Zusammenfassung

John Harrison (3. April 1693 - 24. März 1776) war ein englischer Tischler und Uhrmacher, der den Marinechronometer erfand, ein lange gesuchtes Gerät zur Lösung des Problems der Längengradberechnung auf See.

Harrisons Lösung revolutionierte die Navigation und erhöhte die Sicherheit von Langstrecken-Seefahrten erheblich. Das von ihm gelöste Problem wurde nach der Schiffskatastrophe von Scilly im Jahr 1707 als so wichtig erachtet, dass das britische Parlament im Rahmen des Longitude Act von 1714 eine finanzielle Belohnung von bis zu 20.000 Pfund (entspricht 3,35 Millionen Pfund im Jahr 2023) aussetzte, die Harrison jedoch aufgrund politischer Rivalitäten nie in vollem Umfang erhalten konnte.

Harrison stellte seinen ersten Entwurf 1730 vor und arbeitete viele Jahre lang an verbesserten Entwürfen, wobei er mehrere Fortschritte in der Zeitmesstechnik machte und sich schließlich den so genannten Seeuhren zuwandte. Harrison erhielt Unterstützung vom Amt für Längengrade beim Bau und Testen seiner Entwürfe. Gegen Ende seines Lebens erhielt er Anerkennung und eine Belohnung vom Parlament. In der 2002 von der BBC durchgeführten öffentlichen Umfrage zu den 100 größten Briten belegte Harrison Platz 39.

John Harrison wurde in Foulby in der Grafschaft West Riding of Yorkshire als erstes von fünf Kindern seiner Familie geboren. Sein Stiefvater arbeitete als Zimmermann auf dem nahe gelegenen Anwesen Nostell Priory. An der Stelle, an der einst das Haus der Familie gestanden haben könnte, befindet sich eine blaue Gedenktafel.

Um 1700 zog die Familie Harrison in das Dorf Barrow upon Humber in Lincolnshire. Harrison folgte dem Beruf seines Vaters als Zimmermann und baute und reparierte in seiner Freizeit Uhren. Der Legende nach erhielt er im Alter von sechs Jahren, als er mit Pocken im Bett lag, eine Uhr zur Unterhaltung und verbrachte Stunden damit, ihr zuzuhören und ihre beweglichen Teile zu studieren.

Er begeisterte sich auch für Musik und wurde schließlich Chorleiter der Pfarrkirche von Barrow.

Harrison baute seine erste Standuhr im Jahr 1713, im Alter von 20 Jahren. Das Uhrwerk war vollständig aus Holz gefertigt. Drei von Harrisons frühen Holzuhren haben überlebt: Die erste (1713) befindet sich in der Sammlung der Worshipful Company of Clockmakers, die zuvor in der Guildhall in London ausgestellt war, und ist seit 2015 im Wissenschaftsmuseum zu sehen. Das zweite (und dritte (1717)) befindet sich in der Nostell Priory in Yorkshire, wobei das Zifferblatt die Inschrift "John Harrison Barrow" trägt. Das Exemplar in Nostell, das sich im Billardzimmer dieses Herrenhauses befindet, hat ein viktorianisches Gehäuse mit kleinen Glasfenstern auf beiden Seiten des Uhrwerks, durch die man das hölzerne Werk betrachten kann.

Am 30. August 1718 heiratete John Harrison Elizabeth Barret in der Kirche von Barrow-upon-Humber. Nach ihrem Tod im Jahr 1726 heiratete er am 23. November 1726 in derselben Kirche Elizabeth Scott.

In den frühen 1720er Jahren erhielt Harrison den Auftrag, eine neue Turmuhr in Brocklesby Park, North Lincolnshire, zu bauen. Die Uhr funktioniert noch immer und hat wie seine früheren Uhren ein hölzernes Uhrwerk aus Eiche und Lignum vitae. Im Gegensatz zu seinen frühen Uhren weist sie einige originelle Merkmale zur Verbesserung der Zeitmessung auf, z. B. die Grashüpferhemmung. Zwischen 1725 und 1728 fertigten John und sein Bruder James, ebenfalls ein geschickter Tischler, mindestens drei Präzisionsstanduhren, deren Uhrwerke und Gehäuse ebenfalls aus Eichenholz und Lignum vitae gefertigt waren. Das Eisengitterpendel wurde in dieser Zeit entwickelt. Diese Präzisionsuhren werden von einigen als die genauesten Uhren der Welt zu dieser Zeit angesehen. Nummer 1, die sich heute in einer Privatsammlung befindet, gehörte dem Time Museum in den USA, bis das Museum im Jahr 2000 geschlossen und seine Sammlung 2004 versteigert wurde. Die Nummer 2 befindet sich im Stadtmuseum von Leeds. Sie bildet das Herzstück einer Dauerausstellung, die John Harrisons Leistungen gewidmet ist: "John Harrison: The Clockmaker Who Changed the World" (Der Uhrmacher, der die Welt veränderte). Die offizielle Eröffnung fand am 23. Januar 2014 statt, der ersten Veranstaltung zum Thema Längengrad anlässlich des dreihundertsten Jahrestags des Longitude Act. Die Nummer 3 befindet sich in der Sammlung der Worshipful Company of Clockmakers.

