured Image Credit: