Đồng hồ hàng hải H4: Một chiếc đồng hồ bỏ túi cỡ lớn tìm ra kinh độ trên biển như thế nào

Một vật trông như chiếc đồng hồ bỏ túi cỡ lớn thì có thể giải quyết bài toán kinh độ trên biển bằng cách nào?

Trước tiên, hãy xem thuyền trưởng thực sự cần biết điều gì. Ông có thể quan sát thời điểm giữa trưa tại địa phương, nhưng vẫn cần biết: ngay lúc này, ở nơi khởi hành hoặc trên kinh tuyến tham chiếu là mấy giờ. So sánh hai thời điểm, cứ chênh lệch một giờ là tương ứng với 15 độ kinh độ. Phép tính không khó; điều khó là mang thời gian ở nơi khởi hành vượt biển một cách đáng tin cậy.

H4 của John Harrison chính là để làm việc đó.

Khi hoàn thành, nó có hình dáng như một chiếc đồng hồ bỏ túi bằng bạc phóng lớn, đường kính 13 cm và nặng 1,45 kg. Ngày nay, kích thước ấy không được xem là nhỏ; nhưng đặt cạnh những chiếc đồng hồ hàng hải cỡ lớn mà Harrison chế tạo trước đó, có thể thấy cách tiếp cận đã hoàn toàn thay đổi.

Vào những năm 1750, không ai xem đồng hồ bỏ túi thông thường là một thiết bị đo thời gian chính xác nghiêm túc. Bí quyết của H4 nằm ở nhịp tích tắc dồn dập: năm nhịp mỗi giây. Bánh lắc lớn của nó dao động nhanh hơn và với biên độ lớn hơn đồng hồ bỏ túi thông thường. Harrison không thu nhỏ một chiếc đồng hồ quả lắc, mà chọn một con đường khác.​

Thử thách thực sự nằm trên biển. Tàu chao lắc, nhiệt độ thay đổi, còn hành trình thì rất dài. Chạy chính xác vài ngày trên bàn chẳng có ý nghĩa gì; chiếc đồng hồ phải mang theo nhịp thời gian ấy suốt hành trình đến phía bên kia đại dương.

Ngày 18 tháng 11 năm 1761, con trai Harrison là William mang H4 lên tàu Deptford, khởi hành đến Jamaica. Khi đến nơi vào ngày 19 tháng 1 năm 1762, H4 chỉ chậm 5,1 giây. Trên đường đi, William còn dùng nó để dự đoán sớm hơn thời điểm nhìn thấy đất liền Madeira, khiến thuyền trưởng vô cùng ấn tượng.​ ​

Nhưng lịch sử phát minh không khép lại êm đẹp ở đây.

Ủy ban Kinh độ cho rằng một lần thử nghiệm là chưa đủ. Quan hệ giữa đôi bên vì thế xấu đi. H4 đã chứng minh được giá trị, nhưng Harrison vẫn phải tiếp tục chứng minh rằng đây không phải chỉ là một lần may mắn.

Năm 1764, William lại mang H4 đến Barbados. Chuyến thử nghiệm thứ hai kéo dài 47 ngày, với sai số tính toán là 39,2 giây. Theo tư liệu cũ của Đài Thiên văn Hoàng gia, kết quả này chính xác gấp ba lần mức cần thiết để giành giải thưởng. Tuy vậy, ủy ban vẫn yêu cầu công khai cấu tạo và mong muốn những chiếc đồng hồ đo thời gian tương tự cũng có thể được chế tạo và thử nghiệm.​

Những khúc quanh này thực ra rất quan trọng. Trên biển, người ta không chỉ cần một kiệt tác của thiên tài, mà còn cần một phương pháp có thể lặp lại, kiểm chứng và trao cho người đi biển sử dụng. Độ chính xác đáng kinh ngạc trong một lần thử vẫn còn cách xa việc phổ biến công nghệ thực sự.

H4 không làm sóng gió dịu đi, cũng không quyết định mọi việc thay thuyền trưởng. Nó cung cấp một thứ rất cụ thể: một mốc thời gian không bị đánh mất trong suốt hành trình.

Nhờ có nó, giờ địa phương và giờ ở nơi xa cuối cùng cũng có thể gặp nhau trên boong tàu. Chênh lệch thời gian sau đó được chuyển thành kinh độ, giúp xác định vị trí con tàu rõ ràng hơn thay vì chỉ ước đoán.

Rốt cuộc, giải quyết bài toán kinh độ không có nghĩa là thủy thủ trở nên dũng cảm hơn, cũng chẳng phải hải đồ đột nhiên hoàn chỉnh. Mà là một chiếc đồng hồ vẫn giữ đúng giờ giữa biển khơi.