ג'ון הריסון

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
ג'ון הריסון
John Harrison
1693 - 1776 (בגיל 82)
John Harrison (Gemälde).jpg

ג'ון הריסון, ציור מאת תומאס קינג, 1796 לערך
המצאות עיקריות
תכנן ובנה את הכרונומטר הימי המוצלח הראשון בעולם, שפתר את בעיית קו האורך

ג'ון הֶריסוןאנגלית: John Harrison;‏ 24 במרץ 1693 - 24 במרץ 1776) היה בונה שעונים אנגלי. הוא תכנן ובנה את הכרונומטר הימי המדויק הראשון בעולם, שפתר את אחת הבעיות המדעיות הגדולות של תקופתו: מציאת קו האורך בים.

צעירותו[עריכת קוד מקור | עריכה]

הריסון נולד בפוּלְבִּי, ליד וֵוייקְפִילְד שבמערב יורקשייר, הבכור בין חמישה ילדים במשפחתו. אביו עבד כנגר באחוזת נוֹסְטֶל פְּרָיוֹרִי הסמוכה. אחד מבתי האחוזה, הנחשב לביתו של הריסון, נושא על קירו שלט המציין זאת.

בסביבות 1700 עברה המשפחה אל נורת' לינקולנשייר, כפר בתחומי בָּארוֹ שעל הַהַמְבֶּר. הריסון, כמו אביו, עסק לפרנסתו בנגרות, ובנה ותיקן שעונים בשעותיו הפנויות. אגדה מספרת כי בהיות בן שש, כששכב חולה באבעבועות רוח, ניתן לו שעון לשעשוע והוא האזין לו שעות וחקר את חלקיו הנעים.

הריסון היה גם חובב מוסיקה נלהב, ונעשה לימים מנצח על מקהלת הכנסייה במקום מגוריו.

שעוניו הראשונים[עריכת קוד מקור | עריכה]

תחריט עץ המציג במבט מן הצד את המנגנון של שעון תיבה (שעון סבא) אנגלי מאמצע המאה ה־19.

הריסון בנה את שעון התיבה ("שעון סבא") הראשון שלו ב־1713, בהיותו בן עשרים. המנגנון היה עשוי כולו מעץ, בחירה טבעית למי שעיסוקו נגרות. שלושה מבין שעוני העץ הראשונים של הריסון שרדו לימינו; הראשון (1713) נמצא באוסף "האגודה הנכבדה של בוני שעונים" בגילדהול; השני (1715) במוזיאון המדע והשלישי (1717) בנוסטל פריורי ביורקשייר ונושא את הכיתובית "ג'ון הריסון בארו". לשעון נוסטל, הניצב בחדר הביליארד של מבנה מפואר זה, תיבה חיצונית בסגנון ויקטוריאני, משובצת מכל צד בחלונות זכוכית קטנים דרכם ניתן לראות את מנגנון העץ בפעולתו. בתחילת שנות העשרים הוזמן הריסון לבנות שעון צריח חדש בברוקלסבי, צפון לינקולנשייר. השעון עדיין פועל, וכמו שעוניו המוקדמים של הריסון גם לו מנגנון עשוי אלון וליגנום ויטה. אולם בשונה משעוניו הראשונים הוא כולל כמה פרטי מבנה מקוריים לשיפור הדיוק, כמו למשל מחגר חרגול (grasshopper escapement), הֶתְקֵן לשחרור מבוקר של מנגנון ההנעה של השעון שהיה שכלול של מחגר העוגן. מחגר החרגול היה חסר חיכוך כמעט לגמרי ולא נזקק לסיכה, מאחר שחלקיו יוצרו מעץ ליגנום ויטה. הדבר היה ליתרון חשוב בתקופה בה הידיעות על חומרי סיכה ותכונותיהם היו מועטות ביותר.

בין 1725 ל־1728 בנו ג'ון ואחיו ג'יימס, נגר מוכשר בזכות עצמו, לפחות שלושה שעוני מטוטלת מדויקים, גם הם בעלי מנגנונים עשויים אלון וליגנום ויטה ונתונים בתיבה גבוהה. באותה תקופה פיתח הריסון את המטוטלת הדו־מתכתית (gridiron pendulum), שהייתה בנויה משני מוטות, האחד מפליז והשני מברזל. המוטות הורכבו באופן כזה, ששיעורי ההתפשטות וההתכווצות השונים שלהם ביטלו אחד את השני, כך שדיוקו של השעון נשמר גם בתנאי טמפרטורה משתנים. שעוני מטוטלת עדינים אלה נחשבים על ידי אחדים למדויקים ביותר בעולם בזמנם, והם במידה רבה החולייה המקשרת הישירה עם שעוניו הימיים של הריסון. שעון מס' 1, הנמצא כיום בידי אספן פרטי, היה לפנים ב"מוזיאון הזמן" בניו יורק, עד סגירתו בשנת 2000 ומכירת כל אוספיו במכירה פומבית ב־2004. שעון מס' 2 נמצא ב"אוספי המוזיאונים והגלריות" של לידס, מערב יורקשייר. שעון מס' 3 נמצא באוסף "האגודה הנכבדה של בוני שעונים" בלונדון.

ועדת קו האורך[עריכת קוד מקור | עריכה]

את מקומה המדויק של נקודה על פני כדור הארץ (ביבשה או בים) מציינים על פי קו האורך וקו הרוחב העוברים דרכה. קו האורך מציין את מיקומה של הנקודה מערבית או מזרחית למרידיאן ראשי שרירותי אך מוסכם, למשל המרידיאן העובר דרך גריניץ', והוא מבוטא במעלות. הבעיה, כיצד לחשב במדויק את האורך הגאוגרפי של אונייה העושה דרכה בים או נוחתת במקום לא מוכר אותו היא מבקשת למפות כדי לשוב אליו בעתיד, העסיקה את הספנים והנווטים מאות בשנים. היא קיבלה משנה חשיבות בתקופת התגליות הגאוגרפיות הגדולות ועם התרחבות הסחר הימי הטרנס-אוקייני. דרך אחת לחישוב האורך הגאוגרפי היא באמצעות תצפיות אסטרונומיות אחר תנועת גרמי השמיים. שיטה אחרת, קלה יותר, היא ידיעת השעה המדויקת בנקודת מוצא נתונה מוסכמת (למשל גריניץ'). ההפרש בין הזמן המקומי, שניתן למדוד אותו בקלות, לבין הזמן בנקודת המוצא, מבטא את ההבדל במעלות אורך בין נקודת המוצא לבין מקומה של האונייה באותו רגע. הסיבה היא, כי כדור הארץ משלים סיבוב אחד סביב צירו פעם ביממה, ולכן 24 שעות שוות ל־360 מעלות אורך וכל שעה שווה ל־15 מעלות. לשם כך נחוץ שעון מדויק, כזה שלא יושפע מטלטולי האונייה ומשינויי לחות וטמפרטורה קיצוניים. הראשון שהגה את הרעיון להשתמש בשעון מדויק לקביעת האורך הגאוגרפי היה המתמטיקאי והקרטוגרף ההולנדי גמה פריסיוס ב־1553.

טביעת הצי האנגלי ליד איי סילי ב־1707, אסון בו קיפחו את חייהם למעלה מ־1400 איש ויוחס לחוסר יכולתם של הנווטים לקבוע במדויק את האורך הגאוגרפי, כמו גם החשיבות הגוברת והולכת של הסחר הימי הטרנס־אוקייני, הביאה את הפרלמנט הבריטי לחוקק ב־1714 את "חוק קו האורך" ולהקים את ועדת קו האורך. החוק הציע פרס כספי עצום למי שימציא שיטה יעילה, מעשית ושימושית לחישוב קו האורך.

בונה השעונים האנגלי הנרי סאלי, שעשה את רוב שנותיו בצרפת, המציא שעון ימי לקביעת קו האורך, והציג אותו ב־1716 בפני האקדמיה למדעים של צרפת. הוא הוסיף ובנה עוד שני דגמים של אותו שעון מטוטלת מתוחכם, אלא ששעוניו הראו קריאה מדויקת רק במזג אוויר נאה, מאחר שהיו תלויים בתנועתה היציבה של המטוטלת. הריסון, שכבר קנה לו פרסום בשעוניו המדויקים, גמר אומר בלבו לבנות כרונומטר ימי ולהתחרות על פרס ועדת קו האורך.

שלושת הכרונומטרים הימיים הראשונים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הכרונומטר הימי הראשון של הריסון (H1)

ב־1730 הכין הריסון הצעה ושרטוטים של כרונומטר ימי שיתחרה על פרס ועדת קו האורך ויצא אל לונדון כדי להשיג עזרה כספית. הוא הציג את רעיונותיו בפני אדמונד הֵיילי, האסטרונום המלכותי, שהפנה אותו אל ג'ורג' גְּרֵייהֶם, בונה השעונים הראשון במעלה באנגליה באותה עת. אין ספק כי גרייהם התרשם לטובה מהריסון, שכן הוא הילווה לו מכיסו כסף למימון הבנייה של השעון הימי שהוצג בפניו.

