Џон Харисон (3. април 1693. — 24. март 1776) био је енглески столар и часовничар који је изумео поморски хронометар, дуго тражени уређај за решавање проблема израчунавања географске дужине на мору.
Харисоново решење је револуционизовало навигацију и значајно повећало безбедност дугих поморских путовања. Проблем који је решио сматран је толико важним након поморске катастрофе код острва Сили 1707. године да је Парламент Велике Британије понудио финансијске награде до 20.000 фунти према Закону о географској дужини из 1714. године, иако Харисон никада није добио пуну награду због политичких ривалстава. Свој први дизајн представио је 1730. године, и радио је много година на побољшаним дизајнима, правећи неколико напредака у технологији мерења времена, коначно се окренувши оном што се тада називало поморским џепним часовницима. Харисон је добио подршку од Одбора за географску дужину у изградњи и тестирању својих дизајнова. Пред крај живота, добио је признање и награду од Парламента.
Рани живот мини|Дрворез попречног пресека механизма енглеског подног часовника из средине 19. века. Џон Харисон је рођен у Фулбију у Западном рајдингу Јоркшира, као прво од петоро деце у својој породици. Његов очух је радио као столар на оближњем имању Ностел прајори. Кућа на месту за које се верује да је био породични дом носи плаву плочу. Око 1700. године, породица Харисон преселила се у село Бароу на Хамберу у Линколнширу. Следећи очев занат столара, Харисон је у слободно време правио и поправљао часовнике. Према легенди, у доби од шест година, док је лежао у кревету због великих богиња, добио је џепни часовник да се забави и провео је сате слушајући га и проучавајући његове покретне делове.
Такође је био фасциниран музиком, па је на крају постао хоровођа цркве Свете Тројице у Бароу на Хамберу.
Харисон је направио свој први подни часовник 1713. године, у доби од 20 година. Механизам је био у потпуности направљен од дрвета. Три Харисонова рана дрвена часовника су сачувана: Први (1713) се налази у колекцији Поштованог друштва часовничара, раније у Гилдхолу у Лондону, а од 2015. је изложен у Музеју науке у Лондону. Други (1715) се такође налази у Музеју науке у Лондону. Трећи (1717) је на имању Ностел прајори у Јоркширу, а на бројчанику се налази натпис „Џон Харисон Бароу”.
Примерак из Ностела, који се налази у билијарској соби ове велелепне куће, има викторијанско спољно кућиште са малим стакленим прозорима са сваке стране механизма, како би се дрвени склоп могао прегледати.
Дана 30. августа 1718. године, Џон Харисон се оженио Елизабет Барет у цркви у Бароу на Хамберу. Након њене смрти 1726. године, оженио се Елизабет Скот 23. новембра исте године, у истој цркви.
Почетком 1720-их година, Харисону је наручено да направи нови часовник за кулу на имању Броклсби хол у северном Линколнширу. Часовник и даље ради, и као и његови претходни часовници, има дрвени механизам од храстовине и гвајаковог дрвета. За разлику од његових раних часовника, он укључује неке оригиналне карактеристике за побољшање мерења времена, на пример, запињачу типа скакавац. Између 1725. и 1728. године, Џон и његов брат Џејмс, такође вешт столар, направили су најмање три прецизна подна часовника, поново са механизмима и кућиштем од храстовине и гвајаковог дрвета. У овом периоду је развијено мрежасто клатно. Од ових подних часовника: Број 1 се налази у приватној колекцији. До 2004. припадао је Музеју времена (САД), који је затворен 2000. године. Број 2 се налази у Градском музеју у Лидсу, као средишњи део сталне поставке посвећене достигнућима Џона Харисона. Изложба под називом „Џон Харисон: Часовничар који је променио свет” отворена је 23. јануара 2014. године. То је био први догађај у вези са географском дужином којим је обележена тристагодишњица Закона о географској дужини. Број 3 се налази у колекцији Поштованог друштва часовничара.
Харисон је био човек многих вештина и користио их је како би систематски побољшао перформансе часовника са клатном. Изумео је мрежасто клатно, које се састоји од наизменичних месинганих и гвоздених шипки спојених тако да се топлотна ширења и скупљања у основи међусобно поништавају. Још један пример његовог инвентивног генија била је запињача типа скакавац, контролни уређај за постепено ослобађање покретачке снаге часовника. Развијена из запињаче са сидром, била је готово без трења, не захтевајући подмазивање јер су палете биле направљене од дрвета. Ово је била важна предност у време када су се мазива и њихова деградација слабо разумели. У његовом ранијем раду на поморским часовницима, Харисону је континуирано помагао, како финансијски тако и на многе друге начине, часовничар и произвођач инструмената Џорџ Грејам. Харисона је са Грејамом упознао краљевски астроном Едмонд Халеј, који је подржавао Харисона и његов рад. Ова подршка је била важна Харисону, јер се сматрало да је тешко на кохерентан начин комуницирао своје идеје.
Проблем географске дужине мини|Линије географске дужине на глобусу Географска дужина одређује локацију места на Земљи источно или западно од референтне линије север-југ која се назива нулти меридијан. Даје се као угаона мера која се креће од 0° на нултом меридијану до +180° према истоку и −180° према западу. Познавање позиције брода у правцу исток-запад кључно је приликом приближавања копну. Током дугих путовања, кумулативне грешке у процени позиције мртвим рачунањем често су доводиле до бродолома и великих губитака живота. Избегавање оваквих катастрофа постало је витално за време Харисоновог живота, у ери када су трговина и потреба за прецизном навигацијом драматично расле широм света.
Многе идеје су предлагане о томе како одредити географску дужину током поморског путовања. Раније методе покушавале су да упореде локално време са познатим временом на референтном месту, попут Гринича или Париза, на основу једноставне теорије коју је први предложио Гема Фризијус. Ове методе ослањале су се на астрономска посматрања која су и сама зависила од предвидљиве природе кретања различитих небеских тела. Такве методе биле су проблематичне због тешкоће одржавања тачног записа о времену на референтном месту.
Харисон је одлучио да директно реши проблем правећи поуздан часовник који би тачно чувао време референтног места током дугих интервала без потребе за сталним подешавањем. Тешкоћа је била у стварању часовника на који не би утицале промене у температури, притиску или влажности, који би био отпоран на корозију у сланом ваздуху, и који би могао функционисати на броду који се стално креће. Многи научници, укључујући сер Исака Њутна и Кристијана Хајгенса, сумњали су да се такав часовник икада може направити и фаворизовали су друге методе за израчунавање географске дужине, попут метода лунарних удаљености. Хајгенс је спроводио експерименте користећи и часовнике са клатном и оне са спиралном опругом немирнице као методе за одређивање географске дужине; оба су дала недоследне резултате. Њутн је приметио да би „добар часовник могао послужити за чување рачунице на мору неколико дана и за познавање времена астрономског посматрања; и у ту сврху би добар драгуљ могао бити довољан док се не открије боља врста часовника. Али када се географска дужина на мору изгуби, она се не може поново наћи ни помоћу једног часовника”.
Прва три поморска хронометра мини|десно|upright=1.2|Часовник Хенрија Салија (сл. 1) са запињачом (сл. 2) и бродским механизмом вешања преко кардановог зглоба (сл. 7) У 1720-им годинама, енглески часовничар Хенри Сали изумео је поморски часовник који је био дизајниран да одреди географску дужину: ово је било у облику часовника са великим точком немирнице који је био вертикално постављен на фрикционе ваљке и који је био покретан фрикционом запињачом типа Дебофре. Врло неконвенционално, осцилације немирнице контролисане су тегом на крају центриране хоризонталне полуге причвршћене за немирницу врпцом. Ово решење избегло је грешку у температури због топлотног ширења, проблем који погађа челичне опруге немирнице. Салијев часовник је показивао тачно време само по мирном времену, међутим, јер су на осцилације немирнице утицали пропињање и љуљање брода. Ипак, његови часовници су били међу првим озбиљним покушајима проналажења географске дужине побољшањем тачности мерења времена на мору. Харисонове машине, иако много веће, сличног су распореда: Х3 има вертикално постављен точак немирнице и повезан је са другим точком исте величине, што је аранжман који елиминише проблеме који произилазе из кретања брода.Federation of the Swiss Watch Industry
Године 1716, Сали је представио свој први Montre de la Mer француској Академији наука,A Chronology of Clocks а 1726. објавио је дело Une Horloge inventée et executée par M. Sulli. Године 1730, Харисон је дизајнирио поморски часовник да се такмичи за награду за географску дужину и отпутовао у Лондон, тражећи финансијску помоћ. Представио је своје идеје Едмонду Халеју, краљевском астроному, који га је заузврат упутио код Џорџа Грејама, најистакнутијег часовничара у земљи. Грејам је очигледно био импресиониран Харисоновим идејама, јер му је позајмио новац да направи модел свог „поморског часовника”. Како је часовник био покушај да се направи бродска верзија његових дрвених часовника са клатном, који су функционисали изузетно добро, користио је дрвене точкове, ваљкасте зупчанике и верзију запињаче типа скакавац. Уместо клатна, користио је две немирнице у облику бучица које су биле међусобно повезане.
Било је потребно пет година да Харисон направи свој први поморски часовник (или Х1). Демонстрирао га је члановима Краљевског друштва који су у његово име говорили пред Одбором за географску дужину. Часовник је био први предлог за који је Одбор сматрао да је вредан поморског тестирања. Године 1736, Харисон је отпловио за Лисабон на броду ХМС Центурион под командом капетана Џорџа Проктора и вратио се на ХМС Орфорд након што је Проктор преминуо у Лисабону 4. октобра 1736. Часовник је изгубио време на одлазном путовању. Међутим, добро се показао на повратном путу: и капетан и мајстор једрења брода Орфорд похвалили су дизајн. Мајстор је приметио да су његови сопствени прорачуни поставили брод шездесет миља источно од његовог правог пристаништа, које је Харисон исправно предвидео користећи Х1.
Ово није било трансатлантско путовање које је Одбор за географску дужину прописао у својим условима за освајање награде, али је Одбор био довољно импресиониран да Харисону додели 500 фунти за даљи развој. Харисон се преселио у Лондон до 1737. године и наставио са развојем Х2, компактније и робусније верзије. Године 1741, након три године изградње и две године тестирања на копну, Х2 је био спреман, али до тада је Велика Британија била у рату са Шпанијом у Рату за аустријско наслеђе, те је механизам сматран превише важним да би се ризиковало да падне у шпанске руке. У сваком случају, Харисон је изненада напустио сав рад на овој другој машини када је открио озбиљну ману у дизајну концепта немирница у облику полуга. Није схватио да би на период осциловања ових немирница могао утицати угао скретања брода (када се брод окретао око своје вертикалне осе, на пример приликом маневрисања током једрења). То га је довело до тога да усвоји кружне немирнице у Трећем поморском часовнику (Х3). Одбор му је доделио још 500 фунти, и чекајући да се рат заврши, наставио је рад на Х3.
Харисон је провео седамнаест година радећи на овом трећем „поморском часовнику”, али упркос сваком труду он није функционисао тачно онако како је желео. Проблем је био у томе што, пошто Харисон није у потпуности разумео физику иза опруга које се користе за контролу немирница, темпирање точкова није било изохроно, што је карактеристика која је утицала на његову тачност. Инжењерски свет неће у потпуности разумети својства опруга за такве примене још два века. Упркос томе, показало се као веома вредан експеримент из чије се изградње много научило. Свакако, са овом машином Харисон је свету оставио два трајна наслеђа — биметалну траку и кавезасти ваљкасти лежај.
Часовници за географску дужину