Jak John Harrison vynalezl první přenosný přesný časoměr
Je to už více než 50 let, co plukovník Humphrey Quill napsal životopis (1966) velkého průkopníka námořního chronometru Johna Harrisona (1693-1776). Od té doby roste zájem o Harrisona a události spojené s jeho vynálezy a objevy. Tento zájem skutečně v průběhu let vyvolal v akademických kruzích zabývajících se historií vědy jistý rozruch. Zdá se, že se tak stalo proto, že diskuse o Harrisonových úspěších většinou publikovali a upozorňovali na ně veřejnost neakademičtí pracovníci.
Harrison proslul jako vynálezce a tvůrce prvního přenosného přesného časoměru, námořního chronometru. v roce 1993 se konalo 300. výročí Harrisonova narození a mnoho vynikajících oslav, včetně konference o zeměpisné délce na Harvardově univerzitě. Tato událost inspirovala Davu Sobelovou k vydání přístupného bestselleru Longitude a právě tato kniha se stala počátkem skutečné kritiky ze strany akademického světa. Dvě z hlavních námitek proti Sobelové knize byly její líčení Harrisona jako osamělého génia bez podpory, když ji nejvíce potřeboval, a její vylíčení jeho nemesis, královského astronoma Nevila Maskelyna, jako zlotřilého manipulátora. Ani jedna z těchto charakteristik nebyla podle kritiků ani zdaleka pravdivá a volala po vyváženějším vylíčení faktů.
No, vyvážený pohled je jistě žádoucí, ale pro správnou vyváženost, zvláště u technologického tématu, jako je toto, je zapotřebí nejen plné pochopení faktů provázejících vyprávění, ale také důkladná znalost samotné technologie. Obojí bohužel v některých dosavadních diskusích chybí. Harrisonova konstrukce jeho čtvrtého časoměru rozhodně nebyla „zcela odlišná“ od pozdějšího chronometru, jak se tvrdí. H4, jak se mu začalo říkat, obsahoval několik podstatných částí a technických detailů, z nichž další lidé vyvinuli pozdější návrhy úspěšného chronometru.
Na počátku 18. století začalo být naléhavé hledání způsobu, jak zjistit zeměpisnou délku na moři. Žádné z několika teoretických řešení, která tak jasně popsal, ale poté zpochybnil Isaac Newton, se nezdálo být ani vzdáleně životaschopné. Po půlstoletí práce v Greenwichi si sám královský astronom zoufal nad zdokonalením toho, co se zdálo být nejslibnějším řešením, pomocí astronomie.
Nepotřeboval teoretické řešení – těch bylo dost -, ale metodu, která by byla „praktická a užitečná na moři“. Jinými slovy, metoda, kterou by námořník, nikoli akademik, mohl použít ke zjištění zeměpisné délky na lodi, když je mimo dohled pevniny. Naléhavá potřeba zjistit, zda je takové řešení vůbec možné, byla tak naléhavá, že v roce 1714 britská vláda nabídla odměnu až 20 000 liber za úspěšné předvedení takové metody.
Tento výsledek byl tím, co zákon z roku 1714 vyžadoval, a způsoby posuzování jeho úspěšnosti byly jasně definovány. A byly to právě tyto podmínky, k jejichž dodržování byl Harrison po celý svůj tvůrčí život vybízen vládními komisaři – vybízení a dodržování bylo jasně zaznamenáno v protokolech Rady pro zeměpisnou délku, a to až do padesátých let 17. století. Harrison byl proto oprávněně rozladěn, když v padesátých a šedesátých letech 17. století začaly úřady „reinterpretovat“ podmínky původního zákona. Ujištění a dohody, které Harrisonovi projevili dřívější komisaři, byly ignorovány. Nová pravidla vyžadovala důkazy o tom, že časoměřiči mohou být reprodukováni ve velkém počtu a jinými řemeslníky, tedy věci, s nimiž se v původním zákoně nikdy nepočítalo.
Kdyby byla tato ustanovení navržena k začlenění do zákona z roku 1714, což mohla být snadno učiněna, kdyby to bylo považováno za vhodné, lze si snadno představit, že ti, kdo požadavky vypracovávali, návrh odmítli s odůvodněním, že zákon byl určen především k tomu, aby zjistil, zda je něco takového vůbec možné – „neběhejme dřív, než budeme moci chodit“. Pokud by byla předložena životaschopná metoda a prokázáno, že funguje v souladu s podmínkami zákona, pak by 20 000 liber bylo dobře vynaloženo. Ačkoli to pro člověka byla velká částka, z hlediska rozpočtu námořnictva nikoli. Byla to méně než polovina nákladů na druhořadou řadovou loď. Záchrana pouhé jedné lodi před ztroskotáním by náklady dvojnásobně splatila. Ve velmi pravděpodobném případě, že by taková metoda potřebovala další vývoj, pak by další zákony mohly upravovat další odměny za doladění takových metod. A právě to se stalo, navzdory neochotě komisařů spolupracovat. Komise následně financovala několik vybraných zástupců další generace hodinářů, kteří Harrisonův návrh dále rozvíjeli do podoby něčeho méně složitého a drahého – podobně, jako lze pozorovat vývoj většiny technologických výrobků v naší době.
Existuje ještě jedna část přesné horologie – vysoce přesné pozemní měření času, a i v této oblasti měl John Harrison revoluční názory. V roce 1976 napsal strojní inženýr Bill Laycock knihu The Lost Science of John Longitude Harrison. V knize nastínil Harrisonovu velmi odlišnou filozofii v konstrukci kyvadlových hodin. Laycockova práce inspirovala horologického sochaře Martina Burgesse k vytvoření dvojice přesných kyvadlových hodin Harrisonova typu. Burgess doufal, že by mohly prokázat účinnost Harrisonovy konstrukce a dosáhnout Harrisonem předpovídaného výkonu, tedy měření času s přesností na jednu sekundu za 100 dní. Takový výkon byl neslýchaný nejen v 18. století, ale i v současnosti, kdy ani ty nejlepší kyvadlové hodiny takového výkonu nedosahují. O Harrisonově tvrzení proto většina tradičního horologického světa vždy pochybovala, ale nezávislé zkoušky nyní dokazují, že Harrisonovy zásady byly správné, a výkonu jedné sekundy za 100 dní bylo snadno dosaženo.
Featured Image Credit: