Pada malam 22-23 September 1707, skuadron Britain di bawah pimpinan Laksamana Muda Claudsey Shovell, kembali dari teater operasi Perang Pengganti Sepanyol, duduk di bawah layar penuh di terumbu di Kepulauan Scilly, barat daya pantai Cornwall, sebentar lagi 24 jam sebelum pulang. Isles of Scilly adalah sebahagian dari batholith Kornubia kuno, massif granit dari letusan kesalahan pada era Carboniferous-Permian, sehingga kedalaman di dekat pantai mereka turun dengan sangat mendadak, dan selain itu, mereka adalah tanah pertama di jalan cabang Gulf Stream, yang masuk ke Selat Inggeris. Scilly adalah kawasan yang sangat berbahaya dan berbahaya, di mana kapal mati secara berkala, tetapi skala kapal karam pada tahun 1707 sangat besar.
Lima kapal garisan dan satu kapal pemadam kebakaran bergerak di tebing Scilly's West Reef, yang hampir tidak dapat dilihat di atas air. Tiga kapal tenggelam, termasuk kapal induk Persatuan Skuadron, yang tenggelam dengan kru 800 dalam tiga minit. Laksamana Shovell sendiri tenggelam dalam Persatuan. Jumlah korban bencana antara 1200 hingga 2000 orang. Mungkin akan ada lebih sedikit korban jiwa sekiranya pelaut tahu berenang, tetapi kemahiran ini jarang berlaku pada abad ke-18. Pelaut takhayul percaya bahawa dapat berenang bermaksud kapal karam.
Selanjutnya, para legenda menyalahkan kesombongan bangsawan laksamana atas bencana itu, yang diduga memerintahkan seorang pelaut, yang berasal dari tempat-tempat ini, untuk digantung di kapal layar, yang memberitahunya bahaya itu sehingga tidak menginginkan untuk mempertanyakan kewibawaan atasannya. Kenyataannya jauh lebih tidak menyenangkan: sehingga saat terakhir, tidak ada seorang pun di skuadron yang tahu bahawa kapal-kapal itu tidak berada di tempat yang sepatutnya. Laksamana Shovell, yang melewati semua tahap perkhidmatan tentera laut, seorang pelaut terhormat dengan pengalaman 35 tahun, dan para pelayarnya salah menghitung garis bujur mereka kerana cuaca buruk dan yakin bahawa mereka berada di timur, di kawasan perkapalan Selat Inggeris. Peta-peta, di mana Kepulauan Scilly berada pada jarak sekitar 15 kilometer dari posisi sebenarnya, juga disimpulkan, yang menjadi terkenal beberapa dekad kemudian, sudah berada di pertengahan abad ke-18.
Bangkai kapal skuadron Claudisly Shovell pada tahun 1707. Ukiran oleh artis tidak dikenali Muzium Maritim Nasional.
Pada masa bencana Scilly, keperluan kaedah tepat untuk menentukan garis bujur telah diakui selama lebih dari satu abad. Era penemuan geografi memperlihatkan kelewatan kaedah kartografi daripada keperluan latihan. Habsburg Sepanyol telah menawarkan penghargaan untuk menyelesaikan "masalah bujur" sejak 1567, Belanda sejak tahun 1600, dan Akademi Sains Perancis menerima tugas seperti itu ketika ia dibuat. Ganjarannya sangat lumayan - pada tahun 1598, Philip III dari Sepanyol menjanjikan 6.000 dukat pada satu masa untuk kaedah yang berjaya menentukan garis bujur, 2.000 dukat untuk pencen tahunan seumur hidup, dan 1.000 dukat untuk perbelanjaan. Ducat ("doge's coin"), sama dengan 3.5 gram emas, adalah setara dengan wang antarabangsa, berasal dari Venice; Habsburg memetik ducat mereka dengan berat yang sama. Dalam tempoh ini, jumlah keseluruhan perdagangan antarabangsa Venesia dianggarkan sekitar dua juta dukat per tahun,dan 15 ribu ducat menanggung kos pembinaan dapur perang.
Apakah "masalah bujur" itu? Adalah sukar, tetapi tidak mustahil, untuk menentukan garis lintang kapal di laut lepas ke minit sudut terdekat. Lintang adalah pecahan jarak dari khatulistiwa ke tiang, dan oleh itu nilainya mutlak. Sudut antara paksi bumi dan kedudukan kapal dapat ditentukan baik dari matahari dan dari bintang yang diketahui menggunakan astrolabe atau sextant. Bujur diukur dari meridian tertentu dan oleh itu bersyarat: semua titik di dunia berbanding dengan cakerawala sama, setiap titik boleh diambil sebagai sifar. Berhampiran pantai, lokasi dapat ditentukan oleh mercu tanda yang dapat dilihat dari kapal - gunung, sungai, menara, yang telah ditandakan pada peta untuk tujuan ini sejak zaman portolan pertama. Burung dan tumbuh-tumbuhan juga dapat menunjukkan jarak dekat dengan darat. Tetapi di perairan yang tidak dikenalidi lautan terbuka atau dalam cuaca buruk, tugas menentukan garis bujur menjadi dikira. Banyak laluan lautan, tanpa berhati-hati, tidak diletakkan di garis lurus dari pelabuhan ke pelabuhan, tetapi di sepanjang pesisir benua hingga garis lintang yang jelas bebas dari terumbu dan pulau berbahaya, dan dari sana sepanjang geografi selari dengan pantai yang bertentangan. Para perompak dan perompak sering menunggu mangsa mereka di lintang "navigasi" ini (Dunn, Richard, Higgit, Rebeccah. Mencari garis bujur. Bagaimana kapal, jam dan bintang membantu menyelesaikan masalah garis bujur. Collins, 2014). Orang persendirian dan perompak sering menunggu mangsa mereka di garis lintang "dilayari" ini (Dunn, Richard, Higgit, Rebeccah. Mencari garis bujur. Bagaimana kapal, jam dan bintang membantu menyelesaikan masalah garis bujur. Collins, 2014). Para perompak dan perompak sering menunggu mangsa mereka di lintang "navigasi" ini (Dunn, Richard, Higgit, Rebeccah. Mencari garis bujur. Bagaimana kapal, jam dan bintang membantu menyelesaikan masalah garis bujur. Collins, 2014).
Kaedah mengira koordinat, yang digunakan oleh semua pelaut pada masa ini, didasarkan pada mengukur kecepatan kapal dan waktu pergerakannya di sepanjang rumba kompas tertentu. Kelajuan ditentukan oleh ketinggian - tali dengan simpul, yang dilemparkan ke laut; pemerhati menghitung bilangan simpul yang berlalu, dan menetap waktunya dengan menghitung atau dengan membacakan doa standar "Bapa Kita" atau "Theotokos." Oleh itu kelajuan "batu nautika per jam" disebut "simpulan". Batu nautika itu sendiri adalah ukuran garis lintang - ia adalah satu minit arc meridian. Vektor yang dihasilkan diplotkan dari titik di mana pergerakan bermula, dengan mengambil kira pergerakan angin dan arus - inilah bagaimana koordinat semasa diperoleh. Kaedah ini mempunyai kesalahan besar, yang terkumpul semakin lama kapal semakin lama berada di laut terbuka. Ketepatan 50 kilometer dalam perjalanan transoceanic untuk kaedah ini sudah menjadi kejayaan besar, kesalahan sejauh 100-150 kilometer tidak jarang berlaku bahkan bagi pelayar berpengalaman.
Bujur semasa dapat dikira dengan tepat jika anda mengetahui waktu tempatan dan waktu astronomi semasa di meridian utama (sejak tahun 1960, konsep "waktu sejagat" - UTC telah digunakan). Waktu semasa dicatatkan oleh matahari pada waktu astronomi, atau benar, tengah hari (saat matahari paling tinggi). Siang astronomi sukar untuk ditentukan dengan tepat ketika ia berlaku, dan dalam praktiknya ia lebih sering ditakrifkan sebagai titik tengah waktu antara kedudukan matahari pada ketinggian yang sama pada waktu pagi dan petang. Oleh kerana terdapat 1440 minit dalam sehari, dan 21,600 minit busur dalam bulatan penuh, 1 minit busur sepadan dengan waktu 4 saat. Dengan mengira semula perbezaan antara waktu tempatan dan waktu di meridian perdana dalam darjah, anda boleh mendapatkan pergeseran garis bujur. Tetapi bagaimana menentukan waktu di meridian utama?
Video promosi:
Tidak ada mercu tanda yang tetap di garis bujur di cakerawala, tetapi ada yang tetap. Gerhana Matahari dan Bulan adalah mercu tanda yang paling mudah, tetapi kelangkaannya menjadikannya tidak dapat digunakan dalam navigasi berkala, mereka digunakan untuk mengukur terutamanya garis bujur titik di darat. Contohnya, pemetaan Dunia Baru Sepanyol berlaku: semua pentadbir kolonial tempatan menerima jam matahari yang sama dari Madrid terlebih dahulu dan diarahkan untuk mengukur kedudukan sebenar bayangan gnomon pada hari gerhana. Koordinat yang dikumpulkan dipindahkan ke Madrid, di mana ia diproses. Ketepatan pengukuran kolektif seperti itu tidak tinggi; beberapa pemerhati melakukan kesalahan 2-5 darjah garis bujur.
Gerhana bulan Musytari jauh lebih biasa. Galileo, yang membukanya dan dengan cepat menyedari bahawa ada jam cakerawala semula jadi di depannya, bahkan mengembangkan celaton untuk tujuan ini - pendakap untuk memasang teleskop ke kepala pemerhati. Tetapi semua percubaan untuk melihatnya dari kapal, walaupun dalam cuaca cerah, tidak berjaya. Tetapi kaedah ini berjaya digunakan di darat. Itu digunakan oleh Giovanni Cassini dan Jean Picard untuk memetakan Perancis pada tahun 1670-an. Sebagai hasil tinjauan yang disempurnakan, wilayah Perancis telah menyusut pada peta baru sehingga Raja Matahari dikreditkan dengan mengatakan "Ahli astronomi telah mengambil lebih banyak tanah dari saya daripada semua musuh yang disatukan."
Bermula pada abad ke-16, usaha dilakukan untuk mengira atau menggambarkan dengan teliti kedudukan relatif bulan, matahari dan bintang navigasi utama. Kaedah "jarak lunar" ini menganggap penentuan sudut antara Bulan dan benda langit lain dalam apa yang disebut "senja laut" (sebelum subuh dan tepat setelah matahari terbenam, ketika kedua-dua bintang dan cakrawala dapat dilihat pada waktu yang sama). Tetapi pada awal abad ke-18, ketepatan kaedah ini masih terlalu rendah, dengan kesalahan 2-3 darjah garis bujur. Dengan usaha untuk memperbaiki pengiraan orbit lunar, untuk membetulkan jadual untuk navigator, rumusan "masalah tiga badan" (Matahari, Bumi dan Bulan) terhubung, yang, seperti yang ditunjukkan oleh G. Bruns dan A. Poincaré pada akhir abad ke-19, tidak memiliki penyelesaian analitis Pandangan umum.
Pemerhatian batang silang digunakan untuk menentukan jarak bulan dan mengukur ketinggian.
Akhirnya, anda boleh melihat masa sejagat pada jam yang diselaraskan dengannya. Tetapi untuk ini, jam tangan tidak boleh kehilangan ketepatannya dalam keadaan bergolek, perubahan dalam medan graviti dan magnet Bumi, kelembapan tinggi dan lonjakan suhu. Walaupun di tanah pegun, tugasnya sukar, dan pemikiran terbaik abad ke-17 melakukan usaha yang signifikan untuk membuat jam tangan yang berkualiti.
Menjelang awal abad ke-18, jam menara pegun dengan pendulum muncul, yang salah sekitar 15 saat sehari. Perkembangan mereka menjadi mungkin berkat penelitian Galileo Galilei, yang mendapati bahawa ayunan bandul adalah tetap dalam waktu (1601). Pada tahun 1637, Galileo yang hampir buta mengembangkan jalan keluar pertama (alat untuk mengayunkan bandul), dan pada tahun 1640-an anaknya berusaha membuat jam dengan bandul dari lakaran ayahnya, tetapi tidak berhasil.
Jam pendulum pertama yang dapat dilaksanakan dan tepat pada masanya dibuat pada tahun 1656 oleh Christian Huygens, yang mungkin telah mengetahui tentang eksperimen Galileo Jr. dari ayahnya, seorang ahli politik Belanda yang mengambil bahagian dalam rundingan dengan Galileo Jr. (Gindikin S. G. Matematik dan masalah mekanikal dalam karya Huygens pada jam pendulum (Priroda, No. 12, 1979). Huygens, sebaliknya, adalah orang pertama yang menggambarkan dan membuktikan lengkung isokron di mana bandul akan bergerak pada kelajuan tetap, dan menambahkan pengawal pendulum ke jam berdasarkannya. Huygens memberikan gambarajah skematik dan pembenaran matematik untuk jam dengan bandul dalam risalahnya pada tahun 1673 "Horologium Oscillatorium: sive de motu pendulorum ad horologia aptato demostrationes geometricae" (lat. "Jam pendulum, atau demonstrasi Geometri pergerakan bandul untuk jam)"). Setelah beberapa lama, garpu sauh muncul dalam reka bentuk jam, yang tujuannya adalah untuk membatasi ayunan pendulum ke sudut kecil, kerana pada sudut besar sifat isokron dari bandul lurus hilang. Penciptaan garpu kekuda sebelumnya sering dikaitkan dengan Robert Hooke atau pembuat jam George Graham, tetapi sekarang keutamaan diberikan kepada ahli astronomi dan pembuat jam Richard Townley, yang membuat jam tangan kekuda pertama pada tahun 1676.
Christian Huygens.
Pada masa yang sama, penembusan berlaku dalam penciptaan jam musim bunga. Kajian terkenal mata air Hooke bertujuan tepat untuk meningkatkan pergerakan jam tangan. Mata air digunakan dalam pengimbang yang mengawal ketepatan jam tangan tanpa pendulum; dan dipercayai bahawa pengimbang pertama dibuat oleh Hooke sekitar tahun 1657. Pada tahun 1670-an, Huygens menghasilkan jenis pengimbang spring gegelung moden yang memungkinkan penciptaan jam tangan saku (Headrick, Michael. Origin and Evolution of the Anchor Clock Escapement. Majalah Control Systems, Inst. Of Electrical and Electronic Engineers. 22 (2), 2002).
Pada akhir abad ke-18, jam mekanikal yang dibuat sebelumnya mula dibekalkan dengan bandul secara besar-besaran. Pendulum memberikan ketepatan yang jauh lebih tinggi daripada jam spring, tetapi hanya dapat berfungsi pada permukaan rata dan di dalam rumah. Pendulum tidak sesuai untuk perjalanan jauh, kerana kelembapan dan suhu mempengaruhi panjangnya, dan gulungan merobohkan frekuensi ayunannya. Ini menjadi jelas pada percubaan laut pertama tahun 1660-an. Dan walaupun dalam keadaan ideal, pergerakan jam harus mengambil kira bahawa frekuensi ayunan bandul dengan panjang tetap menurun ketika menghampiri khatulistiwa - fenomena ini ditemui oleh ahli astronomi Perancis Jean Richet, pembantu Cassini, pada tahun 1673 di Guyana.
Kompleks masalah inilah yang menyebabkan fakta bahawa pada tahun 1714 Parlimen Britain meluluskan undang-undang mengenai penghargaannya sendiri untuk penemuan kaedah untuk menentukan garis bujur. Atas cadangan Isaac Newton dan Edmund Halley, Parlimen memberikan ganjaran sebanyak £ 10,000 untuk ketepatan 1 darjah, £ 15,000 untuk 40 minit busur dan 20,000 paun selama 30 minit busur. Untuk menentukan pemenangnya, parlimen menubuhkan Suruhanjaya Penentuan Bujur di Laut, atau, seperti yang sering disingkat, Suruhanjaya Bujur.
Tahun-tahun awal program Inggeris tidak begitu berjaya. Ukuran hadiah pertama menimbulkan sensasi dalam masyarakat, dan pemeran utama pemohon hadiah termasuk penipu dan projektor, beberapa di antaranya membezakan diri mereka semasa ledakan Laut Selatan pada tahun 1720. Hanya beberapa projek yang datang dari saintis, mekanik dan jurutera yang berpengalaman dan mempromosikan pemahaman masalah dan penyelesaian masalah. Undang-undang itu tidak memformalkan prosedur kerja komisen dan prosedur pemberian hadiah, dan para pemohon mengepung anggota komisi satu persatu mengikut hubungan mereka - beberapa Lord of the Admiralty, beberapa Astronomer Royal dan ketua pertama Greenwich Observatory, John Flamsteed, atau Newton. Anggota suruhanjaya itu mengusir pemohon, atau mengkaji pekerjaan mereka secara terperinci dengan cadangan untuk menyemak dan mengubah arah pencarian, tetapi pada dekad pertama mereka tidak memberikan penghargaan kepada siapa pun dan,nampaknya tidak juga bertemu di perjumpaan itu.
Tugas itu kelihatan sukar difahami sehingga pencari bujur menjadi bahan ejekan. Jonathan Swift menyebutkan "bujur" bersama dengan "gerakan terus-menerus" dan "mujarab" dalam Gulliver's Travels (1730), dan William Hogarth memerankan dalam novel grafik "The Rake's Way" (1732) seorang gila yang melukis di dinding di Bedlam, rumah London yang terkenal projek penerokaan bujur dan tidak waras. Beberapa penyelidik percaya bahawa ahli politik dan sindir John Arbuthnot menulis keseluruhan buku "The Longitude Examin'd" (akhir tahun 1714), di mana dia didakwa secara serius menggambarkan projek "vakum kronometer" bagi pihak "Jeremy Tucker" tertentu (Rogers, Pat Bujur ditempa. Bagaimana tipuan abad ke-18 berlaku di Dava Sobel dan sejarawan lain. The Times Literary Supplement. 12 November 2008). Menariknya, walaupun buku ini adalah satira,dia tidak hanya menunjukkan pengetahuan mendalam tentang mekanik dan pembuatan jam tangan, tetapi juga menciptakan istilah "kronometer" untuk pertama kalinya dalam sejarah.
"Pencari garis bujur" yang paling terkenal pada masa awal adalah, bagaimanapun, seorang saintis yang agak serius - William Whiston (1667-1752), seorang kontemporari, rakan sekerja dan pemopuleran Newton yang lebih muda. Dia menggantikan Newton sebagai ketua Kerusi Lucas di Cambridge, kehilangannya kerana dia mula secara terbuka mempertahankan pandangan agama dekat dengan Arianisme (yang Newton, dekat dengannya dalam pandangan, masuk akal tidak melakukannya), dan kerana hal yang sama " bidaah”dia tidak diterima menjadi Royal Society. Setelah pengusirannya dari Cambridge, Whiston beralih ke popularisasi sains, memberikan ceramah umum di London mengenai kemajuan ilmiah terkini. Laporannya pada awal tahun 1714 (ditulis bersama dengan Humphrey Ditton) inilah yang menjadi dorongan untuk penerapan undang-undang mengenai garis bujur.
Orang gila berambut panjang. Perincian lukisan oleh Hogarth dari siri Mota Career.
Semasa penghargaan diumumkan, Whiston mula aktif mengembangkan kaedah untuk menentukan garis bujur. Dalam kegiatannya, dia menggunakan saluran komunikasi massa baru yang ada padanya untuk membentuk dukungan masyarakat massa, yaitu, dia beriklan di surat kabar, memasang poster dan berbicara di rumah kopi, yang pada waktu itu adalah kelab perbincangan dan ruang pertemuan umum. Rangkaian sosial dan media dalam talian dapat berfungsi sebagai analogi kasar untuk permulaan abad ke-21. Pengaruh sosial Whiston sangat hebat sehingga dia dihormati dengan satira peribadi dari Martinus Scriblerus (sebuah projek satira kolektif oleh A. Pope, J. Swift dan J. Arbuthnot; dalam kesusasteraan Rusia, analog rapatnya adalah Kozma Prutkov). Salah satu projek Whiston menggambarkan kapalberlabuh di laut terbuka di titik-titik dengan koordinat yang diketahui dan secara berkala menembak suar isyarat ke udara - ini adalah projek yang dilukis oleh orang gila dalam lukisan Hogarth di dinding.
Whiston dianggap penentuan garis bujur yang paling menjanjikan dengan deklinasi magnetik (kaedah ini nampaknya pertama kali dicadangkan oleh Edmund Halley). Atas dasar ini, Whiston bertengkar dengan Newton, melalui siapa dia menyerahkan projeknya dan yang secara berkala menuntut agar dia melakukan penyelidikan astronomi dan bukannya magnetik (Untuk tinjauan ini dan tinjauan Newton lain mengenai projek bujur, lihat: Perpustakaan Universiti Cambridge, Jabatan Manuskrip dan Arkib Universiti. MS Tambah.3972 Kertas Kerja Menemukan Bujur di Laut). Akibatnya, Whiston membuat salah satu peta deklinasi magnetik pertama (itu adalah peta selatan England). Akhirnya komisen itu memberi Whiston penghormatan bernilai £ 500 kerana membuat instrumen untuk mengukur penurunan magnetik (1741). Ini adalah cabang penyelidikan buntu: seperti yang kita ketahui sekarang, setelah berabad-abad memerhatikan,Medan magnet Bumi berubah dengan sangat dinamik, dan deklinasi magnet tidak dapat menunjukkan koordinat suatu tempat.
Sejak tahun 1732, seorang pemimpin mutlak secara beransur-ansur muncul dalam mencari kaedah untuk menentukan garis bujur - John Garrison (1693–1776), seorang pembuat jam London. Harrison, seorang mekanik yang belajar sendiri, mengembangkan beberapa inovasi terobosan pada masa mudanya. Dia memilih kayu bakout (kayu guaiac) untuk galas jam tangan. Backout mempunyai kekerasan dan ketahanan aus yang tinggi, tidak bertindak balas terhadap kelembapan, sementara juga mengeluarkan pelincir semula jadi, yang, tidak seperti pelincir jam pada abad ke-18, tidak mengubah sifatnya di udara laut (pada abad ke-19-ke-20, backout terbukti sangat baik dalam galas untuk baling-baling) … Berkat bantalan dari belakang, jam tangan Harrison masih berjalan. Garrison juga membuat bandul bimetal pertama dalam bentuk bar selari dalam keluli dan tembaga. Pekali pengembangan haba bahan-bahan ini berbeza,supaya suhu meningkat atau turun, panjang keseluruhannya tidak berubah. Pendulum bimetal dapat bergerak dari garis lintang beriklim ke kawasan tropika tanpa mengubah frekuensi ayunan kecuali sebagai akibat dari perubahan medan graviti. Garrison juga mengembangkan mekanisme pemicu "belalang" asli (Michal, Stanislav. Jam. Dari gnomon ke jam atom. Terjemahan. Dari Czech RE Meltzer. M. 1983). Pencapaian ini pada tahun 1726 membawa penjaga jam tangan muda J. Graham, yang menyampaikan pengalamannya kepadanya, memberinya wang untuk bekerja dan menyampaikan karyanya kepada Suruhanjaya Bujur. Garrison juga mengembangkan mekanisme pemicu "belalang" asli (Michal, Stanislav. Jam. Dari gnomon ke jam atom. Terjemahan. Dari Czech RE Melzer. M. 1983). Pencapaian ini pada tahun 1726 membawa penjaga jam tangan muda J. Graham, yang menyampaikan pengalamannya kepadanya, memberinya wang untuk bekerja dan menyampaikan karyanya kepada Suruhanjaya Bujur. Garrison juga mengembangkan mekanisme pemicu "belalang" asli (Michal, Stanislav. Jam. Dari gnomon ke jam atom. Terjemahan. Dari Czech RE Meltzer. M. 1983). Pencapaian ini pada tahun 1726 membawa penjaga jam tangan muda J. Graham, yang menyampaikan pengalamannya kepadanya, memberinya wang untuk bekerja dan menyampaikan karyanya kepada Suruhanjaya Bujur.