בניית שעון מספר 1‏ (H1) ארכה חמש שנים.‏[1] הצעה זו הייתה הראשונה שהונחה על שולחן הוועדה ונמצאה ראויה לבדיקה בים. ב־1736 הפליג הריסון עם שעונו אל ליסבון באה"מ "סנטוריון" ושב לאנגליה באה"מ "אורפורד". הוא זכה לשבחים על המכשיר שבנה מפי הקפטן "אורפורד" והחובל הראשי גם יחד. רב החובלים אף ציין, כי על פי חישוביו נמצאה האונייה 60 מייל מזרחית מן המקום אליו הגיעו, בעוד הריסון חישב אותו במדויק בעזרת הכרונומטר שבנה.

חברי הוועדה התרשמו מן הכרונומטר, ועל אף שלא הייתה זו הפלגה טרנס אטלנטית, החליטו להעניק להריסון 500 ליש"ט כדי שימשיך בפיתוח המצאתו. הריסון החל בבניית כרונומטר שני, קומפקטי ועמיד יותר מקודמו.‏[2] ב-1741, לאחר שלוש שנות עבודה ובדיקה ביבשה, היה כרונומטר מס' 2 מוכן. לא ניתן היה לבדוק אותו בים, כי בריטניה נמצאה באותו זמן במלחמת הירושה האוסטרית עם ספרד, ואיש לא רצה להסתכן בנפילת השעון יקר החשיבות לידי האויב. בכל מקרה, הריסון הפסיק לפתע את עבודתו על השעון לאחר שגילה פגם רציני ברעיון של מַתְנֵד בעל מוטות איזון (bar balances) שיחליף את המטוטלת הרגילה.

תוך כדי ההמתנה לסיומה של המלחמה העניקה הוועדה להריסון 500 ליש"ט נוספות, בהן השתמש לבניית כרונומטר שלישי, H3.‏‏[3] שבע־עשרה שנות עבודה השקיע הריסון באותו "שעון ימי" שלישי, אך חרף כל מאמציו לא עמד הכרונומטר בציפיותיו. למרות זאת, לא הייתה זו ברכה לבטלה. תוך כדי עבודתו על שעון זה הוריש הריסון לעולם שתי המצאות יקרות־ערך: הרצועה הדו־מתכתית והמסב הגלילי שגליליו נתונים בתוך כלוב.

שעוני קו האורך[עריכת קוד מקור | עריכה]

לאחר מכן הציע הריסון לבנות שני דגמים חדשים, כרונומטר מס' 4 וכרונומטר מס' 5. כרונומטר מס' 4 הוא שעתיד להיות גולת הכותרת של השעונים שבנה. כל הדגמים שבנה קודם לכן היו מכשירים כבדים, שצריך היה לתלותם מקורת הסיפון באנייה, וכולם תוכננו לעמוד בטלטולים ובנדנודים של הסערות העזות ביותר. כרונומטר מס' 4 הוא מכשיר כליל יופי על שום שצורתו כשל שעון-כיס גדול.

בניית כרונומטר מס' 4 נמשכה שלוש-עשרה שנים. הריסון, שהיה אז כבר בן 68, שלח אותו ב-1761 לניסוי בהפלגה טרנס-אטלנטית בהשגחת בנו, ויליאם. כאשר הגיעה האנייה לג'מייקה, נמצא ששגיאתו 2 מילין בלבד. מששבה האנייה לאנגליה ציפה הריסון לפרס בסך 20,000 לירות; אך ועדת קו האורך סרבה להאמין, כי דיוק הכרונומטר לא היה עניין של מזל בלבד ודרשה לערוך ניסוי נוסף. זעמם של הריסון ובנו גאה והם תבעו בתוקף את הפרס. בסופו של דבר נדון העניין בפרלמנט, אשר הציע להעניק להריסון 5,000 לירות בלבד. הריסון סרב, וכדי ליישב את המחלוקת הציע לערוך הפלגה נוספת, הפעם אל נמל ברידג'טאון, באי ברבדוס שבקבוצת האיים הקאריביים.

תוך כדי השתלשלות אירועים אלה פותחה שיטה אחרת למציאת קו האורך בים, שיטת המרחקים הלונאריים (Lunar Distances), והגיעה לשלב בו הייתה מוכנה לניסוי. הירח נע במהירות מספיק גדולה, כמעט 15 מעלות ביממה, כך שאפשר למדוד בקלות את תנועתו מיום אחד למשנהו. על ידי השוואת הזווית בין הירח והשמש ביום עריכת המדידה בים לבין הזווית שנמדדה ביום היציאה מן הנמל (או כפי שהיה מקובל יותר מעל גריניץ'), ניתן היה לחשב את 'המיקום האמיתי' של הירח. אחר כך חושב קו האורך על ידי השוואה בין 'המיקום האמיתי' עם זווית הירח מעל האופק.

