* biên dịch bởi Lê Hoàng Thạch*

Anh Quốc là nơi sản sinh ra những nghệ nhân đồng hồ Bậc Thầy của thế giới, với những đóng góp vô cùng to lớn. Lịch sử của những nghệ nhân đồng hồ Anh Quốc tại Việt Nam vốn ít được chú ý bởi nhiều lí do về dịch thuật và độ quan tâm đến vấn đề này nói chung rất hiếm và ít. Hôm nay, mình xin phép đưa bài viết về nghệ Nhân đồng hồ huyền thoại John Harrison về tới tay mọi người, đây là một nhân vật có thể nói là có sự ảnh hưởng rất lớn tới nền công nghiệp đồng hồ thế giới với những cải tiến và phát minh đã đi vào lịch sử. Xin mời các bạn cùng thưởng lãm!

TỔNG QUAN VỀ JOHN HARRISON

                                           chân dung  John harrison

John harrison ( 3/4/1693 – 23/3/1776) là một thợ mộc kiêm thợ sửa đồng hồ tự học người Anh, ông là người đã chế tạo thành công đồng hồ đi biển Chronometer đầu tiên – một loại thiết bị dành cho việc tính toán kinh độ cho hải quân Anh Quốc. ( gọi là Marine Chronometer). Những phát kiến của ông đã tạo ra một cuộc cách mạng trong việc điều hướng hàng hải, tăng đáng kể tính an toàn của du lịch biển đường dài. Vấn đề mà ông giải quyết thành công, được coi là vô cùng quan trọng sau thảm họa hải quân Anh Quốc ở Scilly năm 1707 – cuộc chiến tranh kế vị Tây Ban Nha, với mất mát rất lớn của hải quân Anh do sai sót từ người điều hướng hàng hải. Quốc hội Anh đã công nhận công lao này bằng các khoản tiền thưởng dựa trên đạo luật kinh độ năm 1714 – mặc dù quá trình trao tiền còn nhiều khúc mắc và Harrison khá mệt mỏi với quốc hội Anh khi đó không muốn đưa tiền cho ông – kinh phí khoản thưởng đầy đủ là 10.000-20.000 bảng anh tương đương 3,09 triệu Bảng năm 2019.

Vào năm 1730, Harrison đã trình bày thiết kế đầu tiên của mình và làm việc trong nhiều năm để cải tiến nó, ông đã đạt được một số thành tựu lớn trong việc đo đếm thời gian, và cuối cùng thành công với sản phẩm đồng hồ hàng hải Chronometer. Harrison đã nhận được sự hỗ trợ từ hội đồng kinh độ trong việc xây dựng các bản mẫu của mình. Cho tới cuối đời, ông đã nhận được sự công nhận và các phần thưởng từ nghị viện Anh. Harrison đứng thứ 39 trong cuộc thăm dò công khai vào năm 2002 của BBC về 100 người Anh vĩ đại nhất.

LƯỢC SỬ CUỘC ĐỜI JOHN HARRISON

NHỮNG NĂM THÁNG ĐẦU ĐỜI

John Harrison sinh ra ở làng Foulby, thuộc vùng Tây Jorkshire, ông là con cả trong gia đình 5 người con. Cha dượng của ông làm nghề thợ mộc tại khu nhà ở tu viện Nostell gần đó.

                                                       tu viện nostell

Vào khoảng 1700, gia đình Harrison chuyển đến làng Barrow Upon Humber thuộc Bắc Lincolnshire. Harrison cùng tham gia làm mộc với cha mình, và bắt đầu sửa chữa đồng hồ trong thời gian rảnh rỗi. Có một câu chuyện truyền thiết kể lại rằng : khi lên 6 tuổi, cậu nhóc Harrison mắc bệnh đậu mùa và phải nằm trên giường, cậu bé được tặng một chiếc đồng hồ để chơi, và Harrison đã dành hàng giờ liền để lắng nghe nó, cũng như nghiên cứu các bộ phận chuyển động bên trong!

Harrison cũng là một người rất đam mê âm nhạc, và cuối cùng trở thành nhạc trưởng cho nhà thờ giáo xứ Barrow.

Harrison đã tự chế tạo thành công chiếc đồng hồ thân dài – Longcase Clock khi mới ở độ tuổi 20 vào năm 1713, cỗ máy bên trong cũng được làm bằng gỗ. Hiện nay 3 trong số những chiếc đầu tiên do Harrison chế tạo vẫn còn tồn tại và đang được lưu trữ : chiếc đầu tiên (1713) nằm trong bộ sưu tập của Worshipful Company Of Clockmakers ( – hiệp hội thợ đồng hồ Luân Đôn, hiện nay là một tổ chức từ thiện), hiện nay được trưng bày tại bảo tàng khoa học. Chiếc thứ 2 (1715) cũng được trưng bày tại bảo tàng khoa học Luân Đôn, và chiếc thứ 3 ( 1717) đang lưu trữ tại tu viện Nostell, Yorkshire, phần mặt có khắc chữ ” John Harrison Barrow”.

