ג'ון הריסון

ג'ון הריסון John Harrison 1693 - 1776
ג'ון הריסון, ציור מאת תומאס קינג, 1796 לערך
המצאות עיקריות
תכנן ובנה את הכרונומטר הימי המוצלח הראשון בעולם, שפתר את בעית קו האורך
נתונים נוספים מקצוע נגר, בונה שעונים ארצות מגורים אנגליה פרסים והנצחה פרס כספי בסך 23,065 ליש"ט מוועדת הקו האורך והפרלמנט הבריטי מדליית קופלי מאת האגודה המלכותית

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

צעירותו

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 ותיקון שעונים בשעותיו הפנויות. אגדה מספרת כי בהיות בן שש, כששכב חולה באבעבועות רוח, ניתן לו שעון לשעשוע והוא בילה שעות בהאזנה לו ובחקירת חלקיו הנעים.

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

שעוניו הראשונים

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

הריסון בנה את שעון הרצפה ("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 מגדל חדש בברוקלסבי, צפון לינקולנשייר. השעון עדיין פועל, וכמו שעוניו המוקדמים של הריסון גם לו מנגנון עשוי אלון וליגנום ויטה. ברם, 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 מדוייקים, 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 למדוייקים 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.

הכרונומטרים הימיים

ב-1728 ארז הריסון מודלים בקנה מידה אחד לאחד של המצאותיו ושרטוטים לבניית כרונומטר ימי פרי הצעתו כדי להתמודד על הפרס למציאת קו האורך בים, ועשה דרכו אל לונדון כדי למצוא תמיכה כספית. הוא נפגש עם אדמונד האלי (Edmond Halley), האסטרונום המלכותי, והציג בפניו את רעיונותיו. היילי הסדיר לו פגישה עם ג'ורג' גראהם (George Graham), בונה השעונים הראשון-במעלה באנגליה באותה התקופה. אין ספק כי גראהם התרשם מהריסון, שכן הוא העניק לו הלוואה מכיסו, ואף הציע לו לבנות מודל של הכרונומטר הימי שהמציא.

שבע שנים חלפו עד שהשלים הריסון את בניית הכרונומטר הימי הראשון שלו. הוא הציג אותו בפני חברי "החברה המלכותית", אשר מסרו על כך בשמו ל"ועדת קו האורך". לאחר 14 שנים בהן לא הוצגה בפניהם הצעה מוצלחת כלשהי, נותרו חברי הוועדה ספקנים, ולכן תבעו לנסות את הכרונומטר בהפלגה בים. הריסון עלה על סיפונה של אנייה קטנה, שעשתה דרכה אל ליסבון שבפורטוגל ובחזרה, ובשובם שיבחו רב החובל ונווט האנייה את איכות הכרונומטר שבנה. הנווט ציין, כי בחזרתם לאנגליה העלו חישוביו כי הם מרוחקים כדי 90 מילין מהחוף, אך הכרונומטר מס' 1 קבע שהם נמצאים ממש סמוך לחוף כאשר זה אמנם נגלה לעיניהם.

לא הייתה זו הפלגה טרנס-אטלנטית כפי שדרשה ועדת קו האורך, אך הרושם שהותיר הריסון על חבריה די היה בו כדי שיעניקו לו 500 לירות להמשך העבודה. הריסון נפנה במרץ כדי לפתח גרסה עמידה יותר, הכרונומטר הימי מס' 2. הכנת כרונומטר זה נשלמה ב-1741, לאחר שלוש שנות בניה ושנתיים של ניסויים ביבשה. אך מאחר שבריטניה נמצאה אותה עת במלחמה עם ספרד (מלחמת הירושה האוסטרית), נדחו הניסויים בים משום שהכרונומטר היה יקר חשיבות מכדי שיסתכנו בנפילתו לידיים ספרדיות. הריסון קיבל מענק נוסף של 500 לירות מהוועדה בעודו ממתין לסיומה של המלחמה, והוא השתמש בכסף כדי לבנות את כרונומטר מס' 3. חמש שנים אחר כך זנח אותו, מאחר שלא היה מרוצה מביצועיו.

ב-1749 זכה במדליית קופלי.

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

• 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

• John Harrison and the Longitude Problem, at the National Maritime Museum site
• PBS Nova Online: Lost at Sea, the Search for Longitude