Gechicaneer rond een zeeklok; JOHN HARRISON EN ZIJN STRIJD OM DE LONGITUDE-PRIJS

HET VERHAAL van John Harrison begint op zee, in de herfst van 1707, twintig mijl ten zuiden van Engeland. Na schermutselingen met de Fransen in de buurt van Gibraltar zijn vijf oorlogsbodems van de Royal Navy op de terugweg naar Engeland....

Een dag tevoren was Clowdisley's gemoedsrust ernstig verstoord door een van zijn eigen matrozen. Die had zich bij hem gemeld met de mededeling dat hij de afgelopen weken zelf de koers had bijgehouden en dat volgens zijn gegevens de vloot een stuk oostelijker zeilde, recht op de rotsen voor de Engelse kust af. De matroos zette daarmee zijn leven op het spel, want het was voor lageren in rang een halsmisdrijf op eigen houtje te navigeren.

Clowdisley liet hem ter plekke wegens muiterij opknopen.

In de nacht van 22 oktober krijgt de matroos zijn postume gelijk. Het eskader zeilt tegen de rotsen op van de Scilly-eilanden, die volgens het bestek van Clowdisley's staf vele mijlen oostelijker hadden moeten liggen. De gevolgen zijn catastrofaal.

Eerst loopt de Association, het vlaggenschip, op de rotsen. Het zinkt binnen een paar minuten. Voor ze kunnen bijsturen slaan ook de Eagle en de Romney lek. Vier van de vijf schepen vergaan, tweeduizend man verdrinken.

Sir Clowdisley zelf redt het vege lijf - voor even. Hij spoelt aan op een van de eilanden en zakt in elkaar zodra hij droog zand heeft bereikt. Hij wordt gevonden door een vrouw die het strand afschuimt op zoek naar buit. Een kostbare smaragden ring bezegelt alsnog zijn lot: de vrouw wurgt hem - zoals ze dertig jaar later op haar sterfbed opbiecht - en wringt de ring van zijn vinger.

De ondergang van Clowdisley's vloot was een van de grootste rampen uit de Engelse maritieme geschiedenis. Het bracht het Engelse parlement ertoe een prijs uit te loven voor verbeteringen in de navigatie. De Longitude Act, uitgevaardigd in 1714, stelde twintigduizend pond sterling in het vooruitzicht aan de ontwerper van een methode om de geografische lengte - de afstand oost of west - tot op een halve graad nauwkeurig te bepalen. In hedendaags geld is dat ruim zeven miljoen dollar. Om de voorstellen te beoordelen werd een Board of Longitude opgericht, waarin wetenschap, overheid en marine waren vertegenwoordigd. De Board liet zich adviseren door Newton.

Over de man die de prijs uiteindelijk in de wacht zou slepen, John Harrison, van oorsprong timmerman, en zijn bijna veertig jaar durende gevecht tegen een wetenschappelijk establishment dat geen heil zag in zijn oplossing - een zeeklok - heeft de Amerikaanse wetenschapsjournaliste Dava Sobel een schitterend boek geschreven: Longitude. Het verhaal van Harrison en de lotgevallen van zijn zeeklokken is wel vaker verteld, maar nooit zo mooi als door Sobel. Haar vertelling is langer dan een artikel, korter dan een boek en zou in de letteren - waarin het een plaats verdient - een novelle genoemd worden. Met zijn gedistingeerde typografie en omslag en verfijnde stijl is Longitude een traktatie voor oog en intellect.

John Harrison werd in 1693 geboren in het onaanzienlijke Barrow-on-Humber als zoon van een timmerman. Voor een technische of wetenschappelijke opleiding was geen geld. Wat Harrison over fysica te weten kwam, leerde hij uit een collegedictaat van de blinde wiskundige Saunderson, hem uitgeleend door de dorpsdominee.

Harrison leidde zichzelf op tot klokkenmaker door klokken te repareren. Zijn eerste klokken waren van hout. Dit was een verlegenheidsoplossing, het ontbrak hem aan middelen om messing of brons te kopen. Maar de noodgreep pakte goed uit: Harrisons klokken bleken ongewoon nauwkeurig, onder meer doordat de natuurlijke olie in het hout het smeren met kleverige, kunstmatige olie overbodig maakte.

Toen Harrison in 1727 van de Longitude-prijs hoorde, bedacht hij dat hij het lengteprobleem zou kunnen oplossen als hij erin slaagde zijn klokken zeewaardig te maken. Het idee is eenvoudig, in theorie. De aarde draait in vierentwintig uur om haar as en legt dus per uur 360 : 24 = 15 booggraden af. Dat betekent dat je tijdverschil kunt omrekenen in geografische afstand: ieder uur verschil is vijftien graden oost of west. Bij de evenaar komen die vijftien graden overeen met zo'n duizend mijl, een afstand die naar het noorden en zuiden afneemt.

Dat je tijd in afstand kunt vertalen, maakt van klokken navigatie-instrumenten. Wie op volle zee de plaatselijke tijd bepaalt door 'een zonnetje te schieten' en die tijd vergelijkt met hoe laat het op datzelfde moment in de vertrekhaven is, kan uit het verschil opmaken hoever hij oost of west is.

Deze procedure vereiste dat je bij vertrek behalve de vaten drank en het voedsel ook de plaatselijke tijd mee aan boord nam en die de hele reis 'bewaarde'. Dat moest met de grootste nauwkeurigheid gebeuren, want door geringe afwijkingen raakte je al snel tientallen mijlen uit koers. Juist die precisie was het kritieke punt, want waar vind je een uurwerk dat per etmaal niet meer dan enkele seconden afwijkt en tegelijk bestand is tegen de bewegingen van een stampend en rollend schip.

Christiaan Huygens had in 1657 met de uitvinding van de slinger het uurwerk een factor zestig nauwkeuriger gemaakt en zo een nieuwe generatie klokken in het leven geroepen. Hij probeerde het slingeruurwerk zeewaardig te maken door het op te hangen in Cardanusringen, als een kompas, maar proeven op een stormachtige Zuiderzee wezen uit dat de klokken gemakkelijk uit balans raakten.

Het slingeruurwerk had op zee geen toekomst.

Harrison begreep dat hij voor zijn zeeklok een alternatief voor de slinger moest vinden. In de zomer van 1730 reisde hij naar Londen om de Board of Longitude een ontwerp voor te leggen. Hij werd ontvangen door Sir Edmund Halley, de Astronomer Royal van de sterrenwacht te Greenwich. Halley wist dat de Board een voorkeur had voor een astronomische oplossing van het lengteprobleem.

Zelf werkte hij aan een methode die berustte op de bewegingen van de maan langs de sterrenhemel. Wat Harrison presenteerde, was een mechanische oplossing en Halley vreesde dat die door de Board - topzwaar met astronomen en wiskundigen - zou worden weggehoond.

Hij stuurde Harrison naar de uurwerkmaker Graham en met diens geldelijke steun kon Harrison zijn ontwerp uitwerken.

De volgende vijf jaar bouwde Harrison zijn eerste zeeklok, de H-1. De machine zag eruit, schrijft Sobel, als een tijdmachine in een oude Hollywoodfilm: een messing gevaarte van 75 pond, in een kabinet van vier voet diep, hoog en breed, met vier wijzerplaten voor de uren, minuten, seconden en de dagen van de maand. Aan de bovenzijde stak er een wonderlijke constructie van spaken, bollen en veren uit, bedoeld om de gang van het uurwerk te reguleren. De statige bewegingen van de H-1 kan men tot op de huidige dag bewonderen in het marinemuseum van Greenwich.

Harrison kreeg in 1736 opdracht om zijn H-1 te testen, niet op een reis naar West-Indië, zoals hij had gehoopt, maar naar Lissabon, wat voor de lengtebepaling minder tot de verbeelding sprak. Het werd wat men noemt een rough crossing, met een zeezieke Harrison die zijn tijd moest verdelen tussen toezicht houden op zijn klok en over de railing hangen. Maar als demonstratie van mechanische precisie was het een succes: op de terugreis corrigeerde de H-1 de navigatie van de kapitein met zo'n zestig mijl in westelijke richting.

Harrison had daar en toen de prijs moeten opeisen. Maar hetzelfde perfectionisme dat hem in staat stelde het nauwkeurigste uurwerk ter wereld te bouwen, keerde zich nu tegen hem. Misschien waren er, vertelde hij de leden van de Board, nog technische onvolkomenheden die hij in een tweede ontwerp zou kunnen verbeteren. Met vijfhonderd pond en nog twee jaar extra kon hij een klok maken die dan op een reis naar West-Indië getest moest worden. De Board accepteerde het voorstel met een gretigheid die Harrison achterdochtig had moeten stemmen.

VANAF DAT moment begon er van alles mis te gaan, met Harrison, met de Board en vooral met hun onderlinge betrekkingen. Harrison bouwde een tweede uurwerk, dat hij in 1741 presenteerde. Deze H-2 behield zijn nauwkeurigheid onder de meest beproevende omstandigheden, maar Harrison was er zelf niet tevreden mee. Hij bood aan een H-3 te bouwen, werkte daar bijna twintig (!) jaar aan en kwam uiteindelijk met een H-4 voor de dag die er uitzag als een groot zakhorloge en niet meer dan drie pond woog. Dit instrument moest dingen naar de Longitude-prijs.

In 1761 zeilt Harrisons zoon William naar Jamaica. De H-4 ligt in een kast met vier sloten. Behalve Harrison jr. krijgen nog drie waarnemers een sleutel. Twee astronomen bepalen de lokale tijd bij het vertrek uit Portsmouth en na aankomst in Jamaica. Na 81 dagen op zee blijkt de H-4 slechts vijf seconden af te wijken. Om de twintigduizend pond te winnen had het verschil 114 seconden mogen bedragen. Op de terugreis slaan hoge zeeën over het schip. Het water lekt door de dekken in de kapiteinshut en doordrenkt de dekens waar William de H-4 in gewikkeld had. De toegewijde zoon slaat de dekens om zich heen, droogt ze met zijn lichaamswarmte, overleeft ternauwernood de koortsaanval die er het gevolg van is, en kan in het vroege voorjaar van 1762 zijn vader de onverstoorbaar tikkende H-4 overhandigen.

Tijd om af te rekenen!

Maar de omstandigheden waren veranderd. Inmiddels had Euler de onderlinge bewegingen van aarde, maan en zon in elegante vergelijkingen beschreven. Er waren accurate hemelkaarten voorhanden. In korte tijd waren nieuwe typen kwadranten uitgevonden, waarmee stuurlieden de afstanden tussen hemellichamen met grote precisie konden observeren. De opstelling van tabellen met maanafstanden activeerde prestigieuze internationale netwerken van astronomen en wiskundigen. Lengtevinding door maanafstanden werd geassocieerd met geavanceerde wetenschap.

Harrison bood 'a little ticking thing in a box'.

Een van de mooiste hoofdstukken in Longitude is Sobels relaas over hoe de H-4 het moest opnemen tegen een invloedrijk wetenschappelijk establishment, verpersoonlijkt door Nevil Maskelyne, de nieuwe Astronomer Royal. In de meeste geschiedenissen van de lengtevinding figureert Maskelyne als een platte bad guy, maar Sobel portretteert hem fraai en gepast als een man die zelf een passie had die niet onderdeed voor die van Harrison. Maskelyne wijdde zijn leven aan de cartografie van de sterrenhemel. Hij stelde daarvoor een huwelijk uit tot zijn 52ste en deed tot die tijd weinig anders dan observeren, meten en rekenen.

Toen de H-4 terugkwam uit Jamaica, begon het gechicaneer. Was die extreem geringe afwijking van vijf seconden geen toeval geweest? Misschien had de H-4 wel eerst een tijd voorgelopen en daarna een tijdje achter. En was er eigenlijk wel een methode voor lengtevinding? Er was een klok, maar als die naar de kelder ging en als Harrison overleed, zou niemand meer weten hoe je een zeeklok moest bouwen. De Board bood Harrison de helft van de prijs, in ruil voor al zijn zeeklokken, een volledige uitleg over het mechaniek van de H-4, plus nog eens twee replica's van de H-4 om te bewijzen dat de klok nagebouwd kon worden. Op 14 augustus 1765 begon Harrison zijn H-4 uit elkaar te halen voor een comité van wiskundeprofessoren en klokkenmakers. Maskelyne was er ook. De Anatomische Les nam zes volle dagen in beslag.

MAAR DIT WAS nog niet het einde van Harrisons beproevingen.Ingeblazen door Maskelyne eiste de Board dat alle zeeklokken naar Greenwich moesten komen, waar Maskelyne ze eigenhandig aan nieuwe proeven zou onderwerpen. Binnen een paar dagen verscheen hij bij Harrison aan de deur, onaangekondigd, vergezeld van twee werklieden en een schriftelijk bevel van de Board om de eerste drie zeeklokken aan hem te overhandigen. Harrison - toch al behept met een temperament dat sneller uit balans was dan zijn uurwerken - liet hem geërgerd binnen. In de werkplaats, te midden van de zeeklokken, ontstond een woordenwisseling over het transport. Harrison adviseerde om de H-1 ten dele uit elkaar te nemen, maar toen Maskelyne en zijn mannen daarmee bezig waren, kon hij het niet langer aanzien; hij vluchtte naar zijn woonvertrekken een verdieping hoger. Daar hoorde hij even later een harde klap: de werklieden hadden de kist met de H-1 erin laten vallen.

Eenmaal in Greenwich, na een tocht op een ongeveerde kar door de straten van Londen, verdwenen de zeeklokken in een depot, waar ze door vocht al snel verkommerden. Maskelyne moet ze gehaat hebben.

Harrison kreeg zijn geld pas in 1773 na een interventie door George III. Hij was toen tachtig jaar. Harrison heeft nog enkele jaren van zijn welstand kunnen genieten: hij overleed in 1776, punctueel op zijn 83ste verjaardag.

Zijn Harrisons 1, 2 en 3 werden in de jaren twintig van onze eeuw teruggevonden door Rupert Gould, luitenant in de Royal Navy. Ze waren alle drie in bedroevende conditie, maar het ergst was de H-1 eraan toe, die er uitzag alsof hij al die tijd op de bodem van de zee had gelegen. Gould bood aan ze te restaureren. Hij kreeg daar spoedig ook alle tijd voor: details over zijn ongelukkige huwelijk en daaropvolgende scheiding kwamen in de Daily Mail terecht en Gould zag zich gedwongen ontslag te nemen.Te midden van de ravage en het tumult in zijn persoonlijke leven hielp de stille, geconcentreerde toewijding aan de restauratie van de Harrisons hem zijn evenwicht te hervinden.

Dava Sobel presenteert in Longitude geen nieuwe historische feiten over Harrison en zijn zeeklokken, en in die zin moet je haar boek misschien ook geen bijdrage aan de wetenschapsgeschiedenis noemen. Maar zij heeft haar kroniek met zoveel finesse en flair geschreven en ze beheerst zo meesterlijk de afwisseling tussen uiteenzettingen over persoonlijke passies, navigatie en techniek dat je in Longitude niet alleen een schitterend monument voor John Harrison moet zien, maar ook een nieuwe standaard in de wetenschapsjournalistiek. Een betoverend miniatuurtje.

Douwe Draaisma

Dava Sobel: Longitude - The True Story of a Lone Genius Who Solved the Greatest Scientific Problem of His Time.

Fourth Estate, import Novelty Books; ¿ 38,90.

ISBN 1 85702 502 4.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2021 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden