den tidiga historien om longitudproblemet diskuteras i vår artikel longitud och Acadademie Royale. Denna artikel diskuterar attacken på longitud problemet i England som började runt mitten av 17-talet.
grupper av forskare började träffas i London och Oxford från 1645 och säkert var longitudproblemet ett av de största problemen som de diskuterade. En dikt skriven 1661 beskrev arbetet som pågår vid Gresham College (se ):-

Colledge kommer hela världen att mäta, vilket mest omöjliga slutsatsen,
och Navigatörer gör ett nöje
genom att ta reda på longituden.
varje Tarpalling skall då med lätthet
Sayle några fartyg till th ’ Antipodes.

1662 Gruppen Från Gresham College, som inkluderade John Wilkins, John Wallis och Robert Hooke, och andra grupper av forskare, blev Royal Society of London för främjande av Naturkunskap. Royal Society beviljades sin stadga av Charles II och en annan medlem av Gresham College-gruppen, Christopher Wren, skrev ingressen till Royal Society ’ s charter. Ett av de uttalade målen för det nybildade Royal Society var att hitta longituden.Jonas Moore, en matematiklärare och lantmätare som var mycket positiv till Charles II, blev beskyddare av John Flamsteed 1670 efter att han träffade Flamsteed under ett besök som Flamsteed gjorde till Royal Society i London. Jonas Moore kunde förse Flamsteed med instrument för att utföra astronomiska observationer. Tre år senare grundade Moore tillsammans med den berömda dagboksförfattaren Samuel Pepys Royal Mathematical School inom Christ ’ s Hospital. Denna skola inrättades med det specifika syftet att utbilda pojkar i navigationstekniker så att de kunde tjäna kungen till sjöss.
förslag gjordes för att lösa longitudproblemet och 1673 föreslogs en baserad på magnetisk deklination av en viss Henry Bond, se . Charles II inrättade ett utskott för att granska förslaget, Utskottet inkluderade bland sina medlemmar Brouncker, ordföranden för Royal Society, John Pell och Robert Hooke.
Hooke hade länge varit intresserad av klockor och om de skulle kunna användas för att lösa longitudproblemet. Efter att ha undersökt svårigheterna drog han slutsatsen att det var praktiskt taget omöjligt att få en klocka för att hålla tillräckligt exakt tid till sjöss för att lösa longitu-problemet: –

svårigheter föreslogs från förändring av klimat, luft, värme och förkylning, temperatur på fjädrar, vibrationernas natur, slitage av material, fartygets rörelse …

Hooke hade ändå föreläst 1664 på 20 olika sätt att använda en fjäder för att göra klockans balans mer enhetlig och sa att han hade några knep i ärmen som kunde låta honom producera en tillräckligt exakt klocka. Hooke var därför, som nästan alla forskare på den tiden, en partisk domare av longitudlösningar eftersom han hoppades kunna lösa problemet själv.Jonas Moore, även om han är angelägen om att se en lösning på longitudproblemet, verkar ha sett sin roll som att göra det möjligt för andra att lösa det snarare än sig själv. Han övertalade Charles II att bevilja en teckningsoption så att Cambridge kunde tilldela en M. A. till Flamsteed 1674. Samma år började Royal Society planera att inrätta ett observatorium som Moore erbjöd sig att finansiera men ett annat förslag kom från en fransman Le Sieur de St Pierre som påstår sig ha löst longitudproblemet med hjälp av astronomiska data. Charles II inrättade en kunglig kommission för att undersöka dessa nya förslag från St Pierre bestående av Brouncker, Pell, Hooke tillsammans med Wren och tre andra.

i februari 1675 Flamsteed anlände till London för att stanna hos Moore och Moore arrangerade att Flamsteed utses assistent till Royal Commission just inrättats för att undersöka St Pierre longitud förslag. Flamsteed gjorde snabbt observationer som indikerade att St Pierre metod för att förutsäga månens position, månavståndsmetoden för att lösa longitudproblemet, var till liten nytta. Naturligtvis om månens exakta position kunde förutsägas löstes longitudproblemet och engelsmännen började behandla detta som deras huvudsakliga attack på longitudproblemet i motsats till fransmännen som arbetade till stor del på Jupiters månar metod.Moore arrangerade också att Flamsteed skulle besöka kungen och berätta för honom om Jean Picards arbete i Paris Observatory och den franska attacken mot longitudproblemet. Flamsteed, som spelade ’national pride’ – kortet, betonade för kungen hur fransmännen hade ett kungligt observatorium för detta arbete och kungen flyttade snabbt så att England kunde matcha Frankrike. Den 4 mars 1675 utsåg han Flamsteed sin astronomiska observatör med kunglig befäl. Från hans lön av £100 var han tvungen att betala £10 skatt och även att ge alla sina egna instrument så att han kan:-

