হ্যারিসনের মেরিন ক্রোনোমিটার

জন হ্যারিসন (1693-1776) কয়েক দশকের গবেষণা ও বিকাশের পরে একটি সঠিক সামুদ্রিক ক্রোনোমিটার আবিষ্কার করেছিলেন। যদিও পেন্ডুলাম ঘড়িটি ইতিমধ্যে সপ্তদশ শতাব্দীতে আবিষ্কৃত হয়েছিল, একটি ঘড়ি যা সমুদ্রের অস্থিরতা, আর্দ্রতা এবং বায়ুর তাপমাত্রা সহ্য করতে পারে তা একটি অধরা স্বপ্ন হিসাবে রয়ে গেছে। হ্যারিসনের শেষ ঘড়ি, 1770 সালের এইচ 5 এতটাই সঠিক ছিল যে নাবিকরা সমুদ্রের যেখানেই থাকুক না কেন অবশেষে তাদের দ্রাঘিমাংশ পরিমাপ করতে পারত।

সময়ের প্রতি প্রথাগত মনোভাব

শিল্প বিপ্লবের আগে, জীবনের একমাত্র ক্ষেত্র যা সময়ের হিসাব রাখতে আগ্রহী ছিল তা ছিল চার্চে। সূর্যঘড়িগুলি প্রাচীনকাল থেকেই ছিল তবে যান্ত্রিক ঘড়িগুলি, যা মধ্যযুগে ইউরোপে প্রথম উদ্ভাবিত হয়েছিল, ব্রিটেনে আমদানি করা হয়েছিল যাতে গির্জাগুলি নির্দিষ্ট সময়ে তাদের পরিষেবাগুলি সরবরাহ করতে পারে এবং যাতে সন্ন্যাসী এবং সন্ন্যাসিনীরা মধ্যযুগীয় মঠের মধ্যে তাদের দিনগুলি নির্ধারণ করতে পারে। কৃষি কর্মজীবনে, দিনের ছন্দ সূর্যের উদয় এবং অস্ত যাওয়ার দ্বারা নির্ধারিত হতে থাকে। ধাতব কাজ, কাঠের কাজ এবং মৃৎশিল্পের মতো ঐতিহ্যবাহী কারুশিল্পগুলিতে, একটি কর্মদিবসের জন্য কোনও সেট শুরু এবং সমাপ্তি পয়েন্ট ছিল না, বরং, শ্রম পরিমাপ করা হত এবং এক বা কয়েক দিনের মধ্যে কোনও পণ্য বা কাজ শেষ করতে কত সময় লেগেছিল তার জন্য অর্থ প্রদান করা হত।

16 তম শতাব্দীর মধ্যে, ঘড়িগুলি গিয়ার এবং স্প্রিংগুলির জটিল সিস্টেমগুলির সাথে আরও পরিশীলিত হয়ে উঠেছিল যা শেষ পর্যন্ত পকেট ঘড়িতে ক্ষুদ্র করা হয়েছিল। আজ আমরা একটি ঘড়ির সাফল্য পরিমাপ করার মৌলিক নীতিগুলির মধ্যে একটি এখনও অনুপস্থিত ছিল: সপ্তাহ এবং মাস ধরে নির্ভুলতা। সর্বোপরি, একটি সর্বজনীন সময়ের ধারণা - অর্থাৎ একটি শহরের ঘড়িগুলি অন্য শহরের সাথে ঠিক একই সময় দেখায় - এখনও কেবল একটি তাত্ত্বিক স্বপ্ন ছিল। 18 শতকের পূর্ববর্তী যে কোনও ভ্রমণকারী প্রকৃতপক্ষে ভাগ্যবান হতে পারতেন যে তাদের প্রস্থানের পয়েন্ট এবং তাদের গন্তব্যের শহরের ঘড়িতে একই সময় রাখা হয়েছিল। এই ত্রুটিটি এমন কোনও সমস্যা ছিল না যখন প্রধান শহরগুলির মধ্যে যেতে বেশ কয়েক ঘন্টা বা এমনকি কয়েক দিন সময় লেগেছিল, স্টেজকোচ ড্রাইভারদের এমনকি বিশেষ ঘড়ি ছিল যা স্বাভাবিকের চেয়ে ধীর বা দ্রুত সেট করা হয়েছিল যাতে তারা যখন তাদের গন্তব্যে পৌঁছেছিল তখন তাদের টাইমপিসটি সেখানে রাখা সময়ের সাথে বন্যভাবে সামঞ্জস্যপূর্ণ ছিল না। এটি শিল্প বিপ্লবকে তার আবিষ্কার এবং মানুষ এবং স্থানগুলির মধ্যে আন্তঃসংযোগের সাথে সবার জন্য একটি বাস্তব বাস্তবতায় পরিণত হওয়ার জন্য একটি স্ট্যান্ডার্ড সময়ের ধারণার জন্য এবং সময়কে বিবেচনা করার জন্য, বিশেষত বড় নিয়োগকর্তাদের দ্বারা, একটি পণ্য হিসাবে বিবেচনা করার জন্য নিয়েছিল যা ভালভাবে ব্যয় করা যায়, সংরক্ষণ করা যায় বা অপচয় করা যায়।

