Articles

MacTutor

経度問題の初期の歴史は、私たちの記事LongitudeとAcadémie Royaleで議論されています。 本稿では、17世紀半ば頃に始まったイングランドにおける経度問題に対する攻撃について論じた。
科学者のグループは、1645年からロンドンとオックスフォードで会合を始め、確かに経度問題は、彼らが議論した主な問題の一つでした。 1661年に書かれた詩は、グレシャム大学で起こっている仕事を説明しました(参照):-

Colledgeは全世界を測定します。
最も不可能な結論は、
ナビゲーターは経度を見つけることによって喜びを作ります。
すべてのTarpallingは、その後、簡単に
Th’Antipodesに任意の船をSayleなければなりません。

1662年には、ジョン-ウィルキンス、ジョン-ウォリス、ロバート-フックなどの科学者グループを含むグレシャム-カレッジのグループが、自然知識の促進のためのロンドン王立協会となった。 王立協会はチャールズ2世によって憲章を与えられ、グレシャム・カレッジ・グループの別のメンバーであるクリストファー・レンは王立協会の憲章の前文を書いた。 新たに設立された王立協会の述べられた目的の一つは、経度を見つけることでした。
ジョナス-ムーア、数学の教師とチャールズIIに大いに賛成していた測量士は、彼がロンドンの王立協会に行われたフラムスティードの訪問中にフラムスティードに会った後、1670年にジョン-フラムスティードのパトロンとなった。 ジョナス-ムーアはフラムスティードに天体観測を行うための機器を提供することができた。 三年後、ムーアは、一緒に有名な日記作家サミュエルPepysと、キリストの病院内の王立数学学校を設立しました。 この学校は、彼らが海で王に仕えることができるように、航海技術の訓練の少年たちの特定の目的で設定されました。
経度問題を解決するための提案がなされており、1673年にはあるヘンリー-ボンドによって磁気偏角に基づくものが提案された。 チャールズ2世はこの提案を検討するための委員会を設置し、その委員会にはブロウンカー、王立協会の会長、ジョン・ペル、ロバート・フックが含まれた。
フックは長い間、時計に興味を持っていたし、彼らは経度の問題を解決するために使用されるかもしれないかどうか。 困難を調査した後、彼は経度の問題を解決するために海で十分に正確な時間を保つために時計を得ることは事実上不可能であると結論づけました。-

それにもかかわらず、フックは1664年に時計のバランスをより均一にするために春を使用する20の異なる方法について講義し、彼は十分に正確な時計を生成させるかもしれない彼の袖の上にいくつかのトリックを持っていたと述べた。 したがって、フックは、当時のほとんどすべての科学者のように、彼自身が問題を解決することを望んでいたので、経度の解決策の偏った裁判官でした。
ジョナス-ムーアは、経度問題の解決策を見たいと思っていますが、自分ではなく他の人がそれを解決することを可能にする役割を見ているようです。 チャールズ2世を説得して、1674年にケンブリッジ大学がM.A.をフラムスティードに授与できるように令状を与えるようにした。 同年、王立協会はムーアが資金を提供する天文台を設立する計画を始めたが、別の提案は、天文データを使用して経度の問題を解決したと主張するフランス人のLe Sieur de St Pierreから来た。 チャールズ2世は、ブロンカー、ペル、フックからなるサンピエールからのこれらの新しい提案を、レンと他の3人と一緒に検討するための王立委員会を設立した。
1675年2月、フラムスティードはムーアと滞在するためにロンドンに到着し、ムーアはフラムスティードがちょうどサンピエールの経度の提案を検討するために設定された王立委員会の助手に任命されることを手配した。 フラムスティードはすぐに観測を行い、経度問題を解決する月の距離法である月の位置を予測するサンピエールの方法はほとんど役に立たなかったことを示した。 もちろん、月の正確な位置を予測することができれば、経度の問題は解決され、英語は木星の方法の衛星に主に働いていたフランスとは対照的に、経度の問題に対する彼らの主な攻撃としてこれを扱うようになった。
ムーアはまた、フラムスティードが王を訪問し、パリ天文台でのジャン-ピカールの仕事と経度問題に対するフランスの攻撃について彼に伝えるよう手配した。 “国家の誇り”カードを演奏していたフラムスティードは、フランスがこの仕事のために王室の天文台を持っていたことを王に強調し、王はイングランドがフランスと一致するように迅速に移動した。 1675年3月4日、彼は国王令状によりフラムスティードの天文観測者に任命された。 £100の彼の給料から、彼は£10の税金を支払う必要があり、また、彼が可能性があるように、すべての彼自身の楽器を提供しなければならなかった:-