… tillämpa sig själv med den mest exakta omsorg och flit att rätta tabellerna i rörelser himlen, och platserna för de fasta stjärnor, för att hitta den så mycket önskade longitud platser för att fullända konsten att navigering.

Flamsteed informerades om sin utnämning av Moore men var långt ifrån upphetsad av den föreslagna lönen, särskilt när han fick veta att han var tvungen att ge lektioner till två pojkar på Royal Mathematical School på Christ ’ s Hospital som en del av hans uppgifter. Inom två dagar efter Flamsteeds utnämning hade Greenwich accepterats som en plats för det nya observatoriet, platsen valdes av Wren. Byggnaden Royal Observatory i Greenwich började 1675 designad av Wren och regisserad av Hooke. Flamsteed och Halley rådde om kraven på instrumenten och observationen började 1676.ett av Flamsteeds första projekt vid Royal Observatory var att försöka bevisa att jorden roterade på sin axel i konstant takt. Detta hade antagits av Copernicus när han först lade fram sin teori om solsystemet men det hade aldrig bevisats. Det var också en viktig ingrediens i alla föreslagna metoder för att bestämma longitud som gjorde antagandet att jorden roterar ett fast belopp i varje minut.
Moore köpte två klockor för Flamsteed med pendlar 4 m långa som hängdes ovanför urtavlorna på klockorna. Solen kunde inte användas som tidtagare eftersom det faktum att jordens bana inte är cirkulär innebär att soltiden skulle vara före exakt klocktid under en del av året och bakom den vid andra tillfällen. Denna variation mellan klocktid och soltid är känd som tidens ekvation eller ekvationen för naturliga dagar och hade varit känd för grekerna och araberna många århundraden tidigare (även om naturligtvis orsaken till variationen inte förstås).

Du kan se en bild av observatoriet på den här länken. Det finns de två rattar till vänster med pendeln bobs synliga ovanför rattar.
Flamsteed använde stjärnan Sirius som en tidtagare som korrigerade den sideriska tiden som erhölls från successiva transiter av stjärnan till soltid, skillnaden beror naturligtvis på jordens rotation runt solen. Flamsteed skrev i ett brev 1677: –

… våra klockor höll så bra korrespondens med himlen att jag inte tvivlar på det, men de skulle bevisa att jordens revolutioner var isokroniska…

han krävde ett år för att slutföra experimentet men detta skulle bara vara möjligt om Ordnance som betalade sin lön:-

… svälta mig inte ut, för min ersättning du vet är men liten och nu är de tre fjärdedelar i min skuld. Jag fruktar att jag måste komma ner till landet för att söka någon fattig prästgård, och sedan farväl till ett experiment.

Flamsteed svältade dock inte och i mars 1678 hade han bevisat jordens isokronusrotation. En del av longitudproblemet löstes således även om ingen verkligen tvivlade på att jorden roterade i konstant takt. (Naturligtvis vet vi nu att med mer exakta mätningar kan vi upptäcka att jordens rotationshastighet förändras och skottsekunder läggs till vid olika tillfällen för att korrigera för detta.)
Greenwich Royal Observatory var tvungen att tillhandahålla stora mängder data och Flamsteed tillbringade 15 år från 1689 till 1704 som sammanställde månens tabeller för månavståndsmetoden för att hitta longituden. Newton krävde också data om månen så att han kunde förbättra sin förståelse av banan när det gäller sin nya gravitationsteori.
mellan 1690 och 1707 fanns det ett antal incidenter där engelska sjöfartyg förlorades till sjöss eftersom de hade förlorat sina positioner. I den allvarligaste händelsen 1707 förlorades över 2000 män när fyra fartyg strandade på Scilly Islands när de återvände till England. Mer och mer tryck ökade för en lösning på longitudproblemet, eftersom det fortsatta misslyckandet med att lösa det kostade England stora summor pengar. Alla trodde att matematiker och astronomer skulle ge lösningen men det är inte att vara. Men både geniala seriösa förslag såväl som komiska fortsatte att komma fram.
ett komiskt förslag, baserat på den korrekta förståelsen att en kunskap om universell tid skulle göra det möjligt att beräkna longituden, beskrivs i :-

involverade användningen av … pulver av sympati. … pulvret av sympati applicerades, inte på såret utan på vapnet som påförde det. … innan du seglar ska varje fartyg förses med en sårad hund. En pålitlig observatör på stranden, utrustad med en standardklocka och ett bandage från hundens sår skulle … varje timme, på pricken, fördjupa bandaget i en lösning av sympatipulvret och hunden på ombord skulle yelp timmen.

ett mer allvarligt förslag kom från William Whiston och Humphrey Ditton 1714. De föreslog, se: –

… ett antal ljusfartyg förankras i de viktigaste fraktbanorna med jämna mellanrum… Ljusskeppen skulle avfyra med jämna mellanrum ett stjärnskal som var tidsbestämt för att explodera vid 6440 fot. Sjökaptener kunde enkelt beräkna sitt avstånd från närmaste ljusskepp bara genom att tidsintervallet mellan blixten och rapporten.

parlamentet inrättade ett utskott vars medlemmar inkluderade Newton och Halley för att undersöka Whiston – Ditton-förslagen och rapportera i allmänhet om longitudproblemet. Newton rapporterade till utskottet att de flesta longitud förslag var korrekta i teorin men föll ner i praktiken. Newton gynnade inte den franska metoden att använda Jupiters månar och noterade att Whiston – Ditton-metoden inte tillät longitud att hittas till sjöss om den någonsin förlorades. Newton övervägde klockmetoden som så småningom skulle lyckas: –

en är, genom en klocka för att hålla tiden exakt: men på grund av fartygets rörelse, variationen i värme och kyla, våt och torr, och skillnaden i gravitation på olika breddgrader, hade en sådan klocka ännu inte gjorts.

parlamentet trodde att det var dags att göra ett radikalt drag och den 16 juni 1714 antog de en lag:-

… för att ge en publick belöning för sådan person eller personer som ska upptäcka longituden… tio tusen pund, om den bestämmer nämnda longitud till en grad av en stor cirkel, eller sextio geografiska mil, till femton tusen pund, om den bestämmer samma till två tredjedelar av avståndet och till tjugo tusen pund, om den bestämmer samma till hälften av samma avstånd…

för att förstå värdet av detta pris måste man bara komma ihåg dålig Flamsteeds årslön på 100 för att ge både en levande och att köpa sina instrument. Kommissionärer utsågs, känd som Longitude Board, för att bedöma om förslagen hade uppfyllt villkoren och att tillhandahålla kontantförskott för lovande förslag. Kommissionärerna inkluderade medlemmar av Admiralitetet, astronomen Royal, Savilian, Lucasian och Plumian professorer i matematik i Oxford och Cambridge och tio parlamentsledamöter.
naturligtvis fanns det en flod av hoppfulla förslag, en från Wren är bland dem. Kommissionen anställde en sekreterare för att ta itu med det stora antalet omöjliga förslag och sammanträdde tre gånger om året för att överväga dem som sekreteraren trodde bara skulle vara värt att kommissionen studerar vidare. Många små utmärkelser gjordes men inget förslag om verklig förtjänst kom med.

innan du beskriver John Harrisons bidrag till longitudproblemet, och hans slutligen lösa problemet, finns det en annan viktig ingrediens som bör nämnas. John Hadley, som var vice ordförande för Royal Society, beskrev i ett meddelande till Society i maj 1731, två nya instrument som baserades på principen om dubbel reflektion. Dessa instrument är tillåtna, se: –

… båda kropparna (för månavstånd) eller kroppen och horisonten (för höjder) ses av observatören samtidigt, vilket gör observationer i ett rörligt fartyg praktiskt möjligt.

faktum är att Thomas Godfrey i Pennsylvania hade gjort samma uppfinning nästan exakt samma tid som Hadley, och det upptäcktes senare i Halleys papper att Newton hade en liknande uppfattning 1700 men Halley hade sagt till honom att det inte var praktiskt.
John Harrison byggde sin första klocka 1715, året efter Longitude Act antogs. År 1727 hade han gjort en mycket fin klocka med en ’gridiron’ pendel som bestod av nio alternerande stål-och mässingsstänger för att eliminera effekterna av temperaturförändringar. 1730 besökte Harrison London och tog med sig sin gridironpendel och gräshoppan som han hade utvecklat, och där lärde han sig exakt vad som krävdes för att vinna longitudpriset. Han pratade med Halley, astronomen Royal, som rådde honom att inte söka finansiering från longituden, utan snarare först att söka pengar från andra källor.
Denna Harrison gjorde och fick pengar för att göra det möjligt för honom att göra sin första klocka, speciellt utformad för att hålla exakt tid till sjöss. Halley rådde honom att närma sig styrelsen efter att hans klocka byggdes. Harrison avslutade klockan, nu kallad H1, 1735. Det var en stor klocka som väger cirka 35 kg, ser långt ifrån vacker men med många geniala funktioner. Han tog den till London där den undersöktes av fem medlemmar av Royal Society, inklusive Halley, och de var entusiastiska över klockan och gav Harrison ett certifikat som i princip innebar att Longitudestyrelsen hade lite annat val än att beställa en sjöprov.
En bild av H1 finns på denna länk.
Harrison följde H1 ombord H M S Centurian till Lissabon och återvände på H M S Oxford. Det var ett konstigt val av rutt eftersom det till stor del var norr/söder men H1 uppförde sig bra och Harrison kunde berätta för kaptenen på återresan att fartyget var 150 km längre västerut som kaptenen trodde.men Harrison var inte nöjd med H1 och han närmade sig Longitudestyrelsen 1737. Protokollet från styrelsens rekord: –

John Harrison producerade en ny uppfunnen maskin, i urverkets natur, där han föreslår att tiden till sjöss hålls mer exakt än något annat metodinstrument som hittills är känt… och föreslår att göra en annan maskin av mindre dimensioner inom två år, varigenom han kommer att sträva efter att rätta till vissa brister som han har funnit i den förberedda…

H2 byggdes med 250 från styrelsen för longitud (med löftet om en annan 250 när den levererades för testning), men trots avsikten visade det sig vara tyngre än H1. Det hade dock ett antal ytterligare innovativa funktioner. Harrison avslutade H2 1739, som lovat, men tillbringade två år på att testa det själv. Sjöförsök var svåra eftersom England var i krig med Frankrike: sjuårskriget störde verkligen vetenskapliga framsteg.
Harrison bestämde sig för att bygga en tredje klocka, H3, och skrev till styrelsen för longitud 1741. Han tilldelades ytterligare en 600. Det var uppenbart att Royal Society var imponerad av Harrisons arbete sedan de tilldelade honom sin Copley-medalj 1749, en anmärkningsvärd händelse med tanke på att Harrison inte hade någon akademisk bakgrund eller utbildning. Royal Society proklamerade Harrison att vara: –

… författaren till den viktigaste vetenskapliga upptäckten eller bidraget till vetenskapen genom experiment eller på annat sätt…

arbetet med H3 gick inte lika bra som Harrison hade hoppats och han fick ett antal ytterligare framsteg från Longitudestyrelsen innan han så småningom bestämde sig 1757 för att inte testa H3 utan att bygga en mycket mindre klocka.
H4 startades 1757 och färdigställdes på två år.
En bild av H4 finns på denna länk.
det var ungefär 12 cm i diameter och Harrison själv var helt korrekt när han sa:-

jag tror att jag kan göra djärvt att säga att det finns någon annan mekanisk eller matematisk sak i världen som är vackrare eller nyfiken i konsistens än detta min klocka eller tidshållare för longituden …