                           một chiếc thân dài còn lưu trữ của anh em nhà harrison

Đầu những năm 1720, Harrison được giao nhiệm vụ chế tạo một chiếc đồng hồ tháp mới để đặt tại công viên Brocklesby, phía bắc Lincolnshire. Chiếc đồng hồ tới nay vẫn còn hoạt động, và giống như những chiếc đồng hồ trước đây Harrison từng làm, nó sở hữu cỗ máy làm từ gỗ sồi và gỗ lim. Chiếc đồng hồ này đã có sự thay đổi về mặt cơ học so với những chiếc trước đó để cải thiện hiệu năng, đơn cử như bộ thoát châu chấu – Grasshopper Escapement, do chính Harrison tạo ra.

                              đồng hồ Harrison ở công viên Brocklesby

Trong khoảng thời gian từ 1725 đến 1728, John cùng với em trai là James – cũng là một thợ đồng hồ giỏi đã cùng nhau tạo ra ít nhất ba chiếc đồng hồ thân dài có độ chính xác cao, cỗ máy và thân vỏ đều làm từ gỗ sồi và gỗ lim. Cũng trong giai đoạn này Harrison đã phát triển thành công con lắc lưới sắt – Gridiron pendulum, một dạng con lắc bù nhiệt độ mà sau này rất khổ biến trong cuộc cách mạng công nghiệp. Nhiều sử gia và giới chơi đồng hồ cho rằng, đây là những chiếc đồng hồ có độ chính xác cao nhất thế giới thời đó. Chiếc số 1 hiện nay thuộc về một người sưu tập cá nhân trưng bày tại bảo tàng thời gian của Hoa Kì, năm 2000 bảo tàng đóng cửa thì bộ sưu tập đã được đem đấu giá vào năm 2004. Chiếc số 2 đang nằm trong bảo tàng thành phố Leeds. Chiếc thứ 3 nằm trong bộ sưu tập của công ty Worshipful Company Of Clockmakers.

                             con lắc lưới sắt nguyên bản của harrison

Tổng kết trong giai đoạn này, chúng ta thấy được Harrison là một người có kĩ năng rất cao, và ông đã sử dụng nó để cải thiện có hệ thống hiệu suất của đồng hồ quả lắc. Ông đã phát minh ra con lắc lưới sắt Gridiron, bao gồm các thanh đồng và sắt xen kẽ nhau, được lắp ráp sao cho sự giãn nở nhiệt và co giãn triệt tiêu lẫn nhau. Bên cạnh đó, ông còn tạo ra bộ thoát châu chấu, một cơ chế điều khiển dùng để giải phóng từng bước sức mạnh của bánh lái đồng hồ. Nó vốn được phát triển từ bộ thoát mỏ neo, gần như không có ma sát, không cần dầu bôi trơn vì các thanh Pallet được làm từ vật liệu gỗ. Đây là một phát minh quan trọng vì thời điểm này, chất bôi trơn cũng như tính hao mòn của các chi tiết máy vẫn chưa được quan tâm đúng mức.

                            bộ thoát châu chấu do Harrison chế tạo ra 

VẤN ĐỀ XÁC ĐỊNH KINH ĐỘ VÀ CHẾ TẠO ĐỒNG HỒ ĐI BIỂN CHRONOMETER

Kinh độ cố định vị trí của một điểm nằm trên trái đất ở phía đông hoặc phía tây đường Bắc-Nam gọi là kinh tuyến gốc. Nó được tính toán dựa vào phép đo góc, nằm từ khoảng 0 độ tại kinh tuyến gốc đến + 180 độ về phía Đông và -180 độ về phía Tây. Việc xác định vị trí Đông Tây của một con tàu là rất cần thiết khi tiếp cận đất liền. Sau mỗi chuyến đi dài, các lỗi tích lũy trong việc dự đoán dẫn đường – ” Dead Rekoning”  thường xuyên dẫn tới các vụ đắm tàu và chết người. Việc giải quyết các vấn đề trên đã thành sự nghiệp chính trong cuộc đời của Harrison, ở thời đại mà thương mại và hàng hải đang gia tăng mạnh mẽ trên toàn cầu.

Có nhiều ý tưởng đã được đề xuất nhằm xác định kinh độ trong mỗi chuyến hải hành. Các phương pháp trước đó là sử dụng đối chiếu thời gian địa phương với thời gian đã biết tại một điểm tham chiếu, ví dụ như Greenwich ( Anh) hoặc Paris, nó dựa trên một lý thuyết đơn giản được đề xuất lần đầu bởi Gemma Frisius – một nhà nghiên cứu người Hà Lan. Cách của ông sử dụng phương pháp quan sát thiên văn – phụ thuộc vào chuyển động của các thiên thể khác nhau, nhưng nó nảy sinh vấn đề vì khó ước tính được chính xác thời gian tại điểm tham chiếu.

                                                   Gemma Frisius

Harrison cũng như nhiều nhà khoa học thời đó đã đặt ra phương pháp xử lí, bằng cách sản xuất một chiếc đồng hồ đáng tin cậy có thể thông báo chính xác giờ của địa điểm tham chiếu. Khó khăn lớn nhất đặt ra là phải làm ra một chiếc đồng hồ không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ, áp suất hoặc độ ẩm, và phải giữ giờ chính xác trong thời gian dài, có khả năng chống lại hơi muối cũng như hoạt động tốt dưới sự di chuyển rung lắc liên tục của con tàu. Nhiều nhà khoa học, bao gồm Issac Newton và Christiaan Huygens, đã nghi ngờ việc chế tạo ra loại đồng hồ này là không khả thi, và họ ưa chuông các phương pháp khác để tính toán kinh độ, đơn cử như phương pháp khoảng cách mặt trăng. Huygens đã chạy thử nghiệm đồng thời cả hai loại đồng hồ sử dụng quả lắc, và loại kia sử dụng lò xo cân bằng, và cả hai loại đều cho kết quả không giống nhau ( tức là thất bại).

                                 Christiaan Huygens và đồng hồ của ông

Vấn đề tính toán kinh độ thời điểm tk 17-18 buộc các nhà khoa học phải bắt đầu đề ra cả lí thuyết lẫn thực hành cho một loại đồng hồ cơ khí đi biển. Hay còn gọi là là Chronometer Marine. Thuật ngữ này lần đầu tiên được sử dụng vào năm 1684 trong cuốn “Arcanum Navarchicum”, một công trình lý thuyết của giáo sư Kiel Matthias Wasmush. Sau đó, các lý thuyết có chiều sâu hơn về loại đồng hồ này đã được miêu tả trong cuốn sách Physico-Theology, một nhà khoa học Anh Quốc xuất bản năm 1713. Những nỗ lực tạo ra một chiếc đồng hồ hàng hải được Jeremy Thaker bắt đầu ở Anh vào năm 1914, và bởi Henry Sully ở Pháp hai năm sau đó. Tất cả những bản mẫu này đều không thể chống lại được sự rung lắc khi đi biển, và dẫn đến sai giờ.

                                ý tưởng ban đầu của đồng hồ chronometer

GIẢI THƯỞNG KINH ĐỘ ANH QUỐC – HARRISON VÀ NHỮNG CHIẾC CHRONOMETER HÀNG HẢI

Vào năm 1714, chính phủ Anh đã quyết định treo giải thưởng trị giá 10.000 đến 20.000 bảng Anh ( khoảng 2-4 triệu bảng năm 2019) cho bất cứ ai giải quyết được vấn đề đồng hồ đi biển – còn gọi với cái tên ” giải thưởng kinh độ”. Số tiền trao thưởng tùy theo độ chính xác của đồng hồ, và Harrison đã tham gia vào cuộc thi này.

Năm 1730, Harrison đã thiết kế ra một chiếc đồng hồ hàng hải để cạnh tranh giải thưởng kinh độ, nhưng việc đầu tiên là ông cần phải tìm kiếm sự hỗ trợ về mặt tài chính để có thể chế tạo thành công – và ông đã đến thủ đô Luân Đôn, trình bày ý tưởng của mình cho nhà thiên văn hoàng gia Edmon Halley, sau đó ông này đã giới thiệu Harrison với Heorge Graham, một nhà chế tạo đồng hồ hàng đầu Anh Quốc và cũng là một thợ đồng hồ huyền thoại trong lịch sử. Graham đã bị ấn tượng bởi  ý tưởng của Harrison, và đã đồng ý trợ giúp tài chính để Harrison chế tạo nguyên mẫu đồng hồ đi biển Chronometer. Mẫu đồng hồ này thực tế là một phiên bản tương tự chiếc đồng hồ quả lắc bằng gỗ – được thiết kế phù hợp với việc hải hành. Ông đã sử dụng bánh xe bằng gỗ, bánh răng Pinion lăn và một phiên bản của bộ thoát châu chấu. Thay vì sử dụng con lắc, ông đã dùng hai quả tạ liên kết với nhau.

                Heorge Graham-thợ đồng hồ huyền thoại Anh Quốc

Harrison phải mất tới 5 năm để chế tạo chiếc đồng hồ đi biển của mình, nó có tên là H1 ( kí hiệu H1 đến H5 là do người đời sau đặt). Ông đã trình bày sản phẩm với ” Hiệp Hội Hoàng Gia Anh Quốc”, và sau đó hiệp hội này đã thay mặt ông giới thiệu sản phẩm cho Hội Đồng Kinh Độ. Đây là chiếc đồng hồ đầu tiên được đề xuất mà hội đồng cho rằng xứng đáng để thử nghiệm trên biển. Năm 1736, Harrison đi thuyền tới Lisbon trên chiến hạm HMS Centurion dưới sự chỉ huy của thuyền trưởng George Proctor, và trở về trên chiến thuyền HMS Orford sau khi Proctor mất tại Lisbon vào ngày 4-10-1736. Chiếc đồng hồ bị lỗi trong lúc đi, nhưng trong chuyến trở về nó đã thực hiện rất tốt, cả thuyền trưởng lẫn lái tàu của chiến hạm Orford đã ca ngợi thiết kế của nó, các điều hướng viên đã đưa con tàu lệch đi 60 dặm về phía đông  – điều này đã được dự đoán chính xác bởi Harrison bằng cách sử dụng chiếc H1.

