DÒNG LỊCH SỬ PHÁT MINH ĐỒNG HỒ - VÀ NHỮNG BÍ ẨN CHUẨN MARINE CHRONOMETER

Liệu rằng đồng hồ Chronometer có phải là đồng hồ được chứng nhận COSC?, hay đồng hồ Chronometer khác gì với đồng hồ không Chronometer, hoặc khác gì với đồng hồ chronograph? Giờ hãy cùng tôi khám phá toàn bộ lịch sử và những bí ẩn xung quanh dòng chữ “Chronometer” trên đồng hồ qua bài viết bên dưới nhé!

1. Chronometer, Chronograph là gì ?

“Chronometer” xuất phát từ tiếng Hy Lạp, trong đó χρόνος (chronos) nghĩa là thời gian; và meter nghĩa là đo lường. Như vậy “Chronometer” tạm dịch là “đo lường thời gian”, một ý nghĩa khá đơn giản, thời gian được đo lường theo những tiêu chuẩn nào đó để được chứng nhận chính xác!

"Chronograph" - Cái tên Chronograph nghĩa là thời gian - và "graph" có nghĩa là vẽ, viết. Như vậy “Chronograph” tạm dịch là “viết thời gian”, nó khác "Chronometer". Thời gian được đếm bằng cách vẽ lại khoảng trôi qua trên giấy, hay kim phụ trên mặt số. Hay còn gọi là đồng hồ bấm giờ.

2. Dòng lịch sử tiến hóa chế tác đồng hồ, Chronometer:

Đồng hồ là thiết bị đo thời gian, đã phát triển xuyên suốt theo lịch sử của nền văn minh nhân loại, kể từ thời mà mặt trời là cách duy nhất để có thể theo dõi một ngày.

• ​3500 năm trước Công Nguyên – đồng hồ mặt trời đầu tiên được xây dựng ở Ai Cập cổ đại, do mặt trời là vị thần chính của họ, họ tạo ra những đài bằng đá và đo bóng chiếu xuống của mặt trời để đọc thời gian. Với sức mạnh như vậy, người Ai Cập đã phát hiện ra ngày dài nhất và ngày ngắn nhất (ngày hạ chí và ngày đông), họ tìm ra thời điểm chính xác của “giữa trưa”, giới thiệu hệ thống ánh sáng ban ngày 10 giờ và nhiều hơn nữa.

​

​- ​Để đo thời gian dễ dàng, người Ai Cập chia ngày thành 10 phần bằng nhau, với 4 phần bổ sung dành riêng cho giờ chạng vạng lúc bình minh và hoàng hôn. Hàng loạt điểm đánh dấu trên mặt đất giúp người Ai Cập dễ dàng theo dõi thời gian và thậm chí biết họ đang ở mùa nào trong năm.

- Đồng hồ mặt trời cuối cùng đã du nhập đến các đế quốc Hy Lạp và La Mã, nơi chúng được chào đón và cải tiến đáng kể, cho phép tạo ra nhiều đồng hồ mặt trời nhỏ hơn và di động hơn.

• 2000 năm trước Công Nguyên - Sáng tạo Stonehenge. Stonehenge là một công trình đá sa thạch thời kỳ đồ đá mới và thời kỳ đồ đồng gần Amesbury ở Anh. Mỗi khối đá đứng cao khoảng 4,1m; rộng 2,1m và nặng khoảng 25 tấn, được sắp xếp có tính toán với tổng đường kính rộng 33m.

​

- Do độ chính xác và độ tin cậy trong thời tiết nắng, đồng hồ mặt trời vẫn được sử dụng ngay cả khi Châu Âu đang trải qua thời kỳ khó khăn. 

- Tất nhiên, đồng hồ mặt trời hoàn toàn không có tác dụng trong thời tiết nhiều mây hoặc vào ban đêm. Với các yếu điểm đó, những đòi hỏi cải tiến hơn để đo thời gian đã được phát minh.

 

• 1400 năm trước Công Nguyên – Một số nền văn hóa đánh dấu thời gian trôi qua bằng cách đo thời gian đốt dầu.

Đồng hồ được thiết kế với một khung chứa dầu, thường là dầu cá voi dùng để đốt đèn. Trên khung chứa dầu ghi những con số cho biết khoảng thời gian qua đi.

​

• 250 năm trước Công Nguyên – Bánh răng truyền động đơn giản đầu tiên được tạo ra bởi Archimedes (287-212 TCN).