Menjelang tahun 1735, Garrison telah mengumpulkan kronometer marin pertamanya, yang disebutnya H1 (tatanama moden yang dicadangkan oleh pemelihara Rupert Gould pada tahun 1920-an). H1 dipamerkan di bengkel Graham, di mana ia diperiksa oleh anggota suruhanjaya, Royal Society dan orang lain. Kualiti pengerjaan, pemasangan dan pergerakan sangat jelas dan tinggi sehingga pada tahun 1736 Harrison dan H1 meneruskan perjalanan uji ke Lisbon dengan kapal "Centurion". Walaupun H1 menjadi buruk pada mulanya, Garrison dengan cepat mendapatkannya kembali di landasan, dan dalam perjalanan kembali dari Lisbon, pengukuran Garrison menghalang Centurion dari mendarat di tebing di Cape Lizard (Cornwell, dekat Isles of Scilly). Berikutan laporan positif dari kapten dan pelaut Centurion, Laksamana menuntut Suruhanjaya Bujur diadakan dan Harrison diberikan hadiah. Suruhanjaya bertemu untuk pertama kalinya selama bertahun-tahun dan mengeluarkan hadiah pertama £ 250 dengan kata-kata "untuk kerja lebih lanjut" (Howse, Derek. Dewan Bujur Britain: kewangan, 1714-1828. The Mariner's Mirror, Vol. 84, No. 4, November 1998).
Sejak saat itu hingga tahun 1760, sebenarnya, Harrison menjadi satu-satunya penerima komisen, yang kerap bertemu untuk memeriksa model barunya dan memberinya wang untuk pekerjaan lebih lanjut, bermula dengan pemberian kedua pada tahun 1741 - 500 pound (pada masa yang sama pada pertemuan itu, William Whiston juga menerima hadiah). Sejak itu, Garrison bekerja secara eksklusif pada kronometer dan membuat tuntutan kepada komisen bahawa dia begitu sibuk dengan kerja-kerja hibah sehingga dia dilucutkan peluang untuk mencari nafkah dan menyara keluarganya (Minit pengesahan dari Lembaga Bujur. 4 Jun, 1746. Perpustakaan Universiti Cambridge. RGO 14 / lima). Mungkin ini adalah ciri keterlaluan pada zamannya, kerana sebagai akibat dari "teardrop" ini, Garrison menerima pemberian lain sebanyak £ 500. Garrison mungkin mengisi bajetnya,mengenakan bayaran untuk demonstrasi penemuannya - diketahui bahawa Benjamin Franklin, yang sering mengunjungi London, membayar 10 shilling dan 6 pence (1 paun = 20 shilling = 240 pence) untuk hak melihat kronometer di bengkel Harrison dan gembira dengan jumlah yang dibelanjakan. Ketenaran umum Harrison cukup hebat. Pada era pasca-Newton, para saintis menikmati perhatian dan penghormatan masyarakat, dan penyebaran pengetahuan sangat difasilitasi oleh majalah, ditambah dengan kedai kopi, di mana maklumat disampaikan melalui mulut ke mulut, seperti di jaringan sosial moden. Pada tahun 1749, Harrison dianugerahkan Pingat Copley, yang ditubuhkan oleh Royal Society pada tahun 1731.membayar 10 shilling dan 6 pence (1 paun = 20 shilling = 240 pence) untuk hak menonton chronometer di bengkel Harrison dan gembira dengan jumlah yang dibelanjakan. Ketenaran umum Harrison cukup hebat. Pada era pasca-Newton, para saintis menikmati perhatian dan penghormatan masyarakat, dan penyebaran pengetahuan sangat difasilitasi oleh majalah-majalah, ditambah dengan kedai kopi, di mana maklumat disampaikan melalui mulut ke mulut, seperti di jaringan sosial moden. Pada tahun 1749, Harrison dianugerahkan Pingat Copley, yang ditubuhkan oleh Royal Society pada tahun 1731.membayar 10 shilling dan 6 pence (1 paun = 20 shilling = 240 pence) untuk hak menonton chronometer di bengkel Harrison dan gembira dengan jumlah yang dibelanjakan. Ketenaran umum Harrison cukup hebat. Pada era pasca-Newton, para saintis menikmati perhatian dan penghormatan masyarakat, dan penyebaran pengetahuan sangat difasilitasi oleh majalah, ditambah dengan kedai kopi, di mana maklumat disampaikan melalui mulut ke mulut, seperti di jaringan sosial moden. Pada tahun 1749, Harrison dianugerahkan Pingat Copley, yang ditubuhkan oleh Royal Society pada tahun 1731. Pada tahun 1749, Harrison dianugerahkan Pingat Copley, yang ditubuhkan oleh Royal Society pada tahun 1731. Pada tahun 1749, Harrison dianugerahkan Pingat Copley, yang ditubuhkan oleh Royal Society pada tahun 1731.
John Garrison.
Untuk geran yang diterima dari komisen itu, Garrison mengumpulkan tiga model kronometer lagi. H2 dan H3 mengandungi penyelesaian inovatif baru. Yang paling penting adalah galas komposit pertama dengan sangkar dan pengimbang spring bimetal untuk mengimbangi lonjakan suhu. Leonardo da Vinci masih mempunyai gambarajah skema galas, tetapi sehingga H3 aplikasi praktikalnya tidak diketahui. Tetapi kejayaan dibuat pada model keempat, H4. H4 dibuat dalam bentuk bukan jam meja, tetapi saku "bawang", dan kerana ukurannya yang kecil, ia menggunakan galas berlian dan ruby daripada bacout, tetapi menerima remontuar (mekanisme penggulungan) dan baki bimetalik jenis H3. H4 berjalan pada lima getaran sesaat - jauh lebih pantas daripada jam tangan dari abad ke-18. Mengawal getaran perlahan jauh lebih mudah daripada getaran pantas,tetapi Garrison sengaja mengatur jam untuk berayun pada frekuensi yang jauh lebih tinggi daripada frekuensi ayunan kapal untuk meneutralkan getaran lambung dan pitching, dan dia tidak salah.
Pada tahun 1761, segera setelah berakhirnya ancaman tentera laut dari Perancis semasa Perang Tujuh Tahun, H4 meneruskan perjalanan ujian ke Port Royal di Jamaica dengan putera Harrison, William, juga mekanik utama, di kapal Deptford. H3 tetap berada di bengkel Harrison. Kesalahan yang terkumpul selama 81 hari adalah sekitar lima saat, yang bermaksud ketepatan 1.25 minit - kira-kira 1 batu nautika untuk garis lintang ini. Dalam perjalanan kembali, William dengan tepat meramalkan penampilan Madeira. Kapten Deptford yang bersemangat ingin menerima kronometer seperti itu, dan Garrison, yang pada masa itu sudah berusia 67 tahun, muncul di hadapan komisi dengan permintaan untuk memberinya hadiah pertama karena memenuhi syarat undang-undang 1714.
Suruhanjaya itu enggan mengeluarkan hadiah, dengan alasan fakta bahawa garis bujur Port Royal mungkin tidak diketahui dengan tepat, keberuntungan mungkin tidak disengajakan, dan kronometer terlalu mahal untuk praktikal, iaitu pergi ke pengeluaran besar-besaran. Garrison menerima penghargaan 1,500 paun dan janji 1,000 pound lagi jika ujian kedua mengesahkan bahawa dia betul. Garrison menjadi marah dan melancarkan kempen publik untuk menekan komisi tersebut. Keengganan untuk membayar komisen itu bukan hanya disebabkan keserakahan dan kehati-hatian, tetapi juga harapan agar kaedah astronomi alternatif dapat memberikan jalan keluar untuk mengatasi masalah tersebut dengan cara yang lebih murah.
Ketika Garrison mengerjakan jam tangan, instrumen untuk memerhatikan benda langit bertambah baik. Pada tahun 1731, profesor astronomi Oxford John Hadley (1682-1744), naib presiden Royal Society, mempresentasikan pada pertemuan masyarakat kuadran Hadley (kemudian disebut "oktan") - instrumen berdasarkan kombinasi objek dalam visor dan objek lain yang tercermin dalam cermin … Lengkungan 45 darjah (seperlapan bulatan, oleh itu nama "oktan") menggunakan cermin dibenarkan mengukur sudut dua kali lebih besar, hingga 90 darjah. Octan membetulkan sudut tanpa mengira pergerakan pemerhati dan menyimpan hasil pemerhatian walaupun selepas penamatannya.
E. Halley mengambil bahagian dalam ujian laut oktan Hadley, yang setelah Flamsteed mengambil alih sebagai ketua Balai Cerap Greenwich. Halley atas sebab tertentu tidak ingat bahawa instrumen reflektif serupa dijelaskan dalam surat kepadanya sekitar tahun 1698 oleh Isaac Newton - dokumen-dokumen ini dijumpai di arkib Halley bertahun-tahun kemudian, bersama dengan gambaran yang jelas tentang bagaimana komisen ilmiah tinggi di kapal memerangi mabuk laut dan bukannya pemerhatian.
John Hadley dengan oktan di tangan.
Secara bebas dari Hadley, alat serupa dibuat oleh Amerika Thomas Godfrey (1704-1749). Instrumen Hadley kemudiannya, dengan sedikit modifikasi, berubah menjadi "oktan", dari mana sextants berkembang (dengan skala 60 ° dan sudut pengukuran 120 °). Walaupun semua kepentingan praktikal alat ini, Hadley dan Godfrey tidak menerima anugerah, tetapi alat yang diperbaiki memungkinkan untuk mencari alternatif untuk jam tangan.
Pada tahun 1750-an, ahli astronomi Jerman Tobias Mayer (1723-1762), profesor di University of Göttingen, terlibat dalam kartografi Jerman, dengan bantuan Leonard Euler (1707-1783), pada masa ini seorang profesor di University of Berlin, membuat jadual kedudukan bulan yang sangat tepat. Euler mengusulkan teori pergerakan bulan, Mayer menyusun jadual bulan berdasarkan teori dan pemerhatian ini menggunakan instrumen khas dengan pandangan 360 °. Setelah mengetahui hadiahnya, Mayer pada awalnya tidak berani menyerahkan meja kerjanya kepada komisen, memikirkan bahawa orang asing itu akan ditolak segera, tetapi pada akhirnya dia menggunakan perlindungan Raja England dan Pemilih Hanover, George II, dan sebagai hasilnya meja-bukunya berakhir di London. Pada tahun 1761, ketua Observatorium Greenwich yang akan datang, Neville Maskelyne (1732-1811), yang melakukan perjalanan ke Saint Helena untuk memerhatikan perjalanan Venus di hadapan cakera solar,menjalankan ujian kaedah "jarak lunar" mengikut jadual Mayer dengan oktan Hadley dan menerima hasil yang stabil dengan ketepatan satu setengah darjah.
Pelayaran kawalan melintasi Atlantik dari London ke Bridgetown di Barbados dijadualkan pada 1763. Di Barbados, Maskeline harus mengira garis bujur rujukan dari bulan Musytari dari bumi padat. H4, meja Mayer dan "kerusi laut" Christopher Irwin pada suspensi triaksial penstabil untuk memerhatikan satelit Musytari diperiksa secara serentak. Kerusi itu, yang secara aktif diiklankan oleh pembangunnya melalui akhbar London, ternyata tidak berguna, dan kronometer Harrison dan "meja bulan" memastikan ketepatan hingga setengah darjah. Dalam laporan akhir, ketepatan kronometer H4 adalah 9.8 batu nautika (15 km), atau 40 saat garis bujur, kaedah jarak lunar yang dilakukan oleh Maskelyne dan pembantunya Charles Green - kira-kira setengah darjah.
Pada tahun 1765, komisi itu bermesyuarat, di mana ia memutuskan untuk memberikan hadiah kepada janda Mayer sebanyak 5,000 pound untuk meja mendiang suaminya, Euler - 300 pound, dan Garrison - 10 ribu pound untuk berjaya dan 10 ribu lagi ketika keadaan "kepraktisan" kos kronometer akan dikurangkan, dan teknologi pembuatannya akan dijelaskan supaya pembuat jam tangan lain dapat menghasilkannya. Parlimen, yang meluluskan keputusan suruhanjaya itu, memotong imbuhan untuk "jadual lunar" kepada 3.000 pound, dan memotong 2.500 pound geran yang sudah diterima dari penghargaan Harrison.
Garrison percaya bahawa dia dilucutkan dari hadiah untuk intrik Maskelyne, yang hampir serentak dengan mesyuarat komisi menjadi Astronomer Royal yang baru dan ketua Greenwich Observatory (ini adalah kebetulan, kerana Astronomer Royal sebelumnya meninggal secara tiba-tiba). Dalam kedudukan ini, Maskelein menjadi anggota suruhanjaya dan ketua jawatankuasa kecil mengenai penerimaan negara terhadap teknologi kronometer. Model jam tangan dengan gambar dan penjelasan Harrison dipindahkan ke Greenwich, di mana mereka diuji oleh Maskelein dan wakil-wakil Admiralty selama 10 bulan lagi. Berdasarkan hasil ujian, Maskelein menyatakan keraguan bahawa kronometer memberikan hasil yang stabil dan dapat digunakan dalam versi produksi tanpa penggunaan "jadual bulan" yang selari.
Maskelyne sendiri ketika ini bersama pasukan ahli astronomi Greenwich sedang bersiap untuk menerbitkan "Nautical Almanac" pertama, yang berisi jadual ringkasan kedudukan Matahari, Bulan, planet dan "bintang navigasi" untuk garis bujur dan garis lintang tertentu dan nilai masa yang sesuai pada sifar meridian untuk setiap hari dalam setahun. Edisi pertama Almanac diterbitkan pada tahun 1767.
Kronometer pertama dibuat pada tahun 1735.
Harrison, yang yakin bahawa Maskelein sengaja menenggelamkan ciptaannya untuk memberi kelebihan kepada kaedah astronomi, pergi mencari keadilan dengan Raja muda George III. Raja itu, yang telah mendapat pendidikan ilmiah yang baik, mengambil kronometer H5 untuk menguji dirinya dan secara peribadi menghabiskannya setiap hari selama enam bulan. Sebagai hasil ujian ini, George III menyarankan agar Garrison masuk dengan petisyen langsung ke parlimen, melewati Suruhanjaya Bujur, dan menuntut hadiah pertamanya, dan jika parlimen menolak, maka dia, raja, secara pribadi akan tampil secara serius di parlimen dan menuntut hal yang sama dari takhta. Parlimen menentang selama beberapa tahun lagi, dan sebagai hasilnya, pada tahun 1773, Harrison mengeluarkan penghargaan terakhir sebanyak 8,750 paun (setelah menolak kos dan kos bahan).
Kegiatan Suruhanjaya Bujur menghasilkan:
Suruhanjaya Bujur bekerja hingga tahun 1828, menggabungkan fungsi organisasi hibah dan pusat penyelidikan, dan mengeluarkan sejumlah penghargaan dan pemberian, termasuk penghargaan 5000 paun kepada penjelajah kutub W. Parry, yang mencapai garis lintang utara 82,45 ° di Kanada kutub pada awal abad ke-19.
Meringkaskan karangan pendek ini, seseorang harus sekali lagi menarik perhatian kepada fakta bahawa penyelesaian untuk masalah bujur tidak dicapai oleh satu atau bahkan beberapa penembusan, ia dibuat panjang, keras, dari sebilangan besar langkah, yang masing-masing merupakan pencapaian yang signifikan dalam bidangnya sendiri. Walaupun selepas kronometer Harrison dan kaedah Mayer-Euler beralih dari eksperimen ke latihan navigasi, kaedah navigasi dan kartografi terus bertambah baik.
Peranan utama sains Britain dalam menyelesaikan masalah navigasi bukan sahaja membantunya memenangi dan mengekalkan status "penguasa laut" (perarakan nasionalis awal "Rule Britain, by the sea" rumit pada tahun 1740-1745), tetapi juga untuk menjadikan Greenwich sebagai meridian utama, pada yang pertama giliran almanak nautika berkualiti oleh Maskelein dan pengikutnya. Persidangan Meridian Antarabangsa 1884 di Washington mengadopsi meridian Greenwich sebagai sifar, yang menandakan permulaan penciptaan sistem waktu standard universal. Sebelum tarikh ini, perbezaan waktu tempatan di berbagai negara dan bahkan bandar sedemikian sehingga menimbulkan masalah serius, misalnya, untuk jadual waktu kereta api. Negara terakhir yang beralih ke koordinat menurut Greenwich adalah Perancis (1911), dan penyatuan penghitungan masa belum selesai hingga hari ini,yang terkenal oleh rakyat Rusia dari perubahan dasar waktu musim panas.
Kronometer Inggeris juga dianggap sebagai standard kualiti di antara pelaut semua negara sekurang-kurangnya hingga pertengahan abad ke-19. Tetapi walaupun pengiraan garis bujur oleh kronometer lebih cepat dan lebih tepat daripada mengira "jarak lunar", almanak nautika memegang kedudukan mereka sepanjang abad ke-19. Kronometer jauh dari semua kapal pada pertengahan abad ke-19 kerana harganya yang tinggi. Sebagai tambahan, para pelaut dengan cepat mengetahui bahawa seharusnya ada sekurang-kurangnya tiga kronometer di kapal sehingga kesalahan dalam pembacaannya dapat dikesan dan dihilangkan. Sekiranya dua dari tiga kronomer menunjukkan masa yang sama, jelas bahawa yang ketiga itu salah dan seberapa besar dia salah (ini adalah contoh pertama mengenai redundansi tiga modular). Tetapi dalam kes ini, bacaan kronometer diperiksa terhadap data astronomi. "… Yang Mulia Stepan Ilyich buru-buru menghabiskan gelas ketiganya,menghabiskan rokok tebal kedua dan naik ke atas dengan sextant untuk mengambil ketinggian matahari untuk menentukan garis bujur tempat itu "- begitulah cara K. Stanyukovich menggambarkan kerja seorang pelaut tentera laut pada awal tahun 1860-an, walaupun kapal itu dilengkapi dengan beberapa kronometer.
Menjelang awal abad ke-20, kronometer mencapai ketepatan 0,1 saat sehari, berkat penemuan dalam sains metalurgi dan bahan. Pada tahun 1896, Charles Guillaume membuat aloi besi-nikel, dengan pekali minimum pengembangan haba (invar) dan termoelastik (elinvar), yang dipadankan untuk saling mengimbangi secara berpasangan. Ini adalah bagaimana bahan berkualiti tinggi untuk musim bunga dan roda roda keseimbangan muncul (pada tahun 1920 Guillaume menerima Hadiah Nobel dalam bidang fizik untuk karya-karya ini). Analog moden Invar dan Elinvar juga merangkumi berilium.
Dengan penemuan radio, stesen radio darat mula menghantar koordinatnya. Menjelang permulaan Perang Dunia Pertama, keperluan untuk kaedah jarak bulan hilang, dan pencatatan masa menjadi kaedah kawalan tambahan. Pada masa yang sama, pengayun harmonik baru dan berkualiti lebih baik daripada pendulum atau pengimbang musim bunga. Pada tahun 1880 Pierre dan Jacques Curie menemui sifat piezoelektrik kuarza, dan pada tahun 1921 Walter Cady mengembangkan resonator kuarza pertama. Inilah bagaimana landasan teknologi untuk pembuatan jam tangan kuarza muncul, yang pada awalnya digunakan sebagai sumber isyarat masa yang tepat, dan sejak tahun 1960-an telah menjadi alat massa. Kronometer laut mula digantikan oleh jam tangan elektronik.
Dengan permulaan zaman ruang angkasa, navigasi mengambil langkah seterusnya. Sangat menarik bahawa skema asas navigasi satelit pada dasarnya tidak berbeza dengan cadangan Whiston untuk meletakkan kapal pegun di laut, mengikut isyarat yang mana navigator akan menentukan koordinatnya - ini adalah satelit yang menyiarkan koordinat mereka dan masa sejagat kepada penerima isyarat di Bumi. Teknologi abad ke-20 memungkinkan untuk melaksanakan rancangan abad ke-18 pada tahap yang baru. Dari tahun 1972 hingga 1990, satu satelit satelit navigasi GPS dibuat secara orbit, yang pada tahun 1992 dibuka untuk penggunaan awam. Sejak 2011, GLONASS Soviet-Rusia telah mencapai kapasiti reka bentuknya, dan dua lagi sistem sedang dipersiapkan untuk dilancarkan, Eropah (Galileo) dan Cina (Beidou). Ketepatan tertinggi sistem ini diukur dalam meter. Satelit juga digunakan dalam beberapa sistem geodetik moden, yang terbesar, DORIS Perancis, mempunyai ketepatan sentimeter. Telefon pintar pada tahun 2010 mula merangkumi sistem navigasi sederhana yang dihubungkan ke satelit dengan ketepatan 8 hingga 32 meter dan fungsi penyegerakan masa automatik menggunakan isyarat dari operator selular dan sumber Internet "waktu atom".
Walaupun begitu, pengiraan koordinat "sepanjang Bulan" hanya pada abad XX mula dikecualikan dari program latihan untuk pelaut, dan almanak laut masih diterbitkan. Ini adalah jaring keselamatan yang sangat sesuai. Sekiranya juruelektrik gagal di kapal, pelaut tidak boleh kehilangan alat navigasi. Tetapi walaupun tidak tahu bagaimana menangani sextant dan almanac, pelaut (dan sesiapa sahaja yang selesai membaca artikel ini) akan dapat menentukan koordinatnya dengan ketepatan pecahan darjah, menggunakan jam tangan dan bayangan dari objek menegak. Kemajuan teknologi sejak beberapa abad kebelakangan ini memungkinkan untuk dipakai di tangan, jika bukan kronometer, maka kemiripannya agak mirip dengannya.
Pengarang: Yuri Ammosov