                                                  hình ảnh về chiếc H1

Mặc dù đây không phải là chuyến đi xuyên Đại Tây Dương mà hội đồng kinh độ yêu cầu, nhưng hội đồng đã rất ấn tượng và họ chu cấp cho Harrison 500 bảng Anh để tiếp tục cải tiến sản phẩm. Harrison chuyển đến sống ở Luân Đôn vào năm 1737 và tiếp tục phát triển mẫu đồng hồ thế hệ tiếp theo có tên là H2, một phiên bản nhỏ gọn và chắc chắn hơn. Năm 1741, sau 3 năn xây dựng và hai lần thử nghiệm trên đất liền, H2 đã sẵn sàng cho thử nghiệm trên biển. Nhưng ngay sau đó, nước Anh đã dính vào cuộc chiến tranh kế vị Áo, và cỗ máy cơ khí của ông được coi là quá quan trọng và không thể để lọt vào tay quân Tây Ban Nha, nên nó đã không được phép đem ra biển thử nghiệm . Thời điểm này Harrison cũng đã hủy bỏ mọi phát triển dành cho cỗ máy H2 sau khi phát hiện ra lỗ hổng thiết kế nghiêm trọng liên quan đến cân bằng thanh đòn. Ông đã không nhận ra rằng, thời gian dao động của số dư thanh đòn có thể bị ảnh hưởng bởi việc đổi góc khi tàu chuyển hướng. Chính điều này khiến ông áp dụng số dư tròn trong chiếc đồng hồ thế hệ 3 có tên là H3.

                                                    đây là chiếc H2

                                                                       

Hội đồng kinh độ đã chu cấp thêm cho ông 500 bảng, và trong thời gian chờ chiến tranh kết thúc, ông đã tiếp tục làm việc chăm chỉ để phát triển cỗ máy Chronometer thế hệ 3.

Harrison đã phải dành ra tới 17 năm để làm việc trên chiếc đồng hồ Chronometer thế hệ thứ 3 này. Nhưng bất bất chấp mọi cố gắng, chiếc đồng hồ vẫn chưa đạt được độ chính xác như mong muốn. Vấn đề nằm ở chỗ, Harrison không hiểu đầy đủ về quá trình vật lý đằng sau bộ phận lò xo – được sử dụng để điều khiển bánh xe cân bằng, thời gian của bánh xe lại không phải là ” đẳng thời”, một đặc tính ảnh hưởng tới độ chính xác của nó. Giới chế tạo cơ khí đã không đạt được sự hiểu biết về các tính chất của lò xo mãi cho tới tận 2 thế kỉ sau đó! Mặc dù vậy, trong cỗ máy này Harrison đã để lại cho thế giới 2 di sản bền bỉ : dải lưỡng kim ( Bimetallic strip) dùng để bù nhiệt độ và ổ bi lăn ( Rolling element bearing) giảm ma sát và tải lực.

                          chiếc H3- cỗ máy cơ khí rất phức tạp thời đó!

                                 ổ bi lăn – một sáng chế của Harrison 

Sau khi kiên trì theo đuổi các phương pháp khác nhau trong suốt 30 năm thử nghiệm, Harrison ngạc nhiên khi thấy một số chiếc đồng hồ do người kế nhiệm của Graham, có tên là Thomas Mudge giữ giờ chính xác không kém gì đồng hồ đi biển khổng lồ của ông. Mudge làm được điều này rất có thể nhờ vào phương pháp đúc thép đời mới thời đó của Benjamin Huntsman ( ra đời từ 1740), khiến cho các chi tiết cứng hơn, bộ thoát xi lanh được làm bóng cao cấp được sản xuất. Harrison sau đó nhận ra rằng, một chiếc đồng hồ bình thường nếu được tạo ra với đủ độ chính xác thì nó cũng sẽ đủ tư cách để sử dụng như đồng hồ hàng hải, và đó là một ý tưởng thiết thực hơn nhiều so với việc cố tạo ra một cỗ máy thuần chất dành cho đi biển. Harrison quyết định thiết kế lại thiết bị đồng hồ đi biển dựa trên thiết kế riêng của mình. ( những chiếc H1-H2-H3 tuy gọi là đồng hồ, nhưng về bản chất chúng được chế tạo dựa trên khái niệm một thiết bị tinh vi thì đúng hơn, và sau đó đến con H4 thì mới có sự thay đổi, tức là làm 1 chiếc đồng hồ nhỏ, nhẹ như đồng hồ bỏ túi nhưng chịu được điều kiện khắc nghiệt khi đi biển )

                                                  Thomas Mudge

H4 RA ĐỜI – CHIẾC ĐỒNG HỒ CHRONOMETER THỰC THỤ ĐẦU TIÊN THẾ GIỚI

   chiếc H4 – đồng hồ chronometer thực thụ đầu tiên!

Chiếc đồng hồ đi biển thực sự đầu tiên của Harrison, hay còn gọi là H4 được đặt trong bộ vỏ bạc có đường kính 13 cm( 5.2 inch), cỗ máy bên trong rất phức tạp trong thời kì đó. Bên trong có một lò xo bằng thép cuộn trong một ổ chứa cót bằng đồng, trữ cót khoảng 30 giờ. Hộp cót được nối với một bộ xích, xích này quấn quanh một tháp trụ hình nón. Trên đỉnh Bộ xích quấn trụ – Fusee này là một đầu lên dây hình vuông, có khóa vặn riêng. Một bánh xe được gắn vào chân đế cụm fusee truyền sức mạnh cho phần còn lại của cỗ máy. Cụm fusee này giúp duy trì máy H4 hoạt động ngay cả khi lên dây cho đồng hồ.

                   cỗ máy bên trong cực kì tinh xảo và phức tạp đến ngạc nhiên!

Bộ phận Pallet hình chữ D của bộ thoát đều được làm từ kim cương, dài khoảng 2mm với bán kính cạnh cong 0.6mm, một kì công rất đáng nể vào thời điểm đó. Vì lí do kĩ thuật, bộ cân bằng đã phải làm lớn hơn nhiều so với một chiếc đồng hồ thông thường cùng thời kì, đường kính khoảng 5.59 cm nặng khoảng 1.85g, các dao động được điều tiết bằng một lò xo thép xoắn ốc dạng phẳng cuốn 3 vòng, với một cái đuôi dài và thẳng. Dây cót được làm thon, dày hơn ở đầu và nhỏ dần về phía ống kẹp trung tâm. Đây là một cỗ máy sử dụng kim giây trung tâm, bánh xe thứ 3 được trang bị răng bên trong, và có một cây cầu chạm khắc tinh xảo tương tự như thời nay. Chiếc đồng hồ dao động ở tần số 5 nhịp mỗi giây, kèm theo đó là một Remontoire 7 1/2 giây. ( còn nhiều chi tiết kĩ thuật quá xin tạm cắt bớt)

                                            các chi tiết cực kì tinh xảo!

Chiếc đồng hồ này mất tới 6 năm để chế tạo, hội đồng kinh độ đã quyết định thử nghiệm nó trong chuyến hải hành từ Portsmouth tới Kingson, Jamaica. Xuất phát từ mục đích này, nó được đặt trên chiến hạm HMS Deptford, bắt đầu khởi hành từ 18-11-1761. Harrison khi đó đã 68 tuổi, Chiếc đồng hồ được thử nghiệm trước khi khởi hành bởi Robertson, một thạc sĩ tại Portsmouth, ông đã có báo cáo vào ngày 6-11-1761 vào buổi trưa : đồng hồ chậm mất 3 giây, mất 24 giây trong 9 ngày so với thời gian mặt trời ( một loại hình thời gian thiên văn). Do đó, độ sai lệch hàng ngày của đồng hồ là 24/9 giây mỗi ngày.

                                     các hạm tàu thời xưa của Anh Quốc

Khi chiếc Deptford tới đích, chiếc đồng hồ sai lệch tổng cả 3 phút 36.6 giây ( sau khi đã điều chỉnh sai lệch 3 giây) sau chuyến hải hành 81 ngày 5 giờ. Đồng hồ bị chậm 5 giây so với kinh độ đã biết, tương ứng sai số kinh độ 1.25 phút hoặc xấp xỉ 1 hải lý ( toàn kiến thức hàng hải các bác đọc tham khảo thôi ha). Harrison trở lại chiếc HMS Merlin, đến Anh vào ngày 26-3-1762 để báo cáo kết quả thành công của cuộc thử nghiệm. Ông chờ đợi giải thưởng 20.000 Bảng Anh như đã hứa, nhưng hội đồng kinh độ lại cho rằng đó chỉ là may mắn, và bắt ông phải tiến hành cuộc thử nghiệm khác, Harrison đã cố thuyết phục họ rằng : cỗ máy này đã mất tới 6 năm và nó đáp ứng đủ mọi thử nghiệm thực tế đúng với đạo luật kinh độ, tuy nhiên ý kiến của ông đã không được chấp thuận. Harrison cảm thấy bị xúc phạm và kiên quyết yêu cầu phải được trao thưởng. Vấn đề đã được đưa ra trước nghị viện, và họ quyết định ông sẽ nhận được 5000 bảng Anh cho thiết kế. Harrison từ chối, nhưng vẫn phải thực hiện nghĩa vụ của ông : khởi hành một chuyến đi khác tới Bridsville từ đảo Barbados để giải quyết cuộc thử nghiệm lần 2 .

                                                     mặt trước H4

Tại cuộc thử nghiệm lần 2 này, người ta đã áp dụng một phương pháp khác để để tính toán kinh độ : phương pháp đo khoảng cách mặt trăng. Mặt trăng di chuyển khoảng 13 độ mỗi ngày. Bằng cách so sánh góc giữa mặt trăng và mặt trời trong ngày còn lại ở Anh ( Greenwich), vị trí chuẩn của mặt trăng sẽ được tính toán sau đó so sánh nó với góc mặt trăng trên đường chân trời, người ta sẽ tính ra kinh độ.

Trong cuộc thử nghiệm này, ( vẫn là chiếc H4), Nevil Maskelyne – nhà thiên văn học hoàng gia người Anh đã được yêu cầu đi cùng chuyến tàu HMS Tartar, và thử nghiệm phương pháp đo bằng mặt trăng ( Lunar Distances). Một lần nữa, chiếc đồng hồ tỏ ra cực kì chính xác, sai số chỉ 39 giây tương ứng lệch dưới 10 dặm ( 16km). Trong cuộc họp hội đồng kinh độ năm 1765, mặc dù kết quả đã rõ ràng, nhưng một lần nữa họ lại nói rằng sự chính xác của phép đo là do may mắn! Và vấn đề này lại phải đưa ra nghị viện. Nghị viện quyết định đưa trước cho Harrison 10.000 bảng Anh, số còn lại sẽ được giao khi ông chuyển bản thiết kế cho các nhà sản xuất đồng hồ khác, và chứng minh được khả năng nhân rộng sản phẩm! Cùng với đó, chiếc đồng hồ của Harrison phải giao lại cho nhà thiên văn hoàng gia để thử nghiệm trên đất liền.

                                          Nevil Maskelyne – nhà thiên văn học hoàng gia

Điều không may, là Nevil Maskelyne đã được bổ nhiệm là nhà thiên văn hoàng gia ngay sau khi trở về, và do đó ông này nghiễm nhiên được đưa vào hội đồng kinh độ. Maskelyne đã đưa ra một báo cáo thiếu khách quan, cho rằng chiếc đồng hồ không phù hợp để tính toán khi đo kinh độ. Bản thân hai cha con Harrison đã cáo buộc ông này về sự thiên lệch trong phương pháp đo đạc, cuối cùng thì sản phẩm của Harrison bị coi là không phù hợp với nhu cầu của hội đồng kinh độ mặc cho nó đã thành công trong cả 2 cuộc thử nghiệm! ( chắc mấy lão hội đồng muốn xù tiền nên làm thế).

Harrison vẫn tiếp tục phát triển đồng hồ của mình, một mẫu mới có tên là H5. Mẫu này bắt đầu được làm trong lúc cuộc thử nghiệm đầu tiên dành cho chiếc H4 đang diễn ra – Harrison khi đó cảm thấy như mình đang bị hội đồng kinh độ giữ làm con tin. Sau thời gian 3 năm, ông cảm thấy ” vô cùng tệ hại vì bị lợi dụng bởi các quý ông mà tôi đã mong chờ được đối xử tốt hơn”. Ông quyết định tranh thủ sự ủng hộ của nhà vua George III – một người cũng rất khó chịu với hội đồng. Nhà vua đã đích thân kiểm tra chiếc đồng hồ Chronometer số 2 ( tức là chiếc H5) tại cung điện, sau mười tuần quan sát liên tục, kể từ tháng 5 đến tháng 7 năm 1772, và ngài thấy được độ chính xác của nó rất tuyệt : sai lệch 1/3 giây mỗi ngày. Vua George đã gây áp lực với hội đồng, đồng thời khuyên Harrison tiếp tục đề nghị quốc hội trao giải. Cuối cùng, vào năm 1773 khi ấy đã 80 tuổi, Harrison đã nhận được giải thưởng với số tiền 8.750 Bảng Anh từ nghị viện dành cho các thành tựu của ông. Điều khá buồn cười là ông chưa bao giờ nhận được giải thưởng chính thức trao thẳng 1 lần ( giải này cũng không trao cho bất kì ai). Sau giải thưởng này thì ông cũng chỉ sống thêm được 3 năm nữa.

   đây là chiếc Harrison H5 – kích thước khá lớn

Tổng cộng, Harrison đã nhận được 23.065 Bảng Anh cho công việc của mình, với những chiếc đồng hồ Chronometer : 4315 bảng hỗ trợ ban đầu từ hội đồng , 10.000 bảng thanh toán tạm thời cho chiếc H4 ( 1765), 8.750 bảng từ nghị viện vào năm 1773. Điều này mang lại cho ông một thu nhập hợp lý cho phần còn lại cuộc đời ( tương đương 45.000 bảng mỗi năm theo tỉ giá 2007). Có thể nói, ông đã trở thành một triệu phú theo cách nói ngày nay ở những năm cuối cuộc đời!

SỬ DỤNG VÀ SẢN XUẤT

Thuyền trưởng nổi tiếng Anh Quốc thời kì đó là James Cook đã sử dụng bản sao của chiếc H4, có tên là K1 trong chuyến hải hành thứ 2 và thứ 3 của mình. K1 được tạo ra bởi Larcum Kendall, một người học việc của John Jefferys ( một người cộng tác với Harrison). Trong nhật kí, Cook đã hết lời ca ngợi chiếc đồng hồ, nhờ nó mà ông đã tạo ra được bản đồ Nam Thái Bình dương với độ chính xác cao. Bản sao thứ 2 có tên là K2, sử dụng bởi trung úy William Blight, chỉ huy tàu hải quân HMS Bounty. Sau đó con tàu này diễn ra cuộc nổi loạn của binh sĩ, kẻ cầm đầu là Fletcher Christian đã chiếm hữu chiếc đồng hồ. Khi những kẻ nổi loạn bị tiêu diệt, chiếc đồng hồ nằm ở quần đảo Pitcairn. Khi thuyền trưởng Folger của Mĩ ghé tại đây vào năm 1808 nó đã thuộc về ông. Chiếc đồng hồ đã qua tay nhiều người kể từ đó cho tới khi quay lại Anh Quốc, đặt tại bảo tàng Hàng hải quốc gia Luân Đôn.