אל הפלגת הניסוי השנייה של כרונומטר מס' 4 נתבקש להצטרף הכומר נוויל מסקליין (Nevil Maskelyne), כדי לבדוק את שיטת המרחקים הלונאריים. כרונומטר מס' 4 הוכיח פעם נוספת את מידת דיוקו המדהימה, כשמדד את מרחקה של האנייה מברידג'טאון בשגיאה של 10 מילין. מדידותיו של מסקליין גם הן היו טובות למדי, כדי שגיאה של 30 מילין, אך השימוש בשיטתו היה כרוך בעמל רב ובחישובים רבים. תוצאות הניסוי של כרונומטר מס' 4 הוצגו בפגישת הוועדה ב-1765, ושוב סירבו חבריה להאמין כי לא היה זה רק עניין של מזל. פעם נוספת הגיע העניין לפרלמנט, אשר הציע להעניק להריסון 10,000 לירות לאלתר, ואת המחצית השנייה של הפרס לאחר שימסור את תוכניותיו לשם בניית העתקים נוספים של הכרונומטר על ידי בוני שעונים אחרים. בינתיים הוחלט להעביר את הכרונומטר לידיו של האסטרונום המלכותי לבדיקה ממושכת ביבשה.

איתרע מזלו של הריסון, ונוויל מסקליין התמנה עם שובו מברבדוס למשרת האסטרונום המלכותי, אשר מתוקף תפקידו עמד גם בראש ועדת קו האורך. מסקליין הגיש דוח שלילי על כרונומטר מס' 4, כשעיקר טענותיו כי 'גודל השגיאה' של השעון, היינו כמה זמן הוא מאחר או מפגר ביממה, נובע למעשה מחוסר דיוק. הוא גם סירב להוספת מקדם שגיאה בעת חישוב קו האורך. על אף שהוכיח עצמו כבר פעמיים הלכה למעשה, לא עמד אפוא כרונומטר מס' 4 בדרישות הוועדה.

הבדיקות נמשכו, כרונומטר מס' 4 נשלח להפלגה סביב העולם (ואפילו לאוקיינוס הארקטי), ותוך כדי כך החל הריסון לבנות את כרונומטר מס' 5. שלוש שנים אחר כך נגדשה סאת מרוריו, הוא חש מנוצל והחליט לבקש את עזרת המלך ג'ורג' השלישי. הוא ביקש וקיבל פגישה עם המלך, אשר נמלא כעס רב לשמע הדברים. המלך ג'ורג' בדק בעצמו בארמונו את כרונומטר מס' 5, ולאחר שפיגר רק ארבע וחצי שניות בעשרה ימים, התפרץ בזעם באומרו: "חי שמיים, הריסון, אני רואה שצדקת!". הוא הורה להריסון לתבוע מן הפרלמנט את מלוא הפרס, לאחר שאיים להופיע אישית בפניו ולנזוף בו. כך, ב-1773, קיבל הריסון את הפרס בסופו של דבר.

ג'יימס קוק השתמש באחד מן ההעתקים של כרונומטר מס' 4 בהפלגותיו, אך משום שמחיר הכרונומטרים היה כה גבוה, הוסיפה שיטת המרחקים הלונאריים להיות בשימוש נרחב למשך מאה השנים הבאות.

לאחר מלחמת העולם הראשונה נתגלו הכרונומטרים והשעונים של הריסון במחסן במצפה המלכותי בגריניץ' במצב רעוע למדי. מצא אותם קצין הצי המלכותי רופרט גולד (Roupert Gould), אשר השקיע מספר שנים בתיקונם ובשיפוצם. גולד ולא הריסון, הוא שהעניק לכרונומטרים את מספריהם הסידוריים (H1 עד H5).

כיום מוצגים הכרונומטרים המשופצים 1, 2 ו-4 במוזיאון הימי הלאומי הבריטי, במצפה המלכותי בגריניץ'. כרונומטר מס' 5 נמצא בבעלות Worshipful Company of Clockmakers של לונדון, והוא מוצג ב- Clockmaker's Museum בגילדהול בלונדון, כחלק מאוסף החברה.

לקריאה נוספת[עריכת קוד מקור | עריכה]

  • דָוָוה סוֹבֶּל, קו האורך - סיפורו האמיתי של הגאון הבודד שפתר את הבעיה המדעית הגדולה ביותר של זמנו. תרגום: נילי לנדסברגר. ירושלים, כתר, 1988.

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]