Flamsteedはムーアによって彼の任命の知らされたが、彼は彼が彼の任務の一部としてキリストの病院で王立数学学校で二人の男の子に教訓を与えなければならなかったことを学んだときに特に、提案された給与によって興奮していなかった。 フラムスティードが任命されてから2日以内に、グリニッジは新しい天文台のための場所として受け入れられ、レンによって選ばれた。 グリニッジの王立天文台の建物は、1675年にレンによって設計され、フックによって指示されました。 フラムスティードとハレーは、1676年に観測を開始した機器と観測のための要件について助言しました。
王立天文台でのフラムスティードの最初のプロジェクトの一つは、地球が一定の速度でその軸上を回転したことを証明しようとすることでした。 これは、彼が最初に太陽系の彼の理論を提唱したときにコペルニクスによって仮定されていたが、それは証明されていませんでした。 それはまた、地球が毎分で一定量を回転するという仮定をした経度を決定するすべての提案された方法において重要な成分であった。

ムーアは、時計のダイヤルの上に吊り下げられた長さ4メートルの振り子を持つフラムスティードのための二つの時計を購入しました。 地球の軌道が円形ではないという事実は、日時計の時間が年の一部の正確な時計時間よりも先に、他の時間にはそれよりも後ろにあることを意味す 時計時間と日時計時間の間のこの変化は、時間の方程式または自然日の方程式として知られており、何世紀も前にギリシャ人とアラブ人に知られていた(もちろん、変化の理由は理解されていなかったが)。
このリンクで展望台の写真を見ることができます。 左側に2つのダイヤルがあり、ダイヤルの上に振り子のボブが表示されています。
フラムスティードは、恒星の連続したトランジットから得られた恒星時間を太陽時間に補正するタイムキーパーとして、地球が太陽の周りを回る自転によるものであることを使用した。 フラムスティードは1677年に手紙の中で次のように書いています。-

しかし、フラムスティードは飢えておらず、1678年までに地球のアイソクロナス回転を証明していた。 経度問題の一部は、地球が一定の速度で回転していることを本当に疑う人はいませんでしたが、このように解決されました。 (もちろん、より正確な測定では、地球の回転速度が変化し、これを修正するためにさまざまな機会にうるう秒が追加されることを検出できることが知)
グリニッジ王立天文台は大量のデータを提供しなければならず、フラムスティードは1689年から1704年までの15年間、経度を求める月の距離法のために月の表を編集した。 ニュートンはまた、彼は重力の彼の新しい理論の面で軌道の彼の理解を完璧にすることができるように、月のデータを必要としました。
1690年から1707年の間に、イギリス海軍の船が海上で失われたという事件がいくつかあった。 1707年の最も深刻な事件では、イングランドに戻っている間に4隻の船がシリー諸島で座礁したときに2000人以上の男性が失われた。 それを解決するために継続的な失敗は、お金のイングランドの膨大な金額を原価計算されたように、より多くの圧力が経度問題の解決のためにマウントされていました。 誰もが数学者や天文学者が解決策を提供すると信じていましたが、そうではありません。 しかし、独創的な深刻な提案だけでなく、コミカルなものの両方が前方に来続けました。
世界時の知識が経度を計算することを可能にするという正しい理解に基づいて、一つのコミカルな提案は、で説明されています:-

より深刻な提案は、1714年にWilliam WhistonとHumphrey Dittonから来ました。 彼らは提案しました。-

議会は急進的な動きをする時が来たと考え、16June1714で、彼らは法律を可決しました:-

この賞の価値を理解するためには、生活を提供し、彼の楽器を購入するために£100の貧しいFlamsteedの年俸を覚えておくだけです。 委員は、経度委員会として知られ、提案が条件を満たしているかどうかを判断し、有望な提案のための現金の進歩を提供するために任命されました。 委員には、海軍本部、天文学者ロイヤル、サヴィリアン、ルーカス、プルーミアンのオックスフォード大学とケンブリッジ大学の数学教授、議会の10人のメンバーが含まれていた。
もちろん、提出された希望に満ちた提案の洪水があり、レンからのものがその中にありました。 委員会は、不可能な提案の膨大な数に対処するために秘書を採用し、秘書がさらに勉強委員会の価値があるかもしれないと思ったものを検討するために年に三回会った。 多くの小さな賞が作られましたが、本当のメリットの提案はありませんでした。
ジョン-ハリソンの経度問題への貢献、そして彼の最終的に問題を解決することを説明する前に、言及すべきもう一つの重要な要素があります。 王立協会の副会長であったジョン・ハドリーは、1731年5月の協会への連絡の中で、二重反射の原則に基づいた2つの新しい楽器について説明した。 –

実際、ペンシルベニア州のトーマス-ゴドフリーはハドリーとほぼ同じ時期に同じ発明をしており、後にハレーの論文でニュートンが1700年に同様の考えを持っていたことが発見されたが、ハレーはそれが実用的ではないと彼に言っていた。
ジョン-ハリソンは、経度法が可決された翌年の1715年に最初の時計を建てました。 1727年までに、彼は温度変化の影響を排除するために9つの交互の鋼と真鍮の棒で構成された”鉄製”振り子で非常に細かい時計を作っていました。 1730年にハリソンはロンドンを訪れ、彼と一緒に彼が開発した格子振り子とバッタ脱進機を持って行き、そこで彼は経度賞を獲得するために必要なものを正確に学んだ。 彼は天文学者ロイヤルのハレーと話をし、彼は経度委員会から資金を求めるのではなく、むしろ最初に他の情報源から資金を求めるように助言した。
このハリソンは、海で正確な時間を保つために特別に設計された彼の最初の時計を作るために彼を可能にするためにお金を与えられました。 ハレーは彼の時計が建てられた後、ボードに近づくように彼に助言しました。 ハリソンは1735年に現在のH1と呼ばれる時計を完成させた。 それは約35kgの重さの大きな時計で、美しくはありませんが、多くの独創的な機能を備えていました。 彼はそれをロンドンに持って行き、ハレーを含む王立協会の五人のメンバーによって検査され、彼らは時計に熱心であり、ハリソンに経度委員会が海の裁判を注文するしかないことを基本的に意味する証明書を与えた。
H1の写真はこのリンクにあります。
ハリソンはH-M-S-センチュリアン号に乗ってリスボンに向かい、H-M-S-オックスフォード号に戻った。 それは主に北/南だったので、ルートの奇妙な選択だったが、H1はうまく動作し、ハリソンは船が船長が信じていた150キロさらに西にあったことを帰りの航海で船長に伝えることができた。
しかし、ハリソンはH1に満足しておらず、1737年に経度委員会に近づいた。 ボードレコードの議事録:-

H2は経度委員会から£250で構築されました(テストのために配信されたときに別の£250の約束で)が、意図にもかかわらず、H1よりも重 しかし、それはさらに革新的な機能の数を持っていました。 ハリソンは約束通り1739年にH2を完成させたが、2年かけて自身で試験を行った。 イギリスはフランスとの戦争であったので、海の試験は困難でした: 七年戦争は確かに科学的進歩を混乱させた。
ハリソンは3番目の時計H3を作ることを決め、1741年に経度委員会に手紙を書いた。 さらに500ポンドを与えられた。 明らかに王立協会はハリソンの作品に感銘を受け、1749年にコプリー-メダルを授与した。 ロイヤル-ソサエティはハリソンを次のように宣言しました。-

