John Harrison e il problema della longitudine in mare

Per secoli i naviganti hanno saputo calcolare con facilità la propria latitudine, misurando l'altezza del Sole o della Stella Polare. Ma c'era un problema che mandava le navi a schiantarsi sugli scogli e faceva perdere intere flotte: la longitudine, la posizione est-ovest. Senza poterla determinare in mare aperto, i capitani navigavano quasi alla cieca. La soluzione di questo enigma, alla fine, non venne da un astronomo, ma da un falegname autodidatta dello Yorkshire: John Harrison, che dedicò la vita a costruire l'orologio più importante della storia della navigazione.

Il prezzo di non sapere dove si è

La longitudine è legata al tempo. Poiché la Terra ruota di 360 gradi in 24 ore, ogni ora di differenza corrisponde a 15 gradi. Se un marinaio avesse saputo con precisione l'ora del porto di partenza e l'avesse confrontata con l'ora locale a bordo (determinabile dal mezzogiorno solare), avrebbe potuto calcolare quanto si era spostato verso est o ovest. Il problema era avere un orologio capace di mantenere l'ora esatta per settimane, su una nave che rollava, tra sbalzi di temperatura, umidità e variazioni di gravità: i pendoli e i meccanismi dell'epoca erano del tutto inadeguati.

Il disastro che diede la spinta decisiva avvenne nel 1707, quando una flotta britannica naufragò sulle isole Scilly per un errore di posizione, con la morte di quasi duemila uomini. Nel 1714 il Parlamento inglese istituì il celebre Longitude Act, offrendo un premio enorme – fino a 20.000 sterline, una fortuna per l'epoca – a chi avesse risolto il problema. Nacque così il Board of Longitude, l'organismo che avrebbe valutato le proposte, come ricostruisce il portale dei Royal Museums Greenwich dedicato a Harrison e alla longitudine.

Quattro orologi e una vita di lavoro

La maggior parte degli scienziati puntava su una soluzione astronomica, basata sulla posizione della Luna tra le stelle (il "metodo delle distanze lunari"). Harrison scelse invece la via meccanica. Tra il 1730 e il 1760 costruì una serie di cronometri sempre più perfezionati, oggi noti come H1, H2, H3 e H4. I primi tre erano grandi e ingombranti, pieni di soluzioni ingegnose per compensare le variazioni di temperatura e il movimento della nave, come molle bilanciate e materiali diversi che si dilatavano in modo opposto.

La svolta fu l'H4, completato nel 1759: non più un grande congegno, ma un oggetto che assomigliava a un grosso orologio da tasca, di appena 13 centimetri di diametro. Nel 1761-62 l'H4 fu messo alla prova in un viaggio verso la Giamaica: dopo oltre due mesi di navigazione aveva accumulato un errore di soli cinque secondi, una precisione strabiliante che soddisfaceva ampiamente i requisiti del premio.

La battaglia contro l'establishment

Eppure il Board of Longitude, dominato da astronomi che tifavano per il metodo lunare, esitò per anni a riconoscere il merito di Harrison. Gli furono imposte nuove prove, gli fu chiesto di svelare tutti i segreti costruttivi, gli furono concessi solo pagamenti parziali. La disputa si trascinò finché, ormai ottantenne, Harrison ottenne giustizia solo grazie all'intervento diretto del re Giorgio III, che lo ricevette e fece pressione sul Parlamento. Morì nel 1776, finalmente riconosciuto, ma senza aver mai ricevuto formalmente il premio ufficiale.

La storia di questa lunga battaglia è stata resa celebre dal libro Longitudine della scrittrice Dava Sobel, che ne ha fatto un caso esemplare di genio solitario contro l'autorità accademica. Oggi gli orologi originali di Harrison sono conservati e funzionanti al Royal Observatory di Greenwich, dove ancora battono il tempo dopo quasi tre secoli.

L'eredità di un falegname

L'invenzione del cronometro marino cambiò la storia. Con uno strumento affidabile per misurare la longitudine, la navigazione divenne enormemente più sicura, le rotte commerciali più precise, e fu possibile cartografare gli oceani con un'accuratezza prima impensabile. Il capitano James Cook portò con sé una copia dell'H4 nei suoi viaggi nel Pacifico, lodandone l'affidabilità. Per oltre un secolo e mezzo, fino all'avvento della radio e poi del GPS, il cronometro restò lo strumento fondamentale per sapere dove ci si trovava in mare.

La vicenda di Harrison, raccontata anche nella voce di Britannica dedicata a John Harrison, è la dimostrazione che le grandi rivoluzioni scientifiche non vengono sempre dai laboratori e dalle accademie: a volte nascono nella bottega di un artigiano testardo, convinto che un problema considerato irrisolvibile si potesse battere con la precisione di pochi ingranaggi di ottone.

Vale la pena ricordare anche le innovazioni tecniche che Harrison introdusse e che sopravvivono ancora oggi nell'orologeria di precisione. A lui si devono il gridiron pendulum, un pendolo composto da barre di metalli diversi che si compensano a vicenda annullando l'effetto delle variazioni di temperatura, e lo scappamento "a cavalletta", quasi privo di attrito. Furono soluzioni nate dall'osservazione paziente e dalla profonda conoscenza dei materiali, prima ancora che dalla teoria. La sua storia ci ricorda che il progresso, spesso, è fatto di piccoli accorgimenti geniali sommati in decenni di lavoro ostinato, più che di improvvise illuminazioni: un insegnamento che vale tanto per la scienza quanto per qualsiasi mestiere fatto con dedizione.