Hoe John Harrison de eerste draagbare precisie-uurwerk uitvond
Het is nu meer dan 50 jaar geleden dat kolonel Humphrey Quill zijn biografie (1966) schreef van de grote pionier van de zeechronometer, John Harrison (1693-1776). Sindsdien is er een toenemende belangstelling voor Harrison en de gebeurtenissen rond zijn uitvindingen en ontdekkingen. Deze belangstelling heeft in de loop der jaren inderdaad voor heel wat opschudding gezorgd in academische kringen van de wetenschapsgeschiedenis. Dit lijkt te komen doordat de bespreking van Harrisons prestaties meestal door niet-academici is gepubliceerd en onder de aandacht van het publiek gebracht.
Harrison was beroemd als uitvinder en schepper van de eerste draagbare precisie-uurwerkmeter, de marinechronometer.In 1993 was het 300 jaar geleden dat Harrison werd geboren en er waren vele uitstekende vieringen, waaronder een conferentie over de lengtegraad aan de Harvard University. Deze gebeurtenis vormde de inspiratie voor Dava Sobel’s toegankelijke bestseller Longitude en het was dit boek dat het begin was van echte kritiek uit de academische wereld. Twee van de belangrijkste bezwaren tegen Sobel’s boek waren haar portrettering van Harrison als een eenzaam genie, zonder steun wanneer hij die het meest nodig had, en haar portrettering van zijn nemesis, de koninklijke astronoom Nevil Maskelyne, als een gemene manipulator. Volgens critici was geen van beide karakteriseringen ook maar in de verste verte waar en was een evenwichtiger weergave van de feiten nodig.
Wel, een evenwichtig beeld is zeker wenselijk, maar voor een juist evenwicht, vooral bij een technologisch onderwerp als dit, is niet alleen een volledig begrip van de feiten rond het verhaal nodig, maar ook een grondige kennis van de technologie zelf. Helaas ontbrak het aan beide in een aantal van de discussies tot op heden. Harrisons ontwerp voor zijn vierde uurwerk was absoluut niet “heel anders” dan dat van de latere chronometer, zoals wel is beweerd. H4, zoals het bekend werd, bevatte verschillende essentiële onderdelen en technische details op basis waarvan anderen latere ontwerpen voor de succesvolle chronometer ontwikkelden.
Aan het begin van de 18e eeuw werd de zoektocht naar een manier om de lengtegraad op zee te vinden dringend. Geen van de verschillende theoretische oplossingen, zo duidelijk beschreven maar toen betwijfeld door Isaac Newton, leek in de verste verte levensvatbaar. Na een halve eeuw werk in Greenwich, was de Astronoom Royal zelf wanhopig om wat de meest veelbelovende oplossing leek, te perfectioneren met behulp van de astronomie.
Wat nodig was, was geen theoretische oplossing – die waren er genoeg – maar een methode die “uitvoerbaar en nuttig op zee” was. Met andere woorden, een methode die een zeeman, niet een academicus, kon gebruiken om zijn lengtegraad op een schip te vinden wanneer hij uit het zicht van land was. De urgentie om te ontdekken of zo’n oplossing überhaupt mogelijk was, was zo groot dat de Britse regering in 1714 een beloning van maximaal 20.000 pond uitloofde voor de succesvolle demonstratie van zo’n methode.
Dit resultaat was wat de wet van 1714 vereiste, en de middelen om het succes ervan te beoordelen waren duidelijk gedefinieerd. En het waren deze voorwaarden die Harrison gedurende zijn hele creatieve leven door de regeringscommissarissen werden aangemoedigd om na te leven – de aanmoediging en naleving werden duidelijk vastgelegd in de notulen van de Board of Longitude, tot in de jaren 1750. Harrison was dan ook terecht geërgerd toen de autoriteiten in de jaren 1750 en 60 de voorwaarden van de oorspronkelijke wet begonnen te “herinterpreteren”. De garanties en overeenkomsten die Harrison van eerdere commissarissen had gekregen, werden genegeerd. Nieuwe regels vereisten bewijs dat de tijdmeters in grote aantallen en door andere ambachtslieden konden worden gereproduceerd, zaken die in de oorspronkelijke akte nooit waren overwogen.
Als deze bepalingen waren voorgesteld voor opname in de akte van 1714, wat gemakkelijk had gekund als men dat opportuun had geacht, kan men zich gemakkelijk voorstellen dat degenen die de eisen opstelden de suggestie verwierpen, op grond van het feit dat de akte in de eerste plaats was bedoeld om te bepalen of zoiets überhaupt mogelijk was – “laten we niet rennen voordat we kunnen lopen”. Als een levensvatbare methode zou worden voorgesteld en als zou worden aangetoond dat deze onder de voorwaarden van de wet zou werken, dan zou de 20.000 pond goed besteed zijn. Hoewel dit voor een persoon een groot bedrag was, was het dat in termen van de marinebegroting niet. Het was minder dan de helft van de kosten van een tweederangs linieschip. Door slechts één schip van de ondergang te redden, zouden de kosten dubbel worden terugbetaald. In het zeer waarschijnlijke geval dat een dergelijke methode verder ontwikkeld zou moeten worden, dan zouden verdere wetten verdere beloningen kunnen regelen voor het verfijnen van dergelijke methoden. En dit is precies wat er gebeurde, ondanks de onwil van de commissarissen om mee te werken. Het bestuur financierde vervolgens een select aantal horlogemakers van de volgende generatie om Harrisons ontwerp verder te ontwikkelen tot iets dat minder complex en duur was – ongeveer zoals men de ontwikkeling van de meeste technologische producten in onze tijd ziet.
Er is nog een ander deel van de precisie-uurwerken – dat van de uiterst nauwkeurige tijdmeting op het land, en ook op dit gebied had John Harrison revolutionaire opvattingen. In 1976 schreef werktuigbouwkundig ingenieur Bill Laycock The Lost Science of John Longitude Harrison. Het boek schetste Harrison’s zeer afwijkende filosofie in het ontwerpen van slingeruurwerken. Laycock’s werk inspireerde de horlogemaker Martin Burgess tot het maken van een paar Harrison-type precisie-slingerklokken. Burgess hoopte dat deze de doeltreffendheid van Harrison’s ontwerp zouden bewijzen, en dat ze Harrison’s voorspelde prestatie zouden halen, namelijk de tijd tot op één seconde nauwkeurig bijhouden in 100 dagen. Een dergelijke prestatie was niet alleen in de 18e eeuw ongehoord, maar ook in de huidige tijd, waarin zelfs de beste slingeruurwerken een dergelijke prestatie niet hebben bereikt. Harrison’s bewering is dus altijd in twijfel getrokken door de meesten in de traditionele horologische wereld, maar onafhankelijke proeven bewijzen nu dat Harrison’s principes juist waren, en de prestatie van één seconde in 100 dagen is gemakkelijk bereikt.
Featured Image Credit: