den tidlige historien til lengdegradsproblemet er diskutert i vår artikkel Lengdegrad og Acadé Royale. Denne artikkelen diskuterer angrepet på lengdegrad problem I England som begynte rundt midten av det 17. århundre.Grupper av forskere begynte å møte I London og Oxford fra 1645 og sikkert lengdegradsproblemet var et av hovedproblemene de diskuterte. Et dikt skrevet i 1661 beskrev arbeidet som skjer På Gresham College (se ):-

Colledge vil hele verden måle,
som mest umulig konkludere,
Og Navigatører gjøre en glede
ved å finne ut lengdegrad.
Hver Presenning skal da med letthet
Sayle noen skip til Th ‘ Antipodes.

i 1662 gruppen Fra Gresham College, som inkluderte John Wilkins, John Wallis Og Robert Hooke, og andre grupper av forskere, Ble Royal Society Of London For Fremme Av Naturlig Kunnskap. Royal Society ble gitt sitt charter Av Charles II og Et annet medlem Av Gresham College gruppe, Christopher Wren, skrev innledningen Til Royal Society charter. Et av de uttalte målene For Det nystiftede Royal Society Var Å Finne lengdegraden.Jonas Moore, en matematikklærer og landmåler som var sterkt i favør Med Charles II, ble en beskytter Av John Flamsteed i 1670 etter at han møtte Flamsteed under et besøk Flamsteed gjort Til Royal Society I London. Jonas Moore var i stand til Å gi Flamsteed med instrumenter for å utføre astronomiske observasjoner. Tre år senere Moore, sammen med den berømte dagbokforfatteren Samuel Pepys, grunnla Royal Mathematical School i Christ Hospital. Denne Skolen ble satt opp med det spesifikke målet å trene gutter i navigasjonsteknikker slik at De kunne tjene Kongen til sjøs.
Forslag ble gjort for å løse lengdegrad problem og i 1673 en basert på magnetisk misvisning ble foreslått av En viss Henry Bond, se . Charles ii satte opp en komite for å undersøke forslaget, komiteen inkluderte Blant sine medlemmer Brouncker, Presidenten Til Royal Society, John Pell og Robert Hooke.Hooke hadde lenge vært interessert i klokker og om de kunne brukes til å løse lengdegradsproblemet. Etter å ha undersøkt vanskelighetene han konkluderte med at å få en klokke for å holde tilstrekkelig nøyaktig tid på sjøen for å løse lengdegrad problemet var praktisk talt umulig: –

Vanskeligheter ble foreslått fra endring av klima, airs, varmer og forkjølelse, temperaturen på fjærer, natur vibrasjoner, bruk av materialer, bevegelse av skipet …

Likevel Hooke hadde forelest i 1664 på 20 forskjellige måter å bruke en fjær for å gjøre balansen av en klokke mer uniform og sa at han hadde noen triks opp ermet som kan la ham produsere en tilstrekkelig nøyaktig klokke. Hooke, derfor, som nesten alle forskere på den tiden var en partisk dommer av lengdegradsløsninger siden han håpet å løse problemet selv.Jonas Moore, selv om han er opptatt av å se en løsning på lengdegradsproblemet, synes å ha sett sin rolle som å gjøre det mulig for andre å løse det i stedet for seg selv. Han overtalte Karl II til å gi En arrestordre slik At Cambridge kunne tildele En Mastergrad Til Flamsteed i 1674. Samme år Begynte Royal Society å planlegge å sette opp et observatorium Som Moore tilbød å finansiere, men et annet forslag kom fra En Franskmann Le Sieur De St Pierre som hevdet å ha løst lengdegradsproblemet ved hjelp av astronomiske data. Karl ii satte Opp En Kongelig Kommisjon for å undersøke disse nye forslagene fra St Pierre bestående Av Brouncker, Pell, Hooke sammen Med Wren og tre andre.I februar 1675 Kom Flamsteed til London for å bo Hos Moore og Moore arrangert At Flamsteed bli utnevnt assistent Til Royal Commission bare satt opp for å undersøke St Pierre lengdegrad forslag. Flamsteed gjorde raskt observasjoner som indikerte At St Pierres metode for å forutsi månens posisjon, månens avstandsmetode for å løse lengdegradsproblemet, var lite brukt. Selvfølgelig hvis den nøyaktige posisjonen til månen kunne forutsies, ble lengdegradsproblemet løst, og engelsken begynte å behandle dette som deres hovedangrep på lengdegradsproblemet i motsetning til franskmennene som jobbet i stor grad på Månene I Jupiter-metoden.Moore arrangerte Også For Flamsteed å besøke Kongen og fortelle Ham Om Jean Picards arbeid i Paris-Observatoriet og det franske angrepet på lengdegradsproblemet. Flamsteed, som spilte ‘national pride’ – kortet, understreket Til Kongen hvordan franskmennene hadde Et Kongelig Observatorium for dette arbeidet, Og Kongen flyttet raskt slik At England kunne matche Frankrike. Den 4. Mars 1675 utnevnte Han Flamsteed Til sin astronomiske observatør ved Kongelig Ordre. Fra sin lønn til £100 måtte han betale £10 skatter og dessuten tilby alle sine egne instrumenter slik at han kunne:-

… søk selv med den mest nøyaktige omsorg og flid for å rette opp bordene til himmelens bevegelser og stedene til de faste stjernene, for å finne den så mye ønsket lengdegrad av steder for å perfeksjonere navigasjonskunsten.

Flamsteed ble informert om utnevnelsen Av Moore, men var langt fra begeistret av lønn foreslått, spesielt da han fikk vite at han måtte gi leksjoner til to gutter På Royal Mathematical School Ved Christ Hospital som en del av hans plikter. Innen to dager Etter Flamsteeds utnevnelse, Hadde Greenwich blitt akseptert som et sted for det nye observatoriet, stedet ble valgt av Wren. Bygningen Royal Observatory At Greenwich begynte i 1675 designet Av Wren og regissert av Hooke. Flamsteed og Halley ga råd om kravene til instrumentene og observasjonen begynte i 1676.Et Av Flamsteeds første prosjekter ved Royal Observatory var å forsøke å bevise At Jorden roterte om sin akse med konstant hastighet. Dette hadde Blitt antatt Av Copernicus da Han først fremførte sin teori om solsystemet, men det hadde aldri blitt bevist. Det var også en viktig ingrediens i alle foreslåtte metoder for å bestemme lengdegrad som gjorde antagelsen Om At Jorden roterer et fast beløp i hvert minutt.
Moore kjøpt to klokker For Flamsteed med pendler 4 m lang som ble hengt over ringer av klokker. Solen kunne ikke brukes som tidtaker siden det faktum At Jordens bane ikke er sirkulær betyr at solurtiden ville være foran nøyaktig klokketid for en del av året og bak den på andre tidspunkter. Denne variasjonen mellom klokke tid og solur tid er kjent som Ligningen Av Tid eller Ligningen Av Naturlige Dager og hadde vært kjent For Grekerne og Araberne mange århundrer tidligere (selv om selvfølgelig årsaken til variasjonen ikke var da forstått).
du kan se et bilde av observatoriet på DENNE LINKEN. Det er de to rattene til venstre med pendelbobene synlige over rattene.Flamsteed brukte stjernen Sirius Som en tidtaker som korrigerte siderisk tid oppnådd fra suksessive transitter av stjernen til soltid, forskjellen skyldes selvsagt rotasjonen Av Jorden rundt Solen. Flamsteed skrev i et brev i 1677:-

… våre klokker holdt så god korrespondanse Med Himmelen at jeg tviler på det ikke, men de ville vise at jordens omdreininger var isokroniske…

han krevde et år for å fullføre eksperimentet, men dette ville bare være mulig hvis Ordnance som betalte sin lønn: –

… sulte meg ikke ut, for min kvote du vet er, men liten og nå er de tre fjerdedeler i min gjeld. Jeg frykter at jeg må komme ned til landet for å søke en fattig prestegård, og så farvel til ett eksperiment.

Men Flamsteed sultet ikke og I Mars 1678 hadde Han bevist isochronus rotasjon Av Jorden. En del av lengdegradsproblemet ble dermed løst, selv om ingen virkelig tvilte om At Jorden roterte med konstant hastighet. (Selvfølgelig vet vi nå at med mer nøyaktige målinger kan vi oppdage At Jordens rotasjonshastighet endrer seg og sprang sekunder legges til ved ulike anledninger for å korrigere for dette.)
Greenwich Royal Observatory måtte gi store mengder data Og Flamsteed brukt 15 år fra 1689 til 1704 kompilering tabeller av månen for lunar avstand metode for å finne lengdegrad. Newton krevde også data på månen slik at han kunne perfeksjonere sin forståelse av bane i form av sin nye gravitasjonsteori.mellom 1690 og 1707 var det en rekke hendelser der engelske marineskip gikk tapt til sjøs fordi de hadde mistet sine stillinger. I den mest alvorlige hendelsen i 1707 gikk over 2000 menn tapt da fire skip gikk på grunn på Scillyøyene mens de kom tilbake til England. Mer og mer press var montering for en løsning på lengdegrad problemet som den fortsatte unnlatelse av å løse det kostet England store pengesummer. Alle trodde at matematikere og astronomer ville gi løsningen, men det er ikke å være. Men både geniale seriøse forslag samt komiske de fortsatte å komme frem.
En komisk forslag, basert på riktig forståelse av at en kunnskap om universell tid ville tillate lengdegrad beregnes, er beskrevet i: –

involvert bruk av … pulver av sympati. … pulveret av sympati ble brukt, ikke til såret, men til våpenet som påførte det. … før seiling hvert skip skal være utstyrt med en såret hund. En pålitelig observatør på land, utstyrt med en standard klokke og en bandasje fra hundens sår ville … hver time, på prikken, fordyp bandasjen i en løsning av pulver av sympati og hunden på skipet ville yelp timen.

Et mer seriøst forslag kom Fra William Whiston Og Humphrey Ditton i 1714. De foreslo, se:-

… en rekke lightships forankres i de viktigste skipsleiene med jevne mellomrom… Lysskipene ville brenne med jevne mellomrom et stjerneskall tidsbestemt for å eksplodere på 6440 fot. Sjøkapteiner kunne enkelt beregne avstanden fra nærmeste lysskip bare ved å beregne intervallet mellom blitsen og rapporten.

Parlamentet satte opp En Komite hvis medlemmer inkluderte Newton og Halley for å undersøke whiston – Ditton-forslagene og rapportere generelt om lengdegradsproblemet. Newton rapporterte Til Komiteen at de fleste lengdegrad forslag var riktig i teorien, men falt ned i praksis. Newton favoriserte ikke Den franske metoden For Å bruke Jupiters måner og bemerket At Whiston-Ditton-metoden ikke tillot lengdegrad å bli funnet til sjøs hvis den noen gang gikk tapt. Newton vurderte klokkemetoden som til slutt skulle lykkes:-

En er, ved en klokke for å holde tiden nøyaktig: men på grunn av skipets bevegelse, variasjonen i varme og kulde, våt og tørr, og forskjellen i tyngdekraften på forskjellige breddegrader, hadde en slik klokke ennå ikke blitt gjort.

Parlamentet trodde tiden var kommet for å gjøre et radikalt trekk, og den 16. juni 1714 vedtok De En Lov: –

… for å gi en offentlig belønning for en person eller personer som skal oppdage lengdegrad… til en sum på ti tusen pund, hvis den bestemmer den nevnte lengdegrad til en grad av en stor sirkel, eller seksti geografiske miles, til femten tusen pund, hvis den bestemmer det samme til to tredjedeler av avstanden, og til tjue tusen pund, hvis den bestemmer det samme til halvparten av samme avstand…

for å forstå verdien av denne premien må man bare huske dårlig Flamsteeds årslønn på £100 for å gi både en levende og å kjøpe sine instrumenter. Kommissærer ble utnevnt, Kjent som Styret For Lengdegrad, å bedømme om forslagene hadde oppfylt vilkårene og å gi kontantuttak for lovende forslag. Kommissærene inkluderte medlemmer av Admiralty, Astronomer Royal, Savilian, Lucasian, Og Plumian professorer i matematikk I Oxford og Cambridge og ti medlemmer av Parlamentet.
Selvfølgelig var det en flom av håpefulle forslag innsendt, En Fra Wren være blant dem. Kommisjonen ansatt en sekretær for å håndtere det store antallet umulige forslag og møtte tre ganger i året for å vurdere de som sekretæren trodde bare kunne være verdt Kommisjonen å studere videre. Mange små priser ble gjort, men ingen forslag om reell fortjeneste kom sammen.
Før beskriver John Harrisons bidrag til lengdegrad problem, og hans endelig løse problemet, det er en annen viktig ingrediens som bør nevnes. John Hadley, som var visepresident For Royal Society, beskrev i en kommunikasjon Til Society I Mai 1731, to nye instrumenter som var basert på prinsippet om dobbel refleksjon. Disse instrumentene er tillatt, se:-

… begge legemer (for lunar avstander) eller kroppen og horisonten (for høyder) for å bli sett av observatøren samtidig, noe som gjør observasjoner i et bevegelig skip praktisk mulig.

Faktisk Hadde Thomas Godfrey i Pennsylvania gjort den samme oppfinnelsen på nesten nøyaktig samme tid Som Hadley, og det ble senere oppdaget I Halleys papirer At Newton hadde en lignende ide i 1700, Men Halley hadde fortalt ham at Det ikke var praktisk.John Harrison bygde sin første klokke i 1715, året etter At Lengdegradsloven ble vedtatt. I 1727 hadde han laget en veldig fin klokke med en’ gridiron ‘ pendel som besto av ni vekslende stål – og messingstenger for å eliminere effekten av temperaturendringer. I 1730 besøkte Harrison London, tok med seg sin grillpendel og grasshopper escapement som han hadde utviklet, og der lærte Han nøyaktig hva som var nødvendig for å vinne lengdegradsprisen. Han snakket med Halley, Astronomer Royal, som rådet Ham til ikke å søke finans Fra Styret I Lengdegrad, men heller først å søke penger fra andre kilder.Denne Harrison gjorde og ble gitt penger for å gjøre ham i stand til å lage sin første klokke, spesielt designet for å holde nøyaktig tid til sjøs. Halley rådet ham til å nærme Styret etter hans klokke ble bygget. Harrison fullførte klokken, nå Kalt H1, i 1735. Det var en stor klokke som veide ca 35 kg, ser langt fra vakker, men med mange geniale funksjoner. Han tok den med Til London hvor den ble undersøkt av fem Medlemmer Av Royal Society, Inkludert Halley, og de var begeistret for klokken og ga Harrison et sertifikat som i utgangspunktet betydde At Styret I Lengdegrad hadde lite annet valg enn å bestille en sjøprøve.

et bilde Av H1 er på DENNE LINKEN.
Harrison fulgte H1 ombord H M S Centurian Til Lisboa og returnerte på H M S Oxford. Det var et merkelig valg av en rute siden Det var stort sett nord/sør, Men H1 oppførte seg bra og Harrison var i stand til å fortelle kapteinen på returreisen at skipet var 150 km lenger vest som kapteinen trodde.
Men Harrison var ikke fornøyd Med H1 og han nærmet Styret I Lengdegrad i 1737. Protokollen Fra Styrets rekord: –

John Harrison produserte en ny oppfunnet maskin, i form av urverk, hvor han foreslår å holde tiden til sjøs med mer nøyaktighet enn noe annet metodeinstrument som hittil er kjent… og foreslår å lage en annen maskin av mindre dimensjoner innen to år, hvorved han vil forsøke å rette opp noen feil som han har funnet i den forberedte…

H2 ble bygget med £250 Fra Styret I Lengdegrad (med løfte om en annen £250 da den ble levert for testing), men til tross for intensjonen, det viste seg å være tyngre Enn H1. Det har imidlertid en rekke ytterligere innovative funksjoner. Harrison fullførte H2 i 1739, som lovet, men brukte to år på å teste Det selv. Sjøprøver var vanskelige siden England var i krig Med Frankrike: Syvårskrigen forstyrret vitenskapelig fremgang.Harrison bestemte seg for å bygge En tredje klokke, H3, og skrev Til Styret I Lengdegrad i 1741. Han ble tildelt en annen £500. Det Er klart At Royal Society var imponert over harrisons arbeid siden De tildelte Ham Copleymedaljen i 1749, en bemerkelsesverdig begivenhet med tanke På At Harrison ikke hadde noen akademisk bakgrunn eller trening. Royal Society proklamerte Harrison å være: –

… forfatteren av den viktigste vitenskapelige oppdagelsen eller bidraget til vitenskapen ved eksperiment eller på annen måte…

Arbeidet Med H3 gikk ikke så godt Som Harrison hadde håpet, og han fikk en rekke videre fremskritt fra Styret I Lengdegrad før han til slutt besluttet i 1757 ikke å teste H3, men å bygge en mye mindre klokke.
H4 ble startet i 1757 og fullført på to år.
et bilde Av H4 er på DENNE LINKEN.
Det var omtrent 12 cm i diameter og Harrison selv var helt riktig da han sa:-

jeg tror jeg kan gjøre dristig å si, at det er noen annen mekanisk eller matematisk ting i Verden som er vakrere eller nysgjerrig i tekstur enn dette min klokke eller tid-keeper for lengdegrad …

i 1761 ba Harrison om en rettssak til sjøs for H4. Siden 1741 hadde han mottatt £3000 fra Lengdegradsstyret for å hjelpe ham med å fullføre sitt arbeid, og de ga ham nå en annen £500 for å fullføre justeringen H4.

Selv om Harrison opp til dette stadiet hadde blitt behandlet ganske bra av Lengdegradsstyret, var Han nå å finne det nesten umulig å overbevise Dem om At H4 tilfredsstilte vilkårene for tildeling av £20000-prisen. En rettssak ble organisert Og H4 ble satt På Deptford Med John harrisons sønn, William Harrison, ser etter det. Betingelsene for prisen ble fullstendig oppfylt da Deptford nådde Jamaica, H4 hadde bare mistet 5 sekunder på hele reisen. På retur, som ikke var en del av rettssaken, H4 Med William Harrison var På sluppen Merlin. Været var ekstremt dårlig og Merlin ble plaget gjennom hele reisen, Men H4 ble fortsatt utført innenfor betingelsene som ble satt ned for £20000-prisen.
Royal Society og Styret I Lengdegrad var uvillige til å gi Harrison den £20000 han fortjente for å møte vilkårene. Det var flere grunner til dette. For det første hadde forholdene blitt satt opp da det var lite utsikter til at de ville bli oppfylt, slik at de ikke hadde blitt nøye gjennomtenkt. Nå ble det hevdet at det kunne ha vært sjanse, noe Som medførte At H4 tilfredsstilte forholdene. Kanskje mer signifikant var det fortsatt mange medlemmer Av Royal Society som fortsatt håpet å vinne prisen selv.James Bradley, som hadde etterfulgt Halley Som Astronomer Royal i 1742, Og Tobias Mayer var overbevist om at månens avstandsmetode ville føre til løsningen av lengdegradsproblemet. Mayer hadde sendt sine månebord til Lengdegradsstyret i 1756, men Syvårskrigen med Frankrike hadde forhindret skikkelige rettssaker. I 1761 Ble Maskelyne, en annen sterk tro på månens avstandsmetode, sendt til St. Helena på Prins Henry for å teste månens avstandsmetode for Lengdegraden Og spesielt for å teste Mayers bord. I Howse beskriver Han Maskelynes arbeid med lunar distance method på denne reisen: –

han følte at Han hadde bevist nytten Av Mayers tabeller og metoden generelt på utreisen. Homeward bound, derfor, han tok noen observasjoner selv… Det han gjorde, var imidlertid å oppmuntre skipets offiserer til å ta slike observasjoner og vise dem hvordan de skulle gjøre de vanskelige beregningene…

Maskelyne hevdet:-

Lengdegrad kan alltid bli funnet innenfor en grad, eller svært lite mer, som svarer til ca 40 geografiske miles i bredden av den engelske Kanal.

Bradley hevdet at han og Tobias Mayer ville ha delt £10000 lengdegradsprisen, men for Harrisons blasted klokke. Det var ikke Bare Harrison som følte hardt gjort av.James Bradley og Mayer døde begge i 1762, Men mayers enke mottok senere £3000 fra Styret For Lengdegrad. Det forble For Harrison å fortsette sitt slag, men Han begynte å frykte At mayers rapport om Hans suksess med Mayers tabeller kan bli sett på som verdig prisen siden hans egen suksess hadde blitt ignorert. En andre rettssak for H4 ble arrangert og H M S Tartar seilte fra Portsmouth den 28. Mars 1764 med William Harrison og H4 om bord. Ved Ankomst På Barbados William harrison oppdaget At Maskelyne hadde blitt sendt på forhånd for å bedømme suksessen av rettssaken.William Harrison klaget over At Maskelyne ikke var en upartisk dommer, Og Maskelyne hadde den gode nåde å be om at de nødvendige observasjonene ble gjort av noen andre da han var syk. H4 mistet bare 54 sekunder i 5-månedene av reisen, og etter korreksjon for feil, Som Harrison hadde satt ut før reisen, ble feilen redusert til 15 sekunder.
det vitenskapelige tilfellet For H4 å vinne £20000-prisen var ubestridelig. En kopi Av H4 laget Av Kendall, kalt K1, ble også funnet å komme godt innenfor vilkårene for prisen Og John Harrison, i en alder av 78, laget en annen klokke H5 i sine forsøk på å tilfredsstille ytterligere vilkår fastsatt Av Styret I Lengdegrad. Men Det tok en petisjon Av John Harrison Til Kong George III før han fikk sin pris for å løse lengdegradsproblemet.
et bilde Av K1 er på DENNE LINKEN.
i utviklingen av marine kronometer etter Harrison er beskrevet:-

det ble overlatt til yngre kolleger å designe kronometre … billig nok til å være innenfor rekkevidde av vanlige navigatører. … Det Britiske Ostindiske Kompani insisterte tidlig på at alle deres skip hadde kronometre. Royal Navy var noe tregere i følgende dress: det var 1840 eller senere før skip fraktet kronometre i hjem farvann… årlige kronometerforsøk fant sted På Greenwich fra 1821, med premier for de beste kronometrene som ble sendt inn.