                                               đây là chiếc K1 bản sao

                                             thuyền trưởng james cook

Ban đầu, chi phí sản xuất của đồng hồ Chronometer này khá cao – tương đương 30% chi phí tạo ra một con tàu. Tuy nhiên theo thời gian, chi phí dần giảm xuống từ 25 đến 100 bảng Anh ( bằng nửa năm đến 2 năm lương cho một công nhân lành nghề) ở đầu thế kỉ 19. Nhiều nhà sử học đã chỉ ra rằng, sản lượng sản xuất của loại đồng hồ này tương đối thấp, chứng tỏ sự phổ biến của nó chưa cao. Mặc dù rất bền, nhưng Số lượng các nhà sản xuất đồng hồ Chronometer đi biển giảm dần theo thời gian vì nhiều lí do. Mặc dù phương pháp đo kinh độ bằng mặt trăng cũng được bổ sung và phát triển trong thời kì này, nhưng vẫn không vượt qua được vai trò của đồng hồ Chronometer.

     nghệ nhân John Arnold (ngoài cùng bên trái)

 đồng hồ của Arrnold

Những sản phẩm của Harrison với độ chính xác cao, đã đặt nền móng cho sự phát triển cho phương pháp tính toán kinh độ, cũng như sự ra đời của những loại đồng hồ đi biển sau này. Nối gót Harrison, đồng hồ Chronometer đã được John Arnold tiếp tục phát triển, người đã dựa trên các nguyên tắc cơ bản từ Harrison, và tạo ra sản phẩm Chronometer độ chính xác cao nhưng giá thành rẻ hơn nhiều từ năm 1783. Một điểm đáng lưu ý, là ở cuối thế kỉ 18, loại Chronometer này rất hiếm do chi phí cao. Mãi tới năm 1790, khi các bằng sáng chế của Arnold hết hạn thì các nhà sản xuất khác mới có thể sản xuất loại đồng hồ này với số lượng lớn hơn và chi phí thấp hơn. Đến đầu thế kỉ 19, sự phát triển của thương mại, hàng hải, kéo theo đó là sự cần thiết của việc điều hướng, xác định kinh độ giúp cho Chronometer trở thành một công cụ phổ biến!

CÁI CHẾT VÀ ĐÀI TƯỞNG NIỆM

Sau nhiều năm cống hiến hết mình cho hoàng gia Anh Quốc, Harrison mất vào ngày 24-3-1776 ở tuổi 82. Ông được chôn cất tại nghĩa trang của nhà thờ St John, Hampstead, phía bắc Luân Đôn, cùng với người vợ thứ hai Elizabeth và sau này là con trai William. Ngôi mộ của ông được cải tạo lại vào năm 1879 bởi công ty Workship Company Of Clockmakers, mặc dù ông chưa bao giờ là thành viên của hội này.

                                                       mộ của Harrison

Ngôi nhà cuối cùng mà Harrison ở đặt tại số 12, quảng trường Sư Tử Đỏ, quận Holborn, Luân Đôn. Ở đây có một tấm biển dành riêng đề tên ông ở phía Nam quảng trường. Một ô tưởng niệm dành cho Harrison cũng được công bố ở tu viện Westminster vào ngày 24-03-2006. Tu viện này cũng là nơi chôn cất hai người bạn vĩ đại của ông : George Graham và Thomas Tompion – những nhà chế tạo bậc thầy đã đồng hành cùng ông trong thời kì huy hoàng của đồng hồ Anh Quốc. Điểm đặc biệt ở ô tưởng niệm Harrison tại tu viện, chính là trên đó có một tấm kum loại đặt ngang cố định : thể hiện phát minh rộng rãi nhất của Harrison là ” dải lưỡng kim”, nó cũng thể hiện một kinh độ với số chạm khắc là 0 độ 7 phút 35 giây phía tây.

                          bia tưởng niệm Harrison tại quảng trường sư tử đỏ

                     phiến đá khắc Harrison có gắn dải lưỡng kim tại nhà thờ

Những chiếc đồng hồ Corpus Clock tại đại học Cambride, công bố vào năm 2008 lấy ý tưởng từ bộ thoát châu châu của Harrison mặc dù đấy là một chiếc đồng hồ cơ điện. Vào năm 2014, tuyến đường sắt phía bắc đã đổi tên chuyến tàu chạy giữa Barton và Cleethorpes thành John ‘Longitude’ Harrison.

LỊCH SỬ SAU ĐÓ

Sau thế chiến 1, những chiếc đồng hồ của Harrison đã được phát hiện tại trạm quan sát thiên văn hoàng gia Greenwich, bởi một sĩ quan hải quân về hưu, trung úy Rupert T. Gould. Những chiếc đồng hồ tìm thấy trong tình trạng tệ hại, và Gould đã dành ra nhiều năm để sửa chữa khôi phục lại chúng. Ông cũng là người đã ám chỉ chúng với cái tên từ H1 đến H5, ban đầu thì chúng chỉ đơn giản là từ số 1 đến 5. Điều đáng tiếc là cách sửa chữa của ông vốn không đạt được tiêu chuẩn bảo tồn như thời nay, tuy nhiên hầu hết các học giả đều đồng ý rằng Gould đã đảm bảo các cổ vật lịch sử tồn tại và vận hành cho tới ngày nay. Ông này cũng đã viết ra cuốn sách ” The Marine Chronometer” xuất bản vào năm 1923, bao gồm lịch sử đồng hồ Chronometer trung cổ cho tới những năm 1920, bao gồm nhiều mô tả chi tiết về công việc của Harrison. Cuốn sách này hiện nay vẫn có giá trị cao khi nghiên cứu về đồng hồ đi biển.

                  trung úy Rupert T. Gould và những chiếc đồng hồ Harrison

Ngày nay, những chiếc đồng hồ H1, H2, H3 và H4 đã được phục hồi và trưng bày tại đài quan sát thiên văn GreenWich. 3 chiếc đầu tiên vẫn cho vận hành, còn chiếc H4 thì cho dừng chạy vì nó cần dầu bôi trơn, khiến nó bị xuống cấp nếu để chạy bình thường. Chiếc H5 thuộc sở hữu của hiệp hội Workshipful Company of Clockmakers Luân Đôn. Kể từ 2015 nó được trưng bày trong bảo tàng khoa học Luân Đôn.