1761 begärde Harrison en rättegång till sjöss för H4. Sedan 1741 hade han fått 3000 från styrelsen för longitud för att hjälpa honom att slutföra sitt arbete och de gav honom nu ytterligare 500 för att slutföra justeringen av H4.
även om Harrison fram till detta stadium hade behandlats ganska bra av Longitudestyrelsen, skulle han nu finna det nästan omöjligt att övertyga dem om att H4 uppfyllde villkoren för tilldelningen av priset från 20000. En rättegång organiserades och H4 sattes på Deptford med John Harrisons son, William Harrison, ser efter det. Villkoren för priset uppfylldes helt när Deptford nådde Jamaica, H4 har bara förlorat 5 sekunder på hela resan. Vid återkomsten, som inte var en del av rättegången, var H4 med William Harrison på sloop Merlin. Vädret var extremt dåligt och Merlin buffrades under hela resan, men H4 utfördes fortfarande inom de villkor som fastställdes för priset på 20000-priset.
Royal Society och Longitudestyrelsen var ovilliga att ge Harrison den 20000 som han förtjänade för att uppfylla villkoren. Det fanns ett antal skäl till detta. För det första hade villkoren satts upp när det fanns små utsikter att de skulle uppfyllas så att de inte hade genomtänkt noggrant. Nu hävdades att det kunde ha varit chans vilket innebar att H4 uppfyllde villkoren. Kanske mer signifikant fanns det fortfarande många medlemmar i Royal Society som fortfarande hoppades vinna priset själva.James Bradley, som hade efterträtt Halley som astronom Royal 1742, och Tobias Mayer var övertygade om att månavståndsmetoden skulle leda till lösningen av longitudproblemet. Mayer hade skickat sina månbord till longituden 1756 men sjuårskriget med Frankrike hade förhindrat korrekta försök. 1761 Maskelyne, en annan stark tro på månavståndsmetoden, skickades till St Helena på prins Henry för att testa månavståndsmetoden för longituden och i synnerhet för att testa Mayers tabeller. I Howse beskriver Maskelynes arbete med månavståndsmetoden på denna resa: –

han kände att han hade bevisat nyttan av Mayers tabeller och metoden i allmänhet på utåtresan. Hemåt bunden, Därför tog han några observationer själv… Vad han gjorde var dock att uppmuntra fartygets officerare att ta sådana observationer och visa dem hur man gör de mödosamma beräkningarna…

Maskelyne hävdade:-

longitud kan alltid hittas inom en grad, eller mycket lite mer, som svarar på cirka 40 geografiska mil i latitud för den engelska kanalen.

Bradley hävdade att han och Tobias Mayer skulle ha delat 20000 longitud-priset men för Harrisons sprängda klocka. Det var inte bara Harrison som kände sig hårt gjort av.James Bradley och Mayer dog båda 1762,men Mayers änka fick senare 3000 från Longitudestyrelsen. Det återstod för Harrison att fortsätta sin kamp men han började frukta att Mayers rapport om hans framgång med Mayers bord kan ses som värd priset eftersom hans egen framgång hade ignorerats. En andra rättegång för H4 arrangerades och H M S Tartar seglade från Portsmouth den 28 mars 1764 med William Harrison och H4 ombord. Vid ankomsten till Barbados William Harrison upptäckte att Maskelyne hade skickats vidare för att bedöma framgången för rättegången.William Harrison klagade över att Maskelyne inte var en opartisk domare och Maskelyne hade den goda nåden att be att de nödvändiga observationerna skulle göras av någon annan när han var sjuk. H4 förlorade bara 54 sekunder under resans 5 månader och efter korrigering för fel, som Harrison hade angett före resan, reducerades felet till 15 sekunder.
det vetenskapliga fallet för H4 att vinna priset på 20000-priset var obestridligt. En kopia av H4 gjord av Kendall, kallas K1, befanns också komma väl inom villkoren för priset och John Harrison, vid en ålder av 78, gjorde en annan klocka H5 i sina försök att uppfylla ytterligare villkor som fastställts av Styrelsen För longitud. Men det tog en framställning av John Harrison till kungen George III innan han fick sitt pris för att lösa longitudproblemet.
En bild av K1 finns på denna länk.
i utvecklingen av den marina kronometern efter Harrison beskrivs:-

det lämnades till yngre kollegor att designa kronometrar … billigt nog att vara inom räckhåll för vanliga navigatörer. … British East India Company insisterade tidigt på att alla deras fartyg bär kronometrar. Royal Navy var något långsammare i följande kostym: det var 1840 eller senare innan fartyg Bar kronometrar i hemvatten… årliga kronometerförsök ägde rum i Greenwich från 1821, med priser för de bästa kronometrarna inlämnade.