​

​Cỗ máy Antikythera - có niên đại khoảng từ 205 đến 105 trước Công nguyên, đã cho là ứng dụng cơ chế bánh răng của Archimedes, bánh răng lớn nhất có đường kính khoảng 140 milimét (5,5 in) và ban đầu có 223 răng. Nó là một cơ chế phức tạp bao gồm ít nhất 30 bánh răng.

​

 Đồng hồ này được phục dựng theo mô hình cũ có 37 bánh răng, bằng đồng, cho phép nó đo theo dõi chuyển động của Mặt Trăng và Mặt Trời thông qua hoàng đạo, để dự đoán nhật thực và thậm chí mô hình quỹ đạo không đều của mặt trăng.

 

• Năm 300 sau Công nguyên – Giới thiệu đồng hồ cát ....

​ 

• 885 – Nến có dấu thời gian được du nhập vào Châu Âu thời trung cổ.

​

• 1092 – Đồng hồ nước cơ học đầu tiên được tạo ra bởi nhà phát minh người Trung Quốc Su Sung. ​Chiếc đồng hồ khổng lồ này cao 40 feet và được kéo bởi một bánh xe nước đặc biệt. Những chiếc xô trên vành của nó được đổ đầy từng chiếc một bởi dòng nước đều đặn, đã tạo ra một lực đủ lớn để xoay đều. Chiếc đồng hồ tuyệt vời của Su-Sung, với chuyển động tích tắc, khá chính xác. Nó trông hơi giống chiếc đồng hồ cơ được phát minh sau 200 năm nữa ở Châu Âu.

• 1288 - Ở vương quốc Anh, một chiếc đồng hồ được đặt trong một tháp đồng hồ, là tiền thân thời trung cổ của Big Ben, tại Westminster; 

​Những chiếc đồng hồ tháp đầu tiên không có mặt, chúng chỉ có tiếng chuông để kêu gọi cộng đồng xung quanh làm việc hoặc cầu nguyện. Do đó, chúng được đặt trong các tòa tháp để tiếng chuông có thể nghe được trong một khoảng cách dài. Tháp đồng hồ được đặt gần trung tâm thị trấn và thường là những cấu trúc cao nhất ở đó. Khi các tháp đồng hồ trở nên phổ biến hơn, các nhà thiết kế nhận ra rằng một mặt số đồng hồ ở bên ngoài tòa tháp sẽ cho phép người dân trong thị trấn xem thời gian bất cứ khi nào họ muốn.

• 1368 – Những nhà sản xuất đồng hồ cơ "thu nhỏ" lần lượt xuất hiện ở Anh. 

Ở châu Âu, giữa năm 1280 và 1320 người ta tìm thấy rất nhiều nguồn tài liệu dẫn chứng về chế tác đồng hồ nhưng phần lớn cũng chỉ là các bản phát triển của đồng hồ nước: Nhiều chức năng hơn, chính xác hơn, thời gian hoạt động dài hơn.

 

• Năm 1485, Leonardo da Vinci phác họa cầu chì cho một chiếc đồng hồ.

​

 

• 1490 – Thợ khóa Peter Helein đã phát minh ra dây cót đầu tiên ở Nurnburg, Đức.

​Dây cót được phát minh bằng ứng dụng cầu chì, một ròng rọc hình nón, có rãnh được sử dụng cùng với vỏ chứa dây cot. Với sự sắp xếp này, dây cót được tạo ra để quay một cái vỏ chứa nó. Với sự cân đối chính xác của bán kính dây cót và cầu chì, mô-men xoắn gần như không đổi được duy trì khi dây cót được bung ra.

Cho đến khoảng năm 1580, cơ chế hoạt động của đồng hồ Đức hầu như được làm hoàn toàn bằng sắt; vào khoảng thời gian này, đồng thau đã được giới thiệu.

Chiếc đồng hồ quả táo của Peter Henlein, 1505

Ông lắp nó vào chiếc đồng hồ quả táo, tên là “trứng Nuremberg”.​

​

Một cuốn sách cổ có niên đại từ năm 1512 ghi lại một đoạn văn về Petrus Hele: ​​

“Với một ít sắt, cụ thể là, ông ấy đã tạo ra những chiếc đồng hồ có nhiều bánh răng, mà dù người ta cầm chúng như thế nào, nó vẫn quay và hiển thị đánh dấu thời gian, ngay cả khi người ta đeo chúng trên ngực hoặc trong túi.” 

​

Chiếc đồng hồ quả táo của Peter Henlein, 1505

Đây là điểm khởi đầu quan trọng cho các nhà phát minh khác, những người đã nhanh chóng tập trung tâm trí vào việc giải quyết vấn để tạo ra những chiếc đồng hồ size nhỏ, chắc chắn, dễ sử dụng, và nó chỉ mang tính thời trang hơn là độ chính xác.

 

• Vào những năm 1500, đồng hồ size nhỏ trở nên thịnh hành đeo trên người và được gắn vào quần áo hoặc đeo quanh cổ như một chiếc vòng cổ. ​Đồng hồ chỉ có kim giờ và chúng không có tác dụng tốt trong việc đo thời gian vì sai số lớn. Vì vậy, đeo chúng chỉ là biểu tượng địa vị của người giàu hơn là việc tính giờ chính xác, có tầm quan trọng rất nhỏ.

 

• ​Những năm từ 1470 đến 1530 được xem là thời kỳ hoàng kim (Blütezeit – hưng thịnh (Tiếng Đức)) của thành phố Nuremberg. Vào thời gian đó, thành phố trở thành trung tâm kỹ nghệ thủ công, khoa học and chủ nghĩa nhân văn. Vào cuối thế kỷ này, vẫn có xu hướng chế tạo những chiếc đồng hồ có hình dạng khác thường và những chiếc đồng hồ có hình dạng như sách, động vật, trái cây, ngôi sao, hoa, côn trùng, cây thánh giá và thậm chí cả đầu lâu đã được chế tạo.

​

• 1540 – Vít được sử dụng cho đồng hồ, cho phép thiết kế nhỏ hơn nhiều nhưng vẫn giữ được thời gian tốt hơn nhiều so với các mẫu đầu tiên.

• 1577 - Jost Burgi đã phát minh ra kim phút, mặc dù đồng hồ thế kỷ 16 rất không chính xác.

• 1581 – Nhà thiên văn học và vật lý học người Ý Galileo đã phát hiện ra các tính chất của con lắc.

​      

• 1610 – Giới thiệu kính bảo vệ trên đồng hồ. Điều này cuối cùng đã cho phép bảo vệ đáng tin cậy các mặt số thời gian trên đồng hồ nhỏ cầm tay.

Đồng hồ thời đó nổi tiếng là dễ bị bám bẩn do tiếp xúc với các yếu tố thời tiết và chỉ có thể được giữ an toàn khỏi bị tổn hại nếu được cất cẩn thận trong túi. Để vừa với túi, hình dạng của chúng đã phát triển thành hình dạng đồng hồ bỏ túi điển hình, được làm tròn và dẹt không có cạnh sắc. Kính được sử dụng để che mặt bắt đầu từ khoảng năm 1610.

• 1635 – Nhà phát minh và thợ đồng hồ người Pháp Paul Blois đã giới thiệu những mặt số tráng men đầu tiên.

​

• 1656 - Nhà vật lý nổi tiếng người Hà Lan - Christian Huygens đã giới thiệu chiếc đồng hồ đầu tiên có bộ thoát bánh răng biên và bộ điều khiển con lắc. Cảm hứng sáng tác của Christiaan Huygens bắt nguồn từ nhà khoa học đại tài người Ý Galileo (Ga-Li-Lê).

     ​​

Đây là một cải tiến lớn so với đồng hồ cơ thời bấy giờ; tuy vậy, độ lệch thời gian còn lớn, và chưa đủ tin cậy.

 

• 1664 - William Clement một thợ đồng hồ, đã thành lập doanh nghiệp sản xuất đồng hồ tháp pháo ở Southwark (gần nơi chủ cũ của ông là Thomas Chapman - một thợ đồng hồ có kinh nghiệm, và anh cả Richard Clement - một thợ rèn). 

Hiệp hội Middle Temple đã chọn William Clement, một thợ đồng hồ mới có trình độ thay vì chủ của ông là Thomas Chapman một người có kinh nghiệm hơn, để chế tạo chiếc đồng hồ mới của họ với mục tiêu vật liệu bền hơn, chính xác hơn.

Theo hợp đồng được lập giữa William Clement và Hiệp hội, Clement đã đồng ý chế tạo một chiếc đồng hồ để phía trên hiên hội trường của họ bởi Michalmas ngày 29 tháng 9 năm 1667 với số tiền là 45 bảng Anh. ​

Đồng hồ tháp pháo của william clement, có niên đại năm 1672 với bộ thoát mỏ neo dấu ^.

Đồng hồ nhà thờ nhận được sự nâng cấp quan trọng với sự ra đời của "mỏ neo" dấu ^ gắn với con lắc đơn do William Clement sáng tạo. William Clement đã nhờ em trai mình là Walter Clement, một thợ rèn, làm những chiếc neo cho mình. Vì vậy, với ý tưởng sử dụng một mỏ neo làm pallet, và một bánh xe có 30 răng làm bánh thoát, anh ấy đã có thể tạo ra một máy chính xác hơn, kết hợp với một con lắc dài khoảng 39 inch với một quả lắc nặng sẽ đập một lần mỗi giây.

Cơ cấu mang tính đột phá này ta hay gọi là “Ngựa đồng hồ” có chức năng điều tiết vòng xoay (Nhanh/Chậm) của lực kéo từ quả tạ qua hệ bánh răng gắn với kim đồng hồ. Là một bước nhảy vọt của Khoa học đồng hồ vì đã tăng độ chính xác từ sai số 15 phút mỗi ngày thành 15 giây mỗi ngày ở đồng hồ cố định có gắn quả lắc.

Tuy nhiên, cơ cấu này đòi hỏi cố định, nếu nghiêng trái nghiêng phải là bị mất cân bằng, gọi là “Cân ngựa”. Bởi trên thực tế con lắc đồng hồ hoạt động phụ thuộc rất nhiều vào trọng lực tác dụng lên nó (trọng lực lại luôn thay đổi theo các vị trí vĩ độ khác nhau trên trái đất).

-----------

(1671 - Trong chuyến thám hiểm tới Cayenne, Guiana thuộc Pháp, Jean Richer phát hiện ra rằng đồng hồ quả lắc chạy chậm hơn 2 phút rưỡi mỗi ngày tại Cayenne so với tại Paris. Từ đó, ông suy luận rằng lực hấp dẫn ở Cayenne yếu hơn. 

​Vào năm 1687, Isaac Newton đã chỉ ra trong cuốn Princia Mathematica rằng, do Trái đất không phải là một hình cầu thực sự mà có phần dẹt lại (dẹt ở hai cực) do tác dụng của lực ly tâm tạo ra bởi sự tự quay của chính nó khiến lực hấp dẫn tăng theo vĩ độ. Các con lắc di động này bắt đầu được các nhà thám hiểm mang theo trong các chuyến đi đến những vùng đất xa xôi, để làm thước đo gia tốc trọng trường chính xác tại những địa điểm khác nhau trên Trái đất, cuối cùng giúp tạo ra các mô hình chính xác về hình dạng của Trái đất.)

--------------

Vậy, bài toán đặt ra là nếu trên tàu thuyền, trên các phương tiện giao thông công cộng như tàu hoả, xe bus, trọng lực nơi khác nhau trên trái đất... bản chất nơi đặt đồng hồ quả lắc bị rung lắc gây lệch cân bằng, và nhanh chậm theo trọng lực tác động, vậy giờ được xem bằng cách nào?​

• 1675 - Robert Hooke đã phát minh ra lò xo cân bằng xoắn ốc, hay dây tóc, được thiết kế để kiểm soát tốc độ dao động của bánh xe cân bằng, ta quen gọi là đồng hồ balance. Đồng hồ tóc xoắn ốc.

​

​Trái tim của mỗi chiếc đồng hồ cơ là bộ thoát balance, bộ phận chịu trách nhiệm tiết chế lực kéo của quả tạ - qua hệ thống bánh răng, một cách đều đặn. 

​

Một phần trong bài giảng của Robert Hooke về lò xo – năm 1678

Tuy vậy, bản vẽ ứng dụng một trong những lò xo cân bằng đồng tâm đầu tiên, được gắn vào bánh xe cân bằng, là do Christiaan Huygens gửi trong lá thư của ông để đăng trên tạp chí Journal des Sçavants ngày 25 tháng 2 năm 1675. 

Việc áp dụng lò xo cân bằng xoắn ốc (lò xo xoắn ốc) dành cho đồng hồ này đã mở ra một kỷ nguyên mới về độ chính xác.

Dao động của lò xo xoắn ốc bên trên - truyền qua bánh răng rìa bên dưới.

Hooke, lúc này đã nổi tiếng, khẳng định rằng ông đã trình bày một phát minh như vậy cho Hội Hoàng gia 5 năm trước đó. Hooke buộc tội Huygens ăn cắp ý tưởng của mình, nhưng không có bằng chứng đưa ra, vì tài liệu bị huỷ bởi Isac Newton, và Henry Oldenburg người chịu trách nhiệm cho việc ghi chép các cuộc họp của Hội đồng hoàng gia - do những bất đồng.

Vào năm 2006, những phát hiện ghi chú rất riêng của Hooke về các biên bản của các cuộc họp của Hiệp hội Hoàng gia trong những năm 1661 đến 1682. Biên bản Hooke Folio đã khôi phục vị trí của Robert Hooke trong việc tranh chấp bản quyền phát minh dây tóc cân bằng trước Huygens.

 

Thật đáng tiếc là Hooke chưa bao giờ được đánh giá cao trong lĩnh vực chế tác đồng hồ như đáng lẽ ông phải có, bởi những thế mạnh nghiên cứu của Huygens, nhưng cuối cùng ông cũng nhận được sự công nhận mà ông xứng đáng nhận được, ngay cả khi 300 năm đã trôi qua.

Sự đổi mới này đã tăng cường độ chính xác rất cao, giảm thiểu sai sót khi di chuyển trên phương tiện từ có lẽ vài giờ mỗi ngày xuống còn khoảng 10 phút mỗi ngày, dẫn đến việc bổ sung kim phút vào mặt đồng hồ từ khoảng năm 1680 ở Anh và khoảng năm 1700 ở Pháp.

Cũng trong năm 1675, vua Charles II của Anh đã giới thiệu chiếc áo ghi lê. Trong thời gian này, đồng hồ đã được cải tiến về kiểu dáng bỏ túi để vừa với túi áo ghi lê, một phong cách mới của giới thượng lưu.

 

• 1680 – Thợ làm đồng hồ nổi tiếng người London, Daniel Quare đã giới thiệu tới công chúng kim phút đồng tâm dành cho đồng hồ. Ông cũng nghiên cứu việc tạo ra những chiếc đồng hồ lặp lại. Cơ chế lặp lại âm thanh chuông reo mỗi phần tư giờ.

• 1695 - Độ chính xác của bộ thoát bánh răng rìa của Huygens năm 1675 đã khơi dậy làn sóng chế tạo đồng hồ kéo dài tới hai thế kỷ đổi mới.

Bộ thoát bánh răng rìa của Huygens năm 1675 đã được cải tiến bằng bộ thoát hình trụ (cylinder), được phát minh bởi Thomas Tompion năm 1695.

 

Bộ thoát Cylinder - cốt balance là 1 thanh rỗng, có cấu tạo như hình - khi balance xoay, bánh gai Escape xoay ăn khớp vào trục cốt balance.

Bánh gai Escape xoay ăn khớp trục cốt Cylinder, không dùng "ngựa"

 

Tuy nhiên, bộ thoát hình trụ Cylinder này chưa bao giờ được các nhà sản xuất đồng hồ Anh chấp nhận rộng rãi. Ngược lại, người Thụy Sĩ đã hoàn thiện và sản xuất hàng triệu chiếc đồng hồ này cho đến đầu thế kỷ XX. Nhưng được nhập khẩu vào Anh thường ở mức giá rẻ và nó bị các nhà sưu tập đồng hồ coi thường, ngày nay chúng ta thường thấy nó ở dòng đồng hồ trench ww1, và trên máy quýt mặt men.

Bộ thoát xi lanh có khả năng đo thời gian tốt, nhưng dễ bị ảnh hưởng bởi bụi bẩn, độ ăn mòn, biến đổi bên ngoài gây nhiễu hơn so với bộ thoát đòn bẩy sau này (được phát minh ra vào năm 1754 do Thomas Mudge, là một nhân vật trung tâm khác của ngành chế tạo đồng hồ, và là người học việc của George Graham).

• 1702 - Nicholas Facio đã thành công trong việc xuyên thủng những viên hồng ngọc và ngọc bích, sử dụng chúng như một ổ đỡ nạm ngọc cho các trục của bánh xe cân bằng.

​Vòng bi ngọc, được giới thiệu ở Anh vào năm 1702 bởi nhà toán học Thụy Sĩ Nicolas Fatio de Duillier, cũng được sử dụng cho những chiếc đồng hồ chất lượng trong thời kỳ này. 

Đồng hồ thời kỳ này được đặc trưng bởi độ mỏng của chúng. Những cải tiến mới, chẳng hạn như bộ thoát hình trụ và đòn bẩy, cho phép đồng hồ trở nên mỏng hơn nhiều so với trước đây. Điều này gây ra một sự thay đổi trong phong cách. Những chiếc đồng hồ bỏ túi dày dựa trên bờ vực đã lỗi thời và chỉ được người nghèo đeo và bị gọi một cách chế nhạo là "củ hành" và "củ cải".

 ​

• Thập niên 1720

Vai trò của đồng hồ quả lắc giúp sự chính xác hơn tất cả - đã thúc đẩy nhiều nghiên cứu thực tế trong việc cải tiến con lắc. Người ta tìm ra một lỗi lớn, đó là dây con lắc bị giãn nở và co lại theo nhiệt độ môi trường từng mùa, làm thay đổi chu kỳ xoay.

Điều này đã được giải quyết với việc phát minh ra các con lắc bù trừ nhiệt độ bằng con lắc thủy ngân năm 1721 và con lắc Gridiron năm 1726, giúp giảm sai số trong đồng hồ quả lắc đặt cố định chính xác xuống vài giây mỗi tuần.

George Graham được ghi nhận là người đã phát minh ra một số cải tiến về thiết kế cho đồng hồ quả lắc,

​

phát minh ra con lắc thủy ngân

và cả đồng hồ cơ học mặt trời.

Ông được phong là thợ đồng hồ đáng tôn kính vào năm 1722.

Giữa năm 1730 và 1738, Graham có nhận một người học việc là Thomas Mudge, người sau này trở thành một thợ đồng hồ xuất sắc theo đúng nghĩa, Mudge đã phát minh ra bộ thoát kiểu đòn bẩy hay ta quen gọi là "ngựa đồng hồ", một bước phát triển quan trọng cho đồng hồ bỏ túi.​

• 1754 - Thomas Mudge một nhân vật trung tâm khác của ngành chế tạo đồng hồ. Là người học việc của George Graham, Mudge đã phát minh ra bộ thoát đòn bẩy tách rời chữ T, lần đầu tiên ông áp dụng cho đồng hồ.​

Sau đó được cải tiến cho đồng hồ bỏ túi trước đó, và là một thiết bị chủ chốt trong hầu hết mọi đồng hồ cơ bỏ túi và đồng hồ đeo tay về sau, bước đột phá công nghệ quan trọng nhất. 

Năm 1770, do sức khỏe yếu, Mudge từ bỏ công việc kinh doanh đang hoạt động và rời London để đến sống ở Plymouth cùng với anh trai là Tiến sĩ John Mudge. Kể từ ngày đó, Mudge bắt tay vào phát triển đồng hồ bấm giờ hàng hải có thể đáp ứng các yêu cầu của Ban Kinh độ cho thiết kế của mình. Ông đã gửi chiếc đầu tiên trong số này đi thử nghiệm vào năm 1774 và được thưởng 500 bảng.

Ông đã hoàn thành hai công trình khác vào năm 1779 trong nỗ lực không ngừng nhằm đáp ứng những yêu cầu ngày càng khó khăn do Ban Kinh độ đặt ra. Chúng đã được Nhà thiên văn học Hoàng gia, Nevil Maskelyne thử nghiệm và được tuyên bố là đang không đạt yêu cầu. Sau đó đã xảy ra một cuộc tranh cãi, trong đó người ta cho rằng Maskelyne đã không xem xét một cách công bằng.

Cuối cùng, vào năm 1792, hai năm trước khi ông qua đời, Mudge đã được Ủy ban của Hạ viện trao tặng 2.500 bảng Anh. Ủy ban này đã quyết định ủng hộ Mudge và chống lại Hội đồng Kinh độ, lúc đó đứng đầu là Sir Joseph Banks.

 

• Thập niên 1760 – Người ta phát hiện ra rằng nguyên nhân chính gây ra lỗi ở đồng hồ bánh xe cân bằng của các nhà phát minh trước đó đều là do sự thay đổi độ đàn hồi của lò xo bánh xe cân bằng khi nhiệt độ thay đổi. 

Vấn đề này đã được giải quyết nhờ bánh xe cân bằng bù nhiệt độ lưỡng kim được phát minh vào năm 1765 bởi Pierre Le Roy và được cải tiến bởi Thomas Earnshaw.

Loại bánh xe cân bằng này có các vấu hình bán nguyệt được làm bằng cấu trúc lưỡng kim. Nếu nhiệt độ tăng, các vấu hơi cong vào trong, khiến bánh xe cân bằng quay qua lại nhanh hơn, bù đắp cho sự chậm lại do lò xo cân bằng yếu hơn. Hệ thống này có thể giảm sai số do nhiệt độ gây ra xuống còn vài giây mỗi ngày và dần dần bắt đầu được sử dụng trong đồng hồ trong hàng trăm năm tiếp theo.

• 1760 - Jean-Antoine Lépine đã phát minh ổ cot cung cấp lực truyền động ổn định hơn trong suốt thời gian hoạt động của đồng hồ vào thế kỷ 19, nó thay thế ổ cot bằng cầu chì của Peter Helein từ 1490 đã trở nên lỗi thời.

​

Trước đó cot cầu chì trên những chiếc đồng hồ bị sai số cao, do dây cót chính gây ra lỗi lớn mà ở đồng hồ chạy bằng con lắc không bị. Đó là lực do lò xo tạo ra không phải là hằng số mà giảm dần khi lò xo giãn ra. Tốc độ của bộ máy bị ảnh hưởng, vì vậy những chiếc đồng hồ đời đầu chạy chậm lại trong thời gian chạy khi dây cót giãn dần ra. Vấn đề này, được gọi là thiếu tính đẳng thời, đã gây khó khăn cho đồng hồ cơ trong suốt lịch sử của chúng.

Những nỗ lực tập trung vào việc điều chỉnh đường cong mô-men xoắn dốc của dây cót này đã cải thiện độ chính xác của đồng hồ cho tới thời điểm này là tương đối hoàn thiện và chính xác.

 

• 1785 - Bộ thoát đòn bẩy chữ T (của Thomas Mudge 1754) được Josiah Emery cải tiến vào năm 1785, dần dần được sử dụng từ khoảng năm 1800 trở đi, chủ yếu ở Anh. Nó cũng được Abraham-Louis Breguet áp dụng.

Nhưng các nhà sản xuất đồng hồ Thụy Sĩ (hiện là nhà cung cấp đồng hồ chính cho hầu hết châu Âu) lại chủ yếu sử dụng bộ thoát hình trụ Cylinder (phát minh của Thomas Tompion từ 1695) cho đến những năm 1860.

​Cho đến khoảng năm 1900, bộ thoát đòn bẩy chữ T này mới được sử dụng trong hầu hết mọi chiếc đồng hồ được sản xuất. Ưu điểm của đòn bẩy T là nó cho phép bánh xe cân bằng lắc hoàn toàn tự do trong hầu hết chu kỳ của nó; do "chặn" và "nhả" nên hành động của nó rất chính xác; và nó tự khởi động, nên nếu bánh xe cân bằng bị dừng lại thì nó sẽ tự bắt đầu lại.

 

------

ĐỒNG HỒ ĐEO TAY

• 1800 - kỹ thuật chế tác đồng hồ đã tương đối hoàn thiện và tăng độ chính xác nhờ các phát minh cải tiến đã liệt kê.

Vào những năm 1800, Hoàng tử Albert chồng của Nữ hoàng Victoria, đã giới thiệu phụ kiện "dây chuyền Albert", được thiết kế để cố định chiếc đồng hồ bỏ túi vào trang phục bên ngoài của người đàn ông bằng một chiếc kẹp. Đồng hồ đã được lên dây và cũng được cài đặt bằng cách mở mặt sau và lắp chìa khóa vào một khung hình vuông rồi xoay nó.

• 1830 - Tại Vacheron Constantin, Geneva, Thụy Sỹ - Georges-Auguste Leschot (1800–1884), đã đi tiên phong trong lĩnh vực có thể thay thế lẫn nhau trong chế tạo đồng hồ bằng việc phát minh ra nhiều công cụ máy móc khác nhau. Năm 1830, ông thiết kế một bộ thoát mỏ neo, sau này học trò của ông, Antoine Léchaud, đã sản xuất hàng loạt. Ông cũng đã phát minh ra một máy đo tốc độ, cho phép tiêu chuẩn hóa ở một mức độ nào đó và có thể thay thế lẫn nhau các bộ phận trên đồng hồ được trang bị cùng cỡ nòng.