Trong những năm cuối đời, John Harrison đã viết ra các nghiên cứu của mình về phương pháp điều chỉnh và sản xuất âm thanh cho chuông. Hệ thống điều chỉnh của ông được mô tả trong một cuốn sách nhỏ có tên khá dài ( dài quá nên ko tiện viết) với những quan điểm rất riêng thách thức tất cả các quan điểm truyền thống. Năm 2002, bản thảo đầy đủ của cuốn sách này được tìm thấy tại thư viện quốc hội Hoa Kì, tuy nhiên các lý thuyết về toán học mà ông áp dụng cho sản xuất chuông vẫn chưa được hiểu một cách rõ ràng.

     những chiếc H1,H2 và H3 trưng bày tại trạm quan sát thiên văn GREENWICH

Một trong những tuyên bố gây tranh cãi nhất của ông là việc ông nói rằng có thể chế tạo một chiếc đồng hồ mặt đất, có độ chính xác hơn bất kì thiết kế tương tự nào cùng thời. Cụ thể ông đã tuyên bố đã thiết kế ra một chiếc đồng hồ có khả năng chính xác với sai lệch chỉ 1 giây trong 100 ngày. Vào thời đó, báo chí Anh Quốc đã chế diễu ông vì phát ngôn được cho là ngớ ngẩn. Harrison đã vẽ một bản thiết kế nhưng chưa bao giờ tự mình chế tạo ra một chiếc đồng hồ như vậy. Nhưng vào năm 1970, một chuyên gia nghiên cứu về Harrison có tên là Martin Burgess, và cũng là một thợ đồng hồ đã cố gắng tạo ra chiếc đồng hồ dựa theo bản vẽ gốc. Ông này đã tạo ra hai chiếc và đặt tên là đồng hồ A và đồng hồ B.

                  Martin Burgess B – phục dựng dựa trên thiết kế của Harrison

Chiếc A được trao cho thành phố Norwich, còn chiếc B vẫn làm dang dở ở xưởng trong nhiều thập kỉ, cho đến khi được mua lại bởi Donald Staff – một nghệ sĩ nổi tiếng người Mĩ vào năm 2009. Chiếc đồng hồ B sau đó được hoàn thiện, và gửi tới bảo tàng hàng hải quốc gia Greenwich ( Anh) để nghiên cứu thêm. Trong quá trình nghiên cứu, người ta phát hiện ra chiếc đồng hồ B hoàn toàn đáp ứng được tiêu chuẩn mà Harrison từng tuyên bố! Chính vì lí do đó, thiết kế này đã được kiểm tra và điều chỉnh rất cẩn thận. Trong khoảng thời gian 100 ngày từ 6-1 đến 17-4 năm 2015, chiếc đồng hồ được bảo vệ trong một hộp trong suốt tại đài quan sát hoàng gia. Sau khi hoàn thành thử nghiệm, chiếc đồng hồ chỉ sai lệch 5/8 giây, có nghĩa là thiết kế của Harrison đã thành công trong thực tế. Kỉ lục guiness World đã ghi danh chiếc đồng hồ B của Martin Burgess là chiếc đồng hồ cơ khí chính xác nhất với một con lắc đang lắc lư tự do trong không khí.

TỔNG KẾT

Như vậy là trên đây, tôi đã giới thiệu đến cho các bạn bản lược sử về nhà chế tạo đồng hồ huyền thoại Harrison người Anh. Có thể nói, cuộc đời của ông là một chặng đường của những phát minh và đóng góp bất tận cho kĩ nghệ cơ khí. Ngay cả khi ông đã mất, những di sản mà ông để lại vẫn khiến người ta nghiên cứu và ngưỡng mộ cho tới tận ngày nay. Bên cạnh đó, còn một số những sáng chế , quan điểm của ông về một vài vấn đề cơ học vẫn còn chưa được làm rõ và chứng minh đã nói lên một điều : trí tuệ to lớn của một vĩ nhân mà tới nay chúng ta vẫn chưa hiểu rõ hết.

Đóng góp lớn nhất của ông cho dòng sản phẩm đi biển Chronometer là một phát minh có tầm quan trọng cực lớn, không những giúp thúc đẩy sức mạnh hải quân hoàng gia Anh Quốc thời kì tk 18-19, mà còn tạo ra nền tảng vững chắc cho những thế hệ đồng hồ có độ chính xác cao về sau – tiền thân của những chiếc đồng hồ Chronometer ngày nay. Mặc dù đồng hồ cơ khí Anh Quốc ngày nay đã không còn đủ tiềm lực cạnh tranh như xưa, nhưng những di sản mà họ – điển hình là các nghệ nhân vĩ đại như Harrison để lại vẫn sẽ còn lưu giữ mãi cho muôn đời sau.