ঘড়ির নির্ভুলতা

হরোলজিস্টরা 16 তম এবং 17 তম শতাব্দী জুড়ে ঘড়ি এবং ঘড়িগুলি নিখুঁত করে রেখেছিলেন, তবে সেরা ডিভাইসগুলি বড় ছিল এবং কেবল তখনই সঠিক ছিল যখন একটি পেন্ডুলাম প্রক্রিয়াটিতে অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছিল। গ্যালিলিও গ্যালিলি (1564-1642) প্রথম ঘড়ি নির্ভুল রাখার ক্ষেত্রে পেন্ডুলামের গুরুত্ব স্বীকৃতি দিয়েছিলেন, তবে প্রথম কার্যকরী উদাহরণটি 1657 সালের দিকে ক্রিস্টিয়ান হাইগেনস (1629-1695) এবং সলোমন কোস্টার (আনু. 1620-1659) দ্বারা আবিষ্কার করা হয়েছিল। পেন্ডুলাম ঘড়ির আগে, বেশিরভাগ টাইমপিস প্রতিদিন প্রায় 15 মিনিট হারিয়েছিল এবং তাই ক্রমাগত পুনরায় সামঞ্জস্য করতে হয়েছিল। বিপরীতে, সেরা পেন্ডুলাম ঘড়িগুলি প্রতিদিন কেবল 10 থেকে 15 সেকেন্ডের মধ্যে হারিয়েছিল, এটি একটি বিশাল উন্নতি তবে এখনও নেভিগেটরদের জন্য যথেষ্ট ভাল নয়। একটি সঠিক ঘড়ি যা সমুদ্রে ব্যবহার করা যেতে পারে, যেখানে একটি জাহাজের গতির কারণে একটি পেন্ডুলাম অকেজো ছিল, তখনও প্রযুক্তিতে পূরণ করার জন্য একটি শূন্যস্থান ছিল। একটি ছোট হ্যান্ডহেল্ড ঘড়ি তৈরি করা প্রয়োজনীয় ছিল, এবং হাইগেনস 1670 এর দশকের মাঝামাঝি সময়ে ব্যালেন্স স্প্রিংয়ের একটি নতুন ধারণা ব্যবহার করে একটি তৈরি করেছিলেন, তবে এই ডিভাইসটি এখনও নেভিগেশনের উদ্দেশ্যে যথেষ্ট সঠিক ছিল না।

দ্রাঘিমাংশ পরিমাপ

নেভিগেশনাল সেক্সট্যান্ট 1731 সালে জন হ্যাডলি আবিষ্কার করেছিলেন। নাবিকরা দুপুরে (উত্তর গোলার্ধে) বা উত্তর নক্ষত্র বা পোলারিস (দক্ষিণ গোলার্ধে) এর কোণ পরিমাপ করে তারা যে অক্ষাংশে ছিল তা সঠিকভাবে পরিমাপ করতে পারতেন (উত্তর-দক্ষিণ রেখার অবস্থানে)। সমস্যাটি ছিল যে জাহাজটি শেষ বন্দর বা চার্টে একটি পরিচিত স্থির অবস্থান ছেড়ে যাওয়ার পর থেকে কতটা সময় কেটে গেছে বা লন্ডনের গ্রিনউইচের মতো একটি নির্দিষ্ট রেফারেন্স পয়েন্টে সঠিক সময় কী ছিল তা সঠিকভাবে পরিমাপ করা যায়। এই তথ্যটি তাদের দ্রাঘিমাংশ (পূর্ব-পশ্চিম রেখার অবস্থান) দেবে। 1492 সাল থেকে ক্রিস্টোফার কলম্বাসের (1451-1506) যাত্রা থেকে শুরু করে আমেরিকার ইউরোপীয় উপনিবেশকরণ, 1497-9 সালে ভাস্কো দা গামা (আনু. 1469-1524) দ্বারা কেপ অফ গুড হোপ ঘিরে ফেলা এবং 1519-22 সালে ফার্দিনান্দ ম্যাগেলানের (আনু. 1480-1521) নেতৃত্বাধীন অভিযানের মাধ্যমে পৃথিবীর প্রথম প্রদক্ষিণের সাথে সমস্যাটি তীব্র হয়ে ওঠে। কয়েক দশকের ব্যবধানে, মহাসাগরগুলি, প্রকৃতপক্ষে বিশ্ব, অনেক বড় হয়ে উঠেছিল এবং নাবিকদের তাদের সঠিক অবস্থান জানার জন্য আগের চেয়ে আরও বেশি প্রয়োজন ছিল। একটি ঘড়ির প্রয়োজন ছিল যা উদাহরণস্বরূপ, গ্রিনিচকে বছরের পর বছর ধরে শেষ করতে পারে যাতে একজন নাবিকের সর্বদা একটি সঠিক রেফারেন্স পয়েন্ট থাকে। যেহেতু দ্রাঘিমাংশের প্রতিটি রেখার মধ্যে চার মিনিটের সময়ের পার্থক্য ছিল, তাই স্থানীয় সময়ের সাথে গ্রিনিচ সময়ের তুলনা করে, একজন নেভিগেটর তার অনুদৈর্ঘ্য অবস্থান গণনা করতে পারতেন।

কারও দ্রাঘিমাংশ সন্ধানের জন্য একটি বৃত্তাকার সমাধান ছিল, এটিকে 'চন্দ্র দূরত্ব পদ্ধতি' বলা হত যা পরিচিত নক্ষত্রের তুলনায় চাঁদের অবস্থান পরিমাপ করা এবং গ্রিনউইচের রয়্যাল অবজারভেটরি দ্বারা সংকলিত টেবিলগুলির একটি বই ব্যবহার করা জড়িত। একটি পোর্টেবল যান্ত্রিক পরিমাপের ডিভাইস খুঁজে পাওয়ার সমস্যাটি সেই সময়ের সর্বশ্রেষ্ঠ মনের জন্য একটি বড় চ্যালেঞ্জ হিসাবে রয়ে গেছে। কেউই একটি কার্যকর সমাধান খুঁজে পায়নি, এতটাই যে, "দ্রাঘিমাংশ সন্ধান" করার আপাতদৃষ্টিতে বোকামি সাফল্যের সামান্য আশা সহ যে কোনও পাগল বৈজ্ঞানিক উদ্যোগের জন্য ব্যবহৃত একটি অভিব্যক্তি হয়ে ওঠে।

সাধারণ বা অভিযোজিত ঘড়িগুলি জাহাজগুলিতে পরীক্ষা করা হয়েছিল, তবে শান্ত সমুদ্র ব্যতীত অন্য যে কোনও কিছুর গতি তাদের প্রক্রিয়াগুলির সাথে বিপর্যয় ঘটিয়েছিল এবং তাদের খুব ভুল করে তুলেছিল। সমুদ্রে ঘড়িগুলির জন্য আরও দুটি সমস্যা ছিল আর্দ্রতা এবং তাপমাত্রার বড় তারতম্য, আবার এমন কারণ যা একটি ঘড়ির ছোট এবং জটিল কাজকে বিকৃত করে নির্ভুলতা নষ্ট করতে পারে। সমস্যাটি শেষ পর্যন্ত ইয়র্কশায়ারের ছুতোর এবং ঘড়ি প্রস্তুতকারক জন হ্যারিসন (1693-1776) দ্বারা সমাধান করা হয়েছিল এবং তার সামুদ্রিক ক্রোনোমিটার আবিষ্কার হয়েছিল।

জন হ্যারিসন ও দ্রাঘিমাংশ আইন

হ্যারিসন ছোটবেলা থেকেই ঘড়ির প্রতি আগ্রহী ছিলেন এবং তিনি 20 বছর বয়সে তার প্রথম লংকেস (ওরফে 'দাদা') ঘড়িটি পুরোপুরি কাঠের বাইরে তৈরি করেছিলেন। হ্যারিসন তার ভাই জেমসের সাথে গ্রিমসবির ব্রকলসবি পার্কে আস্তাবলের জন্য একটি ঘড়ি তৈরি করেছিলেন। এটি একটি উদ্ভাবনী ডিভাইস ছিল কারণ অন্যান্য ঘড়ির মতো এটির কাজের জন্য লুব্রিকেশন তেলের প্রয়োজন ছিল না। তৈলাক্তকরণের অভাব একটি ঘড়ির সঠিকভাবে কাজ করা বন্ধ করার অন্যতম প্রধান কারণ ছিল। পরবর্তী পদক্ষেপটি ছিল এই ঘড়িটিকে জাহাজে ব্যবহারের জন্য যথেষ্ট ছোট সংস্করণে ক্ষুদ্র করার উপায় খুঁজে বের করা।

হ্যারিসন 1714 সালে বোর্ড অফ দ্রাঘিমাংশ দ্বারা পরিচালিত একটি সরকার-স্পনসর প্রতিযোগিতা দ্বারা তার সামুদ্রিক ক্রোনোমিটার আবিষ্কার করতে অনুপ্রাণিত হয়েছিলেন। ব্রিটিশ সাম্রাজ্য বিশ্বজুড়ে তৈরি হওয়ার সাথে সাথে জাহাজ এবং মানচিত্রবিদদের সুনির্দিষ্ট অনুদৈর্ঘ্য পরিমাপ জানার প্রয়োজন ছিল। উদ্ভাবকদের একটি সঠিক টাইমপিস নিয়ে আসতে অনুপ্রাণিত করার জন্য প্রতিযোগিতার আয়োজন করা হয়েছিল। বিজয়ীকে £ 20,000 (আজ 3.5 মিলিয়ন ডলারেরও বেশি) একটি সুদর্শন নগদ পুরষ্কার দেওয়া হবে। হ্যারিসন দ্রাঘিমাংশ আইনের চূড়ান্ত বিজয়ী হতে পারে, তবে এটি জয়ের সহজ পথ ছিল না।

এইচ 1, এইচ 2 এবং এইচ 3

হ্যারিসনের প্রথম সামুদ্রিক ক্রোনোমিটার, যাকে এইচ 1 বলা হয়, 1730 এবং 1735 এর মধ্যে তৈরি করা হয়েছিল। বরং বড় ঘড়িটি মাধ্যাকর্ষণ দ্বারা প্রভাবিত না হয়ে কাজ করেছিল কারণ এর চলমান অংশগুলি বসন্ত নিয়ন্ত্রিত এবং বিপরীত ভারসাম্যপূর্ণ ছিল। রয়্যাল সোসাইটির সদস্যরা এইচএমএস সেঞ্চুরিয়নে সমুদ্রে এটি পরীক্ষা করার জন্য এইচ 1 এর সাথে যথেষ্ট মুগ্ধ হয়েছিল। ঘড়িটি লিসবনের যাত্রায় হতাশাজনক প্রমাণিত হয়েছিল, তবে এইচএমএস অরফোর্ডের রিটার্ন লেগে এটি আরও সঠিক ছিল। হ্যারিসন কমপক্ষে দেখিয়েছিলেন যে তিনি সঠিক লাইনে ছিলেন এবং সরকার তাকে আরও গবেষণা ও বিকাশের জন্য 500 পাউন্ড দিয়েছিল।

উন্নত ক্রোনোমিটার, এইচ 2 নিয়ে আসতে হ্যারিসনের আরও এগারো বছর সময় লেগেছিল। এটি এইচ 1 এর চেয়ে বড় এবং ভারী ছিল এবং প্রক্রিয়াটির আরও ভাল স্থিতিশীলতার জন্য বৃত্তাকার বার ভারসাম্য ছিল। এখনও পুরোপুরি সেখানে নেই, হ্যারিসন 1758 সালে এইচ 3 উত্পাদন না করা পর্যন্ত তার অসাধারণ জটিল ঘড়ির প্রক্রিয়াটি টুইকিং করতে থাকেন। এই তৃতীয় সংস্করণটি ব্যালেন্স স্প্রিংয়ের বাইমেটালিক স্ট্রিপের জন্য তাপমাত্রার ওঠানামার সাথে আরও ভালভাবে মোকাবিলা করতে পারে। এই মডেলের সাথে আরেকটি উদ্ভাবন ছিল একটি খাঁচাযুক্ত রোলার বিয়ারিং যা কাজগুলিতে ঘর্ষণ হ্রাস করেছিল। দুর্ভাগ্যক্রমে, এইচ 3 এর সাথেও নির্ভুলতা এখনও পুরোপুরি ছিল না। তারপরে হ্যারিসন একটি যুগান্তকারী সাফল্য অর্জন করেছিলেন। তার ঘড়িগুলি আরও ভালভাবে পরীক্ষা করার জন্য, হ্যারিসন একটি পকেট ঘড়ি সংস্করণ ডিজাইন করেছিলেন এবং এটি বিখ্যাত ঘড়ি প্রস্তুতকারক জন জেফরিস দ্বারা তৈরি করেছিলেন। হ্যারিসন তখন বুঝতে পেরেছিলেন যে হ্যান্ডহেল্ড ঘড়ির জন্য সেই সময়ে দুর্বল খ্যাতি থাকা সত্ত্বেও, তিনি এইচ 1, এইচ 2 এবং এইচ 3 এর বৈশিষ্ট্যগুলি অন্তর্ভুক্ত করতে পারেন এবং একটি নির্ভুল তৈরি করতে পারেন, সম্ভবত তিনি এখনও তৈরি করা যে কোনও ঘড়ির চেয়ে আরও নির্ভুল। একটি ছোট ঘড়ি যা পকেটে কমবেশি ফিট ছিল তা এখন পর্যন্ত তার কিছুটা জটিল প্রচেষ্টার চেয়ে অনেক বেশি বহুমুখী এবং নাবিকদের কাছে আবেদনময় হবে। হ্যারিসন এইভাবে তার দুটি 'সমুদ্র ঘড়ি' নিয়ে কাজ শুরু করেছিলেন।

এইচ 4 এবং এইচ 5

1761 সালে, হ্যারিসন তার র্যাডিকাল এইচ 4 ক্রোনোমিটার তৈরি করেছিলেন। ঘড়িটি একটি বড় পকেট ঘড়ির সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ এবং ব্যাসের মাত্র পাঁচ ইঞ্চি (13 সেমি) এর চেয়ে বেশি পরিমাপ করে। এর ওজন 3.2 পাউন্ড (1.45 কেজি)। 'সমুদ্র ঘড়ি' 1761 সালের নভেম্বর থেকে 1762 সালের জানুয়ারী পর্যন্ত পোর্টসমাউথ থেকে জ্যামাইকা পর্যন্ত এইচএমএস ডিপফোর্ডে ভ্রমণের ব্যবহারিক পরীক্ষায় রাখা হয়েছিল। দ্রাঘিমাংশ বোর্ড তখনও সন্তুষ্ট ছিল না; যাত্রায় ঘড়িটি 5.1 সেকেন্ড হারিয়েছিল এবং বোর্ড আরও গবেষণা এবং আরও পরীক্ষার দাবি করেছিল। দ্রাঘিমাংশ বোর্ড অবশেষে এইচ 4 অনুমোদন করেছিল যখন এটি 1764 সালের মার্চ-এপ্রিলে বার্বাডোস যাত্রায় এইচএমএস টারটারে আবার পরীক্ষা করা হয়েছিল। মূল এইচ 4 হ্যারিসন ক্রোনোমিটারটি আজ লন্ডনের রয়্যাল মিউজিয়াম গ্রিনউইচে প্রদর্শিত হয়েছে।

সাফল্য ও স্বীকৃতি

হ্যারিসন মেরিন ক্রোনোমিটার এখন নাবিকদের দ্রাঘিমাংশ সঠিকভাবে পরিমাপ করার অনুমতি দেয়, তবে সরকার এখনও হ্যারিসনকে প্রতিশ্রুতিবদ্ধ পুরো নগদ পুরষ্কার দেয়নি। পুরষ্কারের শর্তাদি নিয়ে কিছু বিতর্ক হয়েছিল। হ্যারিসনের এইচ 4 ক্রোনোমিটার প্রয়োজনীয় নির্ভুলতার শর্ত পূরণ করেছিল, তবে এখন অ্যাডমিরালটি চেয়েছিল যে উদ্ভাবক নকশাগুলি হস্তান্তর করে ঘড়িটির দুটি অনুলিপি তৈরি করুক। বেশ কয়েক সপ্তাহ পরে, হ্যারিসন নতুন শর্তে রাজি হন।

হ্যারিসন, তার প্রচেষ্টা এবং তার সময়ের দাবির জন্য সরকারের কাছ থেকে স্বীকৃতির অভাব নিয়ে অসন্তুষ্ট, গ্রেট ব্রিটেনের রাজা তৃতীয় জর্জের (রাজত্বকাল 1760-1820) কাছে গিয়েছিলেন। রাজা সহানুভূতি প্রকাশ করেছিলেন এবং হ্যারিসনের সর্বশেষ এবং সেরা সমুদ্র ঘড়ি, এইচ 5 চেষ্টা করার জন্য উত্সাহী ছিলেন। 1772 সালে সমুদ্রে দশ সপ্তাহের পরীক্ষামূলক সময়কালে, রাজা এইচ 5 এর নির্ভুলতা দেখে মুগ্ধ হয়েছিলেন, ঘড়িটি প্রতিদিন এক সেকেন্ডের মাত্র এক তৃতীয়াংশ হারিয়েছিল। হ্যারিসন এখনও তার নগদ পুরষ্কারের বকেয়া ভারসাম্যের জন্য দ্রাঘিমাংশের পয়সা-চিমটি বোর্ডকে ব্যাজার করতে বাধ্য ছিলেন। 1773 সালে সংসদে আবেদন করার পরে, উদ্ভাবক অবশেষে আরও 8,750 পাউন্ড এবং আনুষ্ঠানিক স্বীকৃতি পেয়েছিলেন যে তিনি সমুদ্রে দ্রাঘিমাংশ সঠিকভাবে পরিমাপ করার সমস্যাটি সমাধান করেছেন। হ্যারিসন অবশ্যই তার ঘড়ি নিয়ে গর্বিত ছিলেন, যেমন তিনি একটি সমসাময়িক চিঠিতে প্রদর্শন করেছিলেন:

আমি মনে করি আমি সাহস করে বলতে পারি যে দ্রাঘিমাংশের জন্য আমার ঘড়ি বা সময়-রক্ষকের চেয়ে সুন্দর বা কৌতূহলী পৃথিবীতে অন্য কোনও প্রক্রিয়া বা গাণিতিক জিনিস নেই।

(ডুগান, 91)

এইচ 5 আজ লন্ডনের বিজ্ঞান যাদুঘরে রয়েছে। হ্যারিসনের গবেষণা ও উন্নয়নের দীর্ঘ যাত্রার সমাপ্তি, এটিতে একটি সাদা এনামেল ডায়াল এবং প্রয়োজনে হাত সামঞ্জস্য করার জন্য সোনার কেন্দ্রীয় তারকা সহ রূপার তৈরি একটি কেস রয়েছে। জটিল কাজগুলি হীরা এবং রত্ন উপাদান সহ সোনা, রৌপ্য এবং ইস্পাত দিয়ে তৈরি। কাজের পিছনে "নং 2 জন হ্যারিসন অ্যান্ড সন লন্ডন 1770" খোদাই করা হয়েছে।

ব্রিটিশ অ্যাডমিরালটি হ্যারিসনের সাথে একমত ছিল এবং অনুদৈর্ঘ্য পুরষ্কার নিয়ে সরকারের বিলম্ব সত্ত্বেও, তারা জন আর্নল্ডকে হ্যারিসনের সামুদ্রিক ক্রোনোমিটার ব্যাপকভাবে উত্পাদন করার জন্য কমিশন দিয়েছিল এবং তারপরে সমস্ত রয়্যাল নেভি জাহাজকে একটি জারি করেছিল।