H3の作業はハリソンが期待していたほどうまくいかず、1757年にH3をテストするのではなく、はるかに小さな時計を作ることに決めた前に、経度委員会からさらに多くの進歩を受けた。
H4は1757年に開始され、二年で完成した。
H4の写真はこのリンクにあります。
直径12cmほどで、ハリソン自身が言ったときは完全に正しかった:-

1761年、ハリソンはH4の海上での裁判を要求した。 1741年以来、彼は彼が彼の仕事を完了するのを助けるために経度委員会から£3000を受け取っていたし、彼らは今彼にh4を調整するために別の£500を与えた。
この段階までハリソンは経度委員会によってかなりよく扱われていたが、H4が£20000賞の賞の条件を満たしていることを納得させることはほとん 裁判が組織され、H4はジョン-ハリソンの息子ウィリアム-ハリソンと共にデプトフォードに置かれた。 デップフォードがジャマイカに到着したとき、賞の条件は完全に満たされました,H4は、全体の旅にわずか5秒を失った. 裁判の一部ではなかった復帰時には、ウィリアム-ハリソンとH4はスループ-マーリンにいた。 天候は非常に悪く、マーリンは旅を通してバフェットされましたが、H4はまだ£20000の賞のために設定された条件の中で実行されました。
王立協会と経度委員会は、ハリソンに条件を満たすために値する20000ポンドを与えることを望んでいなかった。 これにはいくつかの理由がありました。 彼らは慎重に考え出されていなかったので、彼らが満たされるだろうという少し見通しがあったときに最初の場所で条件が設定されていました。 今では、H4が条件を満たしていることを意味するチャンスであった可能性があると主張されました。 おそらくもっと重要なのは、まだ賞を自分自身で獲得することを望んでいた王立協会の多くのメンバーがまだいたことです。
1742年に天文学者ロイヤルとしてハレーの後を継いだジェームズ-ブラッドリーとトビアス-メイヤーは、月の距離法が経度問題の解決につながると確信していた。 メイヤーは1756年に経度委員会に月の表を送ったが、フランスとの七年戦争は適切な裁判を妨げていた。 1761年、月の距離法を強く信じていたマスケリンは、ヘンリー王子のセントヘレナに派遣され、経度委員会の月の距離法をテストし、特にメイヤーのテーブルをテストした。 Howseでは、この航海における月の距離法に関するMaskelyneの仕事について説明しています:-

Maskelyneは主張した:-

ブラッドリーは、彼とトビアス-メイヤーがハリソンのブラストウォッチのために£10000経度賞を共有しているだろうと主張した。 それはハードによって行わ感じていたハリソンだけではありませんでした。
ジェイムズ-ブラッドリーとメイヤーは1762年に死去したが、メイヤーの未亡人は後に経度委員会から3000ポンドを受け取った。 ハリソンが戦いを続けることは残っていたが、メイヤーのテーブルでの成功に関するメイヤーの報告が、彼自身の成功が無視されていたので、賞に値すると見られるかもしれないことを恐れ始めた。 1764年3月28日にウィリアム・ハリソンとH4が乗船してポーツマスを出航した。 バルバドスに到着したウィリアム-ハリソンは、マスケリンが裁判の成功を判断するために先に送られていたことを発見した。
ウィリアム-ハリソンは、マスケリンは公平な裁判官ではなく、マスケリンは病気のために必要な観察が他の誰かによって行われるように頼む良い恵みを持っていたと不平を言った。 H4は旅の5ヶ月でわずか54秒を失い、ハリソンが旅の前に設定していたエラーの修正後、エラーは15秒に短縮されました。
H4が20000ポンドの賞を受賞した科学的なケースは議論の余地がなかった。 Kendallによって作られたH4のコピー、K1と呼ばれるものも賞の条件の範囲内であることが判明し、78歳のJohn Harrisonは経度委員会によって定められたさらなる条件を満たすために別の時計H5を作成しました。 しかし、彼は経度問題を解決するための彼の賞を受賞する前に、それは王ジョージ三世にジョン*ハリソンの請願を取りました。
K1の写真はこのリンクにあります。
ハリソンが記載されている後の海洋クロノメーターの開発では:-