Harrison war ein Mann mit vielen Fähigkeiten, und er nutzte diese, um die Leistung der Pendeluhr systematisch zu verbessern. Er erfand das Gridiron-Pendel, das aus abwechselnden Messing- und Eisenstäben besteht, die so zusammengesetzt sind, dass sich die thermischen Ausdehnungen und Kontraktionen im Wesentlichen gegenseitig aufheben. Ein weiteres Beispiel für seinen Erfindungsreichtum war die Heuschreckenhemmung - eine Steuereinrichtung zur schrittweisen Freigabe der Antriebskraft einer Uhr. Sie wurde aus der Ankerhemmung entwickelt und war nahezu reibungslos, da sie keine Schmierung benötigte, da die Paletten aus Holz gefertigt waren. Dies war ein wichtiger Vorteil in einer Zeit, in der man noch wenig über Schmiermittel und deren Abnutzung wusste.

Bei seinen früheren Arbeiten an den Seeuhren wurde Harrison von George Graham, einem Uhrmacher und Instrumentenbauer, sowohl finanziell als auch in vielerlei anderer Hinsicht kontinuierlich unterstützt. Harrison wurde Graham durch den königlichen Astronomen Edmond Halley vorgestellt, der sich für Harrison und seine Arbeit einsetzte. Diese Unterstützung war für Harrison sehr wichtig, da es ihm angeblich schwer fiel, seine Ideen auf kohärente Weise zu vermitteln.

Der Längengrad bestimmt die Lage eines Ortes auf der Erde östlich oder westlich einer Nord-Süd-Linie, dem sogenannten Nullmeridian. Er wird als Winkelmaß angegeben, das von 0° am Nullmeridian bis +180° im Osten und -180° im Westen reicht. Die Kenntnis der Ost-West-Position eines Schiffes war bei der Annäherung an das Land unerlässlich. Nach einer langen Reise führten kumulierte Fehler bei der Koppelnavigation häufig zu Schiffsunglücken und einem hohen Verlust an Menschenleben. Die Vermeidung solcher Katastrophen wurde zu Harrisons Lebzeiten lebenswichtig, in einer Zeit, in der Handel und Schifffahrt auf der ganzen Welt dramatisch zunahmen.

Für die Bestimmung des Längengrads während einer Seereise gab es zahlreiche Vorschläge. Frühere Methoden versuchten, die Ortszeit mit der bekannten Zeit an einem Referenzort wie Greenwich oder Paris zu vergleichen, basierend auf einer einfachen Theorie, die zuerst von Gemma Frisius vorgeschlagen worden war. Diese Methoden stützten sich auf astronomische Beobachtungen, die ihrerseits auf der Vorhersagbarkeit der Bewegungen der verschiedenen Himmelskörper beruhten. Diese Methoden waren problematisch, da es schwierig war, die Zeit am Bezugsort genau zu bestimmen.

Harrison machte sich daran, das Problem direkt zu lösen, indem er eine zuverlässige Uhr herstellte, die die Zeit des Referenzortes einhalten konnte. Seine Schwierigkeit bestand darin, eine Uhr herzustellen, die nicht durch Temperatur-, Druck- oder Feuchtigkeitsschwankungen beeinträchtigt wird, über lange Zeiträume hinweg genau geht, in salzhaltiger Luft korrosionsbeständig ist und an Bord eines sich ständig bewegenden Schiffes funktionieren kann. Viele Wissenschaftler, darunter Isaac Newton und Christiaan Huygens, bezweifelten, dass eine solche Uhr jemals gebaut werden könnte, und bevorzugten andere Methoden zur Bestimmung des Längengrads, wie z. B. die Methode der Mondentfernung. Huygens führte Versuche mit einer Pendel- und einer Spiralfederuhr als Methoden zur Bestimmung des Längengrads durch, wobei beide Arten zu widersprüchlichen Ergebnissen führten. Newton bemerkte, dass "eine gute Uhr dazu dienen kann, einige Tage lang auf See zu rechnen und die Zeit einer Himmelsbeobachtung zu wissen; und zu diesem Zweck kann eine gute Juwelenuhr ausreichen, bis eine bessere Art von Uhr gefunden werden kann. Aber wenn die geographische Länge auf See verloren geht, kann sie von keiner Uhr wiedergefunden werden".

In den 1720er Jahren erfand der englische Uhrmacher Henry Sully eine Schiffsuhr zur Bestimmung des Längengrads: Es handelte sich um eine Uhr mit einer großen Unruh, die vertikal auf Reibrollen gelagert war und durch eine Hemmung des Typs Debaufre mit Reibungswiderstand angetrieben wurde. Ganz unkonventionell wurden die Schwingungen der Unruh durch ein Gewicht am Ende eines schwenkbaren horizontalen Hebels gesteuert, der über eine Schnur mit der Unruh verbunden war. Durch diese Lösung wurden Temperaturfehler aufgrund von Wärmeausdehnung vermieden, ein Problem, das bei Unruhspiralen aus Stahl auftritt. Sullys Uhr ging nur bei ruhigem Wetter genau, da die Schwingungen der Unruh durch das Stampfen und Rollen des Schiffes beeinflusst wurden. Seine Uhren gehörten jedoch zu den ersten ernsthaften Versuchen, den Längengrad auf diese Weise zu bestimmen. Die Maschinen von Harrison sind zwar viel größer, aber ähnlich aufgebaut: Die H3 hat eine vertikal montierte Unruh, die mit einem anderen Rad derselben Größe verbunden ist, eine Anordnung, die Probleme aufgrund der Schiffsbewegungen ausschließt.

Im Jahr 1716 stellte Sully der französischen Akademie der Wissenschaften seinen ersten Montre de la Mer vor, und 1726 veröffentlichte er Une Horloge inventée et executée par M. Sulli.

Im Jahr 1730 entwarf Harrison eine Schiffsuhr, mit der er sich um den Preis für den Längengrad bewerben wollte, und reiste nach London, um finanzielle Unterstützung zu erhalten. Er stellte seine Ideen Edmond Halley, dem Königlichen Astronomen, vor, der ihn wiederum an George Graham, den führenden Uhrmacher des Landes, verwies. Graham muss von Harrisons Ideen beeindruckt gewesen sein, denn er lieh ihm Geld für den Bau eines Modells seiner "Seeuhr". Da die Uhr ein Versuch war, eine seegängige Version seiner hölzernen Pendeluhren zu bauen, die außergewöhnlich gut funktionierten, verwendete er hölzerne Räder, Rollentriebe und eine Version der "Grashüpfer"-Hemmung. Anstelle eines Pendels verwendete er zwei miteinander verbundene Hantelunruhen.

Harrison benötigte fünf Jahre, um seine erste Seeuhr (oder H1) zu bauen. Er führte sie Mitgliedern der Royal Society vor, die sich in seinem Namen an den Rat für Längengrade wandten. Die Uhr war der erste Vorschlag, den das Gremium für einen Seetest für würdig befand. Im Jahr 1736 segelte Harrison auf der HMS Centurion unter dem Kommando von Kapitän George Proctor nach Lissabon und kehrte mit der HMS Orford zurück, nachdem Proctor am 4. Oktober 1736 in Lissabon gestorben war. Die Uhr verlor auf der Hinfahrt Zeit. Auf der Rückreise leistete sie jedoch gute Dienste: Sowohl der Kapitän als auch der Segelmeister der Orford lobten die Konstruktion. Der Kapitän wies darauf hin, dass seine eigenen Berechnungen das Schiff sechzig Meilen östlich des wahren Landeplatzes platziert hatten, der von Harrison mit Hilfe von H1 korrekt vorhergesagt worden war.

Dies war nicht die vom Board of Longitude geforderte transatlantische Reise, aber das Board war beeindruckt genug, um Harrison 500 Pfund für die weitere Entwicklung zu gewähren. Harrison hatte bis 1737 eine kompaktere und robustere Version nach London gebracht. Nach drei Jahren Bauzeit und zwei Jahren Erprobung an Land war H2 1741 fertig, doch zu diesem Zeitpunkt befand sich Großbritannien im Österreichischen Erbfolgekrieg mit Spanien im Krieg, und der Mechanismus wurde als zu wichtig erachtet, um in spanische Hände zu fallen. Auf jeden Fall stellte Harrison die Arbeit an dieser zweiten Maschine plötzlich ein, als er einen schwerwiegenden Konstruktionsfehler im Konzept der Balkenwaagen entdeckte. Er hatte nicht erkannt, dass die Schwingungsdauer der Balkenwaagen durch die Gierbewegung des Schiffes beeinflusst werden konnte (wenn sich das Schiff drehte, z. B. beim "Wenden" während der Wende). Dies veranlasste ihn, in der Dritten Seeuhr (H3) kreisförmige Unruhen einzusetzen.

Der Vorstand bewilligte ihm weitere 500 Pfund, und während er auf das Ende des Krieges wartete, arbeitete er weiter an H3.

Harrison arbeitete siebzehn Jahre lang an dieser dritten "Seeuhr", aber trotz aller Bemühungen funktionierte sie nicht genau so, wie er es sich gewünscht hätte. Das Problem bestand darin, dass Harrison die Physik hinter den Federn zur Steuerung der Unruhräder nicht vollständig verstand, so dass die Zeitmessung der Räder nicht isochron war, was die Genauigkeit beeinträchtigte. Es sollte noch zwei Jahrhunderte dauern, bis die Technikwelt die Eigenschaften von Federn für solche Anwendungen vollständig verstanden hatte. Trotzdem erwies sich die Maschine als sehr wertvolles Experiment, denn aus ihrer Konstruktion wurde viel gelernt. Mit dieser Maschine hinterließ Harrison der Welt zwei bleibende Vermächtnisse - das Bimetallband und das Käfigrollenlager.

Nachdem Harrison dreißig Jahre lang beharrlich verschiedene Methoden erprobt hatte, stellte er zu seiner Überraschung fest, dass einige der von Grahams Nachfolger Thomas Mudge hergestellten Uhren die Zeit genauso genau wie seine riesigen Seeturmuhren hielten. Möglicherweise war Mudge dazu nach den frühen 1740er Jahren in der Lage, weil der neue "Huntsman"- oder "Crucible"-Stahl, den Benjamin Huntsman irgendwann in den frühen 1740er Jahren herstellte, die Herstellung härterer Ritzel, aber vor allem einer härteren und besser polierten Zylinderhemmung ermöglichte.

Harrison erkannte daraufhin, dass eine einfache Uhr für diese Aufgabe genau genug sein könnte und ein weitaus praktischerer Vorschlag für den Einsatz als Zeitmesser auf See war. Er entwickelte das Konzept der Uhr als Zeitmessgerät neu und stützte sich dabei auf solide wissenschaftliche Prinzipien.

Uhr "Jefferys"

Er hatte bereits in den frühen 1750er Jahren eine Präzisionsuhr für seinen eigenen Gebrauch entworfen, die der Uhrmacher John Jefferys um 1752-1753 für ihn anfertigte. Diese Uhr verfügte über eine neuartige Reibungshemmung und war nicht nur die erste, die Temperaturschwankungen ausgleichen konnte, sondern enthielt auch das erste Miniatur-Gangwerk nach Harrisons Entwurf, das es ermöglichte, die Uhr während des Aufziehens weiterlaufen zu lassen. Diese Merkmale führten zu dem großen Erfolg der "Jefferys"-Uhr, die Harrison in das Design von zwei neuen Zeitmessern einfließen ließ, die er zu bauen beabsichtigte. Dabei handelte es sich um eine große Uhr und eine kleinere, aber nach dem gleichen Muster gebaute Uhr. Allerdings scheint nur die größere Uhr Nr. 1 (oder "H4", wie sie manchmal genannt wird) jemals fertiggestellt worden zu sein (siehe den Hinweis auf "H4" weiter unten). Mit Hilfe einiger der besten Handwerker Londons entwarf und fertigte er den weltweit ersten erfolgreichen Marinezeitmesser, der es einem Navigator ermöglichte, die Position seines Schiffes auf dem Längengrad genau zu bestimmen. Vor allem aber zeigte Harrison allen, dass es möglich war, den Längengrad mit Hilfe einer Uhr zu berechnen. Dies sollte Harrisons Meisterwerk werden - ein wunderschönes Instrument, das einer überdimensionalen Taschenuhr aus der damaligen Zeit ähnelt. Es ist mit Harrisons Unterschrift graviert, mit der Nummer 1 versehen und mit AD 1759 datiert.

Harrisons erste "Seeuhr" (heute als H4 bekannt) ist in einem silbernen Gehäuse mit einem Durchmesser von 13 cm (5,2 Zoll) untergebracht. Das Uhrwerk der Uhr ist für die damalige Zeit sehr komplex und ähnelt einer größeren Version des damals üblichen Uhrwerks. Eine gewundene Stahlfeder in einem Messingfederhaus sorgt für 30 Stunden Gangdauer. Darüber befindet sich das Schneckenhaus, das eine Kette antreibt, die um eine konisch geformte Riemenscheibe, die Schnecke, gewickelt ist. Über der Schnecke befindet sich der Aufzugsvierkant (ein separater Schlüssel ist erforderlich). Das an der Basis der Schnecke befestigte Großrad überträgt die Kraft auf das übrige Uhrwerk. Die Schnecke enthält die Haltekraft, einen Mechanismus, der das H4 während des Aufzugs in Gang hält. Von Gould:

Die Hemmung ist eine Abwandlung der "Spindel", mit der die gewöhnlichen Uhren von Harrison ausgestattet waren. Die Modifikationen sind jedoch umfangreich. Die Paletten sind sehr klein und ihre Flächen sind parallel zueinander angeordnet, anstatt wie üblich in einem Winkel von 95° oder so. Außerdem sind sie nicht aus Stahl, sondern aus Diamant, und ihre Rückseiten sind zu zykloidalen Kurven geformt.... Die Wirkungsweise dieser Hemmung ist ganz anders als die der Spindelhemmung, der sie zu ähneln scheint. Bei dieser Hemmung wirken die Zähne des Kronrads nur auf die Flächen der Paletten. Bei dieser Hemmung jedoch ruhen die Spitzen der Zähne über einen beträchtlichen Teil des zusätzlichen Bogens - von 90° bis 145° (Schräglagegrenze) über den Totpunkt hinaus - auf den Rückseiten der Paletten und haben die Tendenz, die Unruh in Richtung des äußersten Punktes ihrer Schwingung zu unterstützen und ihre Rückkehr zu verzögern. Diese Hemmung ist offensichtlich eine große Verbesserung gegenüber der Spindelhemmung, da das Räderwerk viel weniger Einfluss auf die Bewegungen der Unruh hat. Die Unruh wird in ihrem Schwung nicht mehr durch eine Kraft gebremst, die derjenigen entspricht, die sie ursprünglich angetrieben hat, sondern durch die Unruhfeder, die nur durch die Reibung zwischen dem Zahn und der Rückseite der Palette unterstützt wird.

Im Vergleich dazu hat die Spindelhemmung einen Rückstoß mit einem begrenzten Unruhbogen und reagiert empfindlich auf Schwankungen im Antriebsmoment. Laut einem Bericht von H. M. Frodsham über das Uhrwerk aus dem Jahr 1878 hatte die Hemmung des H4 "ein gutes Maß an 'Setzung' und nicht so viel Rückstoß, so dass der Impuls einer doppelten Chronometertätigkeit sehr nahe kam".

Die D-förmigen Paletten der Harrison-Hemmung bestehen beide aus Diamant, sind etwa 2 mm lang und haben einen gekrümmten Seitenradius von 0,6 mm; eine beachtliche Leistung in der Herstellung zu jener Zeit. Aus technischen Gründen wurde die Unruh mit einem Durchmesser von 56 mm (2,2 Zoll) und einem Gewicht von 1,85 g (28+5⁄8 Trophäenkörner) viel größer als bei herkömmlichen Uhren dieser Zeit gefertigt, und die Schwingungen werden von einer flachen Stahlspiralfeder mit drei Windungen und einem langen geraden Ende gesteuert. Die Feder ist verjüngt, d.h. sie ist am Zapfenende dicker und verjüngt sich in der Mitte zur Spannzange hin. Das Uhrwerk verfügt auch über eine Zentralsekunde mit einem Sekundenzeiger mit Pfeil. Das Kleinbodenrad ist mit einer Innenverzahnung ausgestattet und besitzt eine aufwendige Brücke, die der durchbrochenen und gravierten Brücke der damaligen Zeit ähnelt. Es läuft mit 5 Schlägen (Ticks) pro Sekunde und ist mit einem winzigen 7+1⁄2-Sekunden-Remontoire ausgestattet. Eine Unruhbremse, die durch die Stellung der Schnecke aktiviert wird, stoppt die Uhr eine halbe Stunde, bevor sie vollständig abgelaufen ist, damit die Remontoire nicht ebenfalls abläuft. Die Temperaturkompensation erfolgt durch eine "Kompensationskurbel" (oder "Thermometer-Kirb", wie Harrison sie nannte). Es handelt sich dabei um einen Bimetallstreifen, der auf dem Regulierschieber montiert ist und am freien Ende die Bordsteinstifte trägt. Bei der ersten Erprobung verzichtete Harrison auf diese Regulierung durch den Schieber, ließ aber die Skala oder das Zahlenstück an ihrem Platz.

Der Bau dieser ersten Uhr dauerte sechs Jahre, woraufhin das Board of Longitude beschloss, sie auf einer Reise von Portsmouth nach Kingston, Jamaika, zu testen. Zu diesem Zweck wurde sie an Bord der 50-Kanonen-Yacht HMS Deptford gebracht, die am 18. November 1761 von Portsmouth aus in See stach: 13-14 Harrison, inzwischen 68 Jahre alt, schickte sie unter der Obhut seines Sohnes William auf diese transatlantische Probefahrt. Die Uhr wurde vor der Abreise von Robertson, dem Kapitän der Akademie in Portsmouth, geprüft, der berichtete, dass sie am 6. November 1761 um 12 Uhr mittags 3 Sekunden nachging und in 9 Tagen 24 Sekunden gegenüber der mittleren Sonnenzeit verloren hatte. Die tägliche Rate der Uhr wurde daher auf 24⁄9 Sekunden pro Tag festgelegt.

Als die Deptford ihr Ziel erreichte, stellte sich heraus, dass die Uhr nach Korrektur des anfänglichen Fehlers von 3 Sekunden und des kumulierten Verlusts von 3 Minuten und 36,5 Sekunden im Tagesrhythmus über die 81 Tage und 5 Stunden der Reise 5 Sekunden langsamer war als der bekannte Längengrad von Kingston, was einem Längengradfehler von 1,25 Minuten oder etwa einer Seemeile entsprach: 56 William Harrison kehrte an Bord der HMS Merlin mit 14 Kanonen zurück und erreichte England am 26. März 1762, um den erfolgreichen Ausgang des Experiments zu melden. Harrison senior wartete daraufhin auf das Preisgeld von 20.000 Pfund, aber der Vorstand war überzeugt, dass die Genauigkeit nur Glück gewesen sein konnte, und forderte einen weiteren Versuch. Das Gremium war auch nicht davon überzeugt, dass ein Zeitmesser, dessen Bau sechs Jahre in Anspruch nahm, den vom Longitude Act geforderten Praxistest erfüllte. Die Harrisons waren empört und verlangten ihren Preis, eine Angelegenheit, die schließlich den Weg zum Parlament fand, das 5.000 Pfund für den Entwurf bot. Die Harrisons lehnten ab, waren aber schließlich gezwungen, eine weitere Reise nach Bridgetown auf der Insel Barbados zu unternehmen, um die Angelegenheit zu regeln.

Zum Zeitpunkt dieses zweiten Versuchs war eine andere Methode zur Messung der geografischen Länge zur Erprobung bereit: die Methode der Monddistanzen. Der Mond bewegt sich schnell genug, etwa dreizehn Grad pro Tag, um die Bewegung von Tag zu Tag leicht zu messen. Durch den Vergleich des Winkels zwischen dem Mond und der Sonne an dem Tag, an dem man nach England aufbrach, konnte die "richtige Position" des Mondes (wie sie in Greenwich, England, zu dieser bestimmten Zeit erscheinen würde) berechnet werden. Vergleicht man dies mit dem Winkel des Mondes über dem Horizont, so kann man die geografische Länge berechnen.

Während Harrisons zweitem Versuch mit seiner "Seewache" (H4) wurde Nevil Maskelyne gebeten, die HMS Tartar zu begleiten und das System der Monddistanzen zu testen. Erneut erwies sich die Uhr als äußerst genau, denn sie hielt die Zeit bis auf 39 Sekunden genau ein, was einer Abweichung des Längengrads von Bridgetown von weniger als 10 Meilen (16 km) entspricht: 60 Maskelynes Messungen waren mit 30 Meilen (48 km) ebenfalls recht gut, erforderten aber erhebliche Arbeit und Berechnungen, um sie zu verwenden. Auf einer Sitzung des Ausschusses im Jahr 1765 wurden die Ergebnisse vorgestellt, aber auch hier wurde die Genauigkeit der Messungen dem Zufall zugeschrieben. Erneut kam die Angelegenheit vor das Parlament, das ihm 10.000 Pfund im Voraus und die andere Hälfte anbot, sobald er den Entwurf anderen Uhrmachern zur Nachahmung überlassen würde. In der Zwischenzeit sollte Harrisons Uhr dem Astronomer Royal für Langzeittests an Land übergeben werden.

Unglücklicherweise wurde Nevil Maskelyne nach seiner Rückkehr aus Barbados zum königlichen Astronomen ernannt und daher auch in den Rat für Längengrade berufen. Er gab einen negativen Bericht über die Uhr ab, in dem er behauptete, dass ihre "Ganggeschwindigkeit" (die Zeit, die sie pro Tag gewinnt oder verliert) auf Ungenauigkeiten zurückzuführen sei, die sich selbst aufheben, und weigerte sich, sie bei der Messung des Längengrads zu berücksichtigen. Folglich entsprach diese erste Marineuhr von Harrison nicht den Anforderungen des Ausschusses, obwohl sie in zwei früheren Versuchen erfolgreich gewesen war.

Harrison begann mit der Arbeit an seiner zweiten "Seewache" (H5), während die Tests an der ersten durchgeführt wurden, die Harrison als Geisel der Behörde empfand. Nach drei Jahren hatte er genug; Harrison fühlte sich "von den Herren, von denen ich eine bessere Behandlung hätte erwarten können, extrem schlecht behandelt" und beschloss, König Georg III. um Hilfe zu bitten. Er erhielt eine Audienz beim König, der sehr verärgert über den Vorstand war. König Georg testete die Uhr Nr. 2 (H5) selbst im Palast und stellte nach zehn Wochen täglicher Beobachtungen zwischen Mai und Juli 1772 fest, dass sie bis auf eine Drittelsekunde pro Tag genau ging. König George riet Harrison daraufhin, beim Parlament den vollen Preis zu beantragen, nachdem er gedroht hatte, persönlich zu erscheinen, um sie zurechtzuweisen. Schließlich erhielt Harrison 1773, als er 80 Jahre alt war, vom Parlament für seine Leistungen einen Geldpreis in Höhe von 8.750 Pfund, aber er erhielt nie die offizielle Auszeichnung (die nie an jemanden verliehen wurde). Er sollte nur noch drei Jahre leben.

Insgesamt erhielt Harrison 23.065 £ für seine Arbeit an Chronometern. Er erhielt 4.315 Pfund in Teilbeträgen vom Board of Longitude für seine Arbeit, 10.000 Pfund als Zwischenzahlung für H4 im Jahr 1765 und 8.750 Pfund vom Parlament im Jahr 1773. Dies verschaffte ihm für den größten Teil seines Lebens ein angemessenes Einkommen (das 2007 etwa 450.000 Pfund pro Jahr entspricht, obwohl alle seine Kosten, wie z. B. für Material und die Vergabe von Unteraufträgen an andere Uhrmacher, aus diesem Betrag bestritten werden mussten). In seinem letzten Lebensjahrzehnt wurde er zum Multimillionär (nach heutigem Verständnis).

Kapitän James Cook verwendete K1, eine Kopie von H4, auf seiner zweiten und dritten Reise, nachdem er auf seiner ersten Reise die Methode der Mondentfernung verwendet hatte. K1 wurde von Larcum Kendall hergestellt, der bei John Jefferys in die Lehre gegangen war. Cooks Logbuch ist voll des Lobes für diese Uhr, und die Karten des südlichen Pazifiks, die er mit ihrer Hilfe anfertigte, waren bemerkenswert genau. K2 wurde an Leutnant William Bligh, den Kommandanten der HMS Bounty, ausgeliehen, aber nach der berüchtigten Meuterei wurde sie von Fletcher Christian behalten. Es wurde erst 1808 von der Pitcairn-Insel geborgen, als es Kapitän Folger übergeben wurde. Danach ging es durch mehrere Hände, bevor es in das National Maritime Museum in London gelangte.

Anfänglich waren die Kosten für diese Chronometer recht hoch (etwa 30 % der Kosten eines Schiffes). Im Laufe der Zeit sanken die Kosten jedoch auf 25 bis 100 £ (ein halbes bis zwei Jahresgehälter für einen Facharbeiter) im frühen 19. Viele Historiker verweisen auf die relativ geringen Produktionsmengen im Laufe der Zeit als Beweis dafür, dass die Chronometer nicht weit verbreitet waren. Landes weist jedoch darauf hin, dass die Chronometer jahrzehntelang hielten und nicht häufig ausgetauscht werden mussten. Tatsächlich ging die Zahl der Hersteller von Schiffschronometern im Laufe der Zeit zurück, da es leicht war, die Nachfrage zu befriedigen, selbst als die Handelsmarine expandierte. Außerdem begnügten sich viele Handelsmarinesoldaten mit einem Deckschronometer zum halben Preis. Diese waren zwar nicht so genau wie die Schiffschronometer, reichten aber für viele aus. Während die Methode der Monddistanzen den Marinechronometer zunächst ergänzte und mit ihm konkurrierte, wurde er im 19.

Die genauere Harrison-Zeitmessung ermöglichte die dringend benötigte präzise Berechnung des Längengrads und machte das Gerät zu einem grundlegenden Schlüssel für die Moderne. Im Anschluss an Harrison wurde der Marinechronometer von John Arnold neu erfunden, der sich bei seiner Konstruktion zwar auf die wichtigsten Grundsätze von Harrison stützte, sie aber gleichzeitig so weit vereinfachte, dass er ab etwa 1783 ebenso genaue, aber weit weniger kostspielige Marinechronometer in Serie herstellen konnte. Dennoch waren Chronometer selbst gegen Ende des 18. Jahrhunderts noch viele Jahre lang teure Raritäten, da ihre Einführung und Verwendung aufgrund der hohen Kosten für die Präzisionsfertigung nur langsam vorankam. Als Arnolds Patente Ende der 1790er Jahre ausliefen, konnten viele andere Uhrmacher, darunter Thomas Earnshaw, Chronometer in größeren Stückzahlen und zu geringeren Kosten als die von Arnold herstellen. Zu Beginn des 19. Jahrhunderts galt die Navigation auf See ohne Chronometer als unklug bis undenkbar. Der Einsatz eines Chronometers zur Unterstützung der Navigation rettete Leben und Schiffe - die Versicherungswirtschaft, das Eigeninteresse und der gesunde Menschenverstand taten ein Übriges, um das Gerät zu einem universellen Instrument des Seehandels zu machen.

Harrison starb am 24. März 1776 im Alter von zweiundachtzig Jahren, nur knapp vor seinem dreiundachtzigsten Geburtstag. Er wurde auf dem Friedhof der St. John's Church, Hampstead, im Norden Londons beigesetzt, zusammen mit seiner zweiten Frau Elizabeth und später mit ihrem Sohn William. Sein Grab wurde 1879 von der Worshipful Company of Clockmakers restauriert, obwohl Harrison nie Mitglied der Gesellschaft gewesen war.

Harrisons letzter Wohnsitz war 12, Red Lion Square, im Londoner Stadtteil Holborn. An der Wand des Summit House, eines modernistischen Bürogebäudes aus dem Jahr 1925, an der Südseite des Platzes befindet sich eine blaue Gedenktafel, die Harrison gewidmet ist. Am 24. März 2006 wurde in der Westminster Abbey eine Gedenktafel für Harrison enthüllt, die ihn als würdigen Gefährten seines Freundes George Graham und Thomas Tompion, des "Vaters der englischen Uhrmacherei", würdigt, die beide in der Abbey begraben sind. Das Denkmal zeigt eine Meridianlinie (Linie des konstanten Längengrads) aus zwei Metallen, um Harrisons am weitesten verbreitete Erfindung, das Bimetall-Streifenthermometer, hervorzuheben. Der Streifen ist mit seinem eigenen Längengrad von 0 Grad, 7 Minuten und 35 Sekunden West graviert.

Die Corpus Clock in Cambridge, die 2008 enthüllt wurde, ist eine Hommage des Designers an Harrisons Werk, jedoch in elektromechanischer Bauweise. Äußerlich ist sie mit Harrisons Heuschreckenhemmung ausgestattet, wobei der Palettenrahmen so geformt ist, dass er einer echten Heuschrecke ähnelt. Dies ist das Hauptmerkmal der Uhr.

Im Jahr 2014 taufte Northern Rail den Dieseltriebwagen 153316 auf den Namen John "Longitude" Harrison.

Am 3. April 2018 feierte Google seinen 325. Geburtstag mit einem Google Doodle für seine Homepage.

Im Februar 2020 wurde in Barrow upon Humber eine Bronzestatue von John Harrison enthüllt. Die Statue wurde von dem Bildhauer Marcus Cornish geschaffen.

Nach dem Ersten Weltkrieg wurden Harrisons Zeitmesser im Royal Greenwich Observatory von dem pensionierten Marineoffizier Lieutenant Commander Rupert T. Gould wiederentdeckt.

Die Zeitmesser befanden sich in einem sehr baufälligen Zustand, und Gould verbrachte viele Jahre damit, sie zu dokumentieren, zu reparieren und zu restaurieren, ohne eine Entschädigung für seine Bemühungen zu erhalten. Gould war der erste, der die Uhren mit H1 bis H5 bezeichnete und sie zunächst als No.1 bis No.5 bezeichnete. Leider nahm Gould Änderungen und Reparaturen vor, die den heutigen Standards einer guten musealen Erhaltungspraxis nicht entsprechen würden, obwohl die meisten Harrison-Wissenschaftler Gould zugute halten, dass er dafür gesorgt hat, dass die historischen Artefakte als funktionierende Mechanismen bis in die heutige Zeit überlebt haben. Gould verfasste das 1923 veröffentlichte Werk The Marine Chronometer, das die Geschichte der Chronometer vom Mittelalter bis in die 1920er Jahre behandelt und detaillierte Beschreibungen von Harrisons Arbeit und der nachfolgenden Entwicklung des Chronometers enthält. Das Buch ist nach wie vor das maßgebliche Werk über den Marinechronometer.

Heute sind die restaurierten Zeitmesser H1, H2, H3 und H4 im Royal Observatory in Greenwich zu sehen. H1, H2 und H3 funktionieren noch: H4 bleibt stehen, da sie im Gegensatz zu den ersten drei Uhren Öl zur Schmierung benötigt und daher im Laufe der Zeit abgenutzt wird. H5 ist im Besitz der Worshipful Company of Clockmakers of London und war früher im Clockmakers' Museum in der Guildhall, London, als Teil der Sammlung der Gesellschaft ausgestellt; seit 2015 ist die Sammlung im Science Museum, London, zu sehen.

In seinen letzten Lebensjahren schrieb John Harrison über seine Forschungen zur musikalischen Stimmung und zu Herstellungsmethoden für Glocken. Sein Stimmsystem (ein von pi abgeleitetes Meanone-System) wird in seiner Broschüre A Description Concerning Such Mechanism ... (CSM) beschrieben. Dieses System stellte die traditionelle Ansicht in Frage, dass Obertöne bei ganzzahligen Frequenzverhältnissen auftreten und folglich alle Musik, die diese Stimmung verwendet, niederfrequente Schwebungen erzeugt. Im Jahr 2002 wurde Harrisons letztes Manuskript, A true and short, but full Account of the Foundation of Musick, or, as principally therein, of the Existence of the Natural Notes of Melody, in der US Library of Congress wiederentdeckt. Seine Theorien über die Mathematik der Glockenherstellung (unter Verwendung von "radikalen Zahlen") sind noch nicht eindeutig geklärt.

Eine der umstrittenen Behauptungen seiner letzten Jahre war die, dass er in der Lage war, eine Landuhr zu bauen, die genauer war als alle konkurrierenden Modelle. Konkret behauptete er, eine Uhr konstruiert zu haben, die in der Lage war, die Zeit über einen Zeitraum von 100 Tagen auf eine Sekunde genau einzuhalten: 25-41 Damals machten sich Publikationen wie The London Review of English and Foreign Literature über Harrison lustig, weil man seine Behauptung für abwegig hielt. Harrison zeichnete einen Entwurf, baute aber selbst nie eine solche Uhr, doch 1970 studierte Martin Burgess, ein Harrison-Experte und selbst Uhrmacher, die Pläne und versuchte, den Zeitmesser wie gezeichnet zu bauen. Er baute zwei Versionen, die er Clock A und Clock B nannte. Clock A wurde die Gurney Clock, die 1975 der Stadt Norwich geschenkt wurde, während Clock B jahrzehntelang unvollendet in seiner Werkstatt lag, bis sie 2009 von Donald Saff erworben wurde. Die fertige Uhr B wurde dem National Maritime Museum in Greenwich zur weiteren Untersuchung übergeben. Es stellte sich heraus, dass die Uhr B möglicherweise Harrisons ursprünglichem Anspruch gerecht werden könnte, weshalb das Design der Uhr sorgfältig überprüft und angepasst wurde. Schließlich wurde die Uhr B 100 Tage lang, vom 6. Januar bis zum 17. April 2015, in einem durchsichtigen Gehäuse im Royal Observatory befestigt und abgesehen vom regelmäßigen Aufziehen unberührt gelassen. Nach Abschluss des Laufs wurde gemessen, dass die Uhr nur 5

1995 schrieb Dava Sobel, angeregt durch ein Symposium der Harvard University über das Längengradproblem, das von der National Association of Watch and Clock Collectors organisiert wurde, ein Buch über Harrisons Arbeit. Längengrad: The True Story of a Lone Genius Who Solved the Greatest Scientific Problem of His Time wurde der erste populäre Bestseller zum Thema Uhrmacherei. The Illustrated Longitude, in dem Sobels Text von 180 von William J. H. Andrewes ausgewählten Bildern begleitet wurde, erschien 1998. Das Buch wurde 1999 von Charles Sturridge für das britische Fernsehen in einer vierteiligen Serie von Granada Productions für Channel 4 unter dem Titel Longitude dramatisiert. In den USA wurde die Serie später im selben Jahr vom Koproduzenten A&E ausgestrahlt. In der Produktion spielten Michael Gambon als Harrison und Jeremy Irons als Gould die Hauptrollen. Sobels Buch war auch die Grundlage für eine PBS NOVA-Folge mit dem Titel Lost at Sea: Die Suche nach dem Längengrad.

Harrisons Marine-Zeitmesser waren ein wesentlicher Bestandteil der Handlung des Weihnachtsspecials 1996 der langjährigen britischen Sitcom Only Fools And Horses mit dem Titel "Time on Our Hands". In der Handlung geht es um die Entdeckung und anschließende Versteigerung von Harrisons Lesser Watch H6. Die fiktive Uhr wurde bei Sotheby's für 6,2 Millionen Pfund versteigert.

Der Song "John Harrison's Hands", geschrieben von Brian McNeill und Dick Gaughan, erschien 2001 auf dem Album Outlaws & Dreamers. Der Song wurde auch von Steve Knightley gecovert und erschien auf seinem Album 2011 Live in Somerset. Es wurde auch von der britischen Band Show of Hands gecovert und erscheint auf ihrem 2016er Album The Long Way Home.

1998 schrieb der britische Komponist Harrison Birtwistle das Klavierstück "Harrison's clocks", das musikalische Darstellungen von Harrisons verschiedenen Uhren enthält. Das Stück "Harrison's Dream" des Komponisten Peter Graham handelt von Harrisons vierzigjährigem Bestreben, eine genaue Uhr herzustellen. Graham arbeitete gleichzeitig an der Brass-Band- und der Blasorchester-Version des Stücks, die im Abstand von nur vier Monaten, im Oktober 2000 bzw. im Februar 2001, uraufgeführt wurden.

Quellen

1. John Harrison (Uhrmacher)
2. John Harrison
3. ^ William E. Carter. "The British Longitude Act Reconsidered". American Scientist. Archived from the original on 20 February 2012. Retrieved 19 April 2015.
4. «John Harrison; British horologist». Encyclopedia Britannica (en inglés). Consultado el 3 de abril de 2018.
5. John H. Lienhard. «No. 235: HARRISON'S TIMEPIECE». Engines of our ingenuity (en inglés). Consultado el 11 de febrero de 2018.
6. Auklanddrive.org Astronomy U3A. «The Harrison Clocks» (en inglés). Archivado desde el original el 4 de agosto de 2016. Consultado el 13 de junio de 2016.
7. Dava Sobel, Longitude.
8. (en) « John Harrison, or the art of designing timepieces made of wood », sur ohselection.com (consulté le 24 avril 2024)
9. a et b Dava Sobel, Longitude, chap. 10 (« L'horloge et le diamant »).
10. Voir en ligne, sur le site de l'auteur.
11. FAS John Harrison's Tomb. Abgerufen am 29. Februar 2024.