​

• 1848 trở thành một năm mang tính bước ngoặt vì đó là năm Louis Brandt mở xưởng riêng của mình ở La Chaux-de-Fonds. Thành phố Thụy Sĩ này trở thành điểm được nhiều người biết đến, Omega.

• 1851 - Aaron Lufkin Dennison thành lập một nhà máy ở Massachusetts, USA sử dụng các bộ phận có thể hoán đổi cho nhau, và đến năm 1861 đã điều hành một doanh nghiệp thành công được thành lập với tên gọi Công ty Đồng hồ Waltham.

• 1867 - Được thành lập vào năm 1867, Longines là thương hiệu đồng hồ đầu tiên trên thế giới và là công ty Thụy Sĩ đầu tiên lắp ráp đồng hồ tại một mái nhà.

• 1868 đánh dấu một cột mốc lịch sử khác cho ngành công nghiệp chế tạo đồng hồ, là Patek Philippe &; Co. sản xuất chiếc đồng hồ đeo tay đầu tiên. Trên hết, công ty cũng đi tiên phong trong đồng hồ bấm giờ, kim chia giây, lịch vạn niên và bộ lặp phút.

• 1876, sự ra đời của các vật liệu rẻ hơn và sản xuất công nghiệp hóa cho phép đồng hồ được sản xuất hàng loạt. Điều này cho phép người lao động bình thường sở hữu đồng hồ như một sở hữu thực tế hơn là một biểu tượng quyền thế.

• 1880, Constant Girard nổi tiếng Girard-Perregaux đã phát triển một khái niệm đồng hồ đeo tay cho các sĩ quan hải quân Đức. Đơn đặt hàng đến trực tiếp từ Kaiser Wilhelm I của Đức lên tới 2.000 chiếc. Điều này đánh dấu sự thương mại hóa đáng chú ý đầu tiên của đồng hồ đeo tay.

• 1884 đánh dấu thời điểm Greenwich, Anh chính thức được tuyên bố là kinh tuyến 0 (GMT +0). Điều này đã trở thành tiêu chuẩn trên toàn thế giới về múi giờ.

• 1893 - Công ty Garstin ở London đã được cấp bằng sáng chế cho thiết kế "Đồng hồ đeo tay" vào năm 1893, nhưng có lẽ đã sản xuất các thiết kế tương tự từ những năm 1880. Các sĩ quan trong Quân đội Anh bắt đầu sử dụng đồng hồ đeo tay trong các chiến dịch quân sự thuộc địa vào những năm 1880, và việc sử dụng đồng hồ đeo tay sau đó đã trở nên phổ biến trong tầng lớp sĩ quan.

Những mẫu ban đầu về cơ bản là những chiếc đồng hồ bỏ túi được gắn quay chão dây đeo bằng da, nhưng đến đầu thế kỷ 20, các nhà sản xuất đã bắt đầu sản xuất những chiếc đồng hồ đeo tay có mục đích riêng. Công ty Thụy Sĩ Dimier Frères & Cie đã được cấp bằng sáng chế cho thiết kế đồng hồ đeo tay với vấu dây tiêu chuẩn hiện nay vào năm 1903.

• 1904, nhà tiên phong đồng hồ hàng không và là nhà phát minh người Brazil Alberto Santos-Dumont đã làm việc với người bạn Louis Cartier để tạo ra một chiếc đồng hồ cho phép tính thời gian hiệu suất bay của mình trong khi vẫn giữ cả hai tay điều khiển. Cartier đã làm việc với thợ đồng hồ bậc thầy của mình, Edmond Jaeger để tạo ra một nguyên mẫu cho đồng hồ đeo tay Santos. Đây là sự ra đời của chiếc đồng hồ phi công đầu tiên, Cartier Santos-Dumont.

​

• 1905, Visionary Hans Wilsdorf thành lập Wilsdorf & Davis ở London. Ba năm sau, Wilsdorf mở một văn phòng tại Thụy Sĩ, sau đó thành lập công ty đồng hồ xa xỉ Thụy Sĩ, Rolex.

​

• 1914 - Tác động của Chiến tranh thế giới thứ nhất 1914–1918 đã làm thay đổi đáng kể nhận thức của công chúng về tính đúng đắn của đồng hồ đeo tay nam giới và mở ra một thị trường đại chúng trong thời kỳ hậu chiến.

Ngay từ đầu TK19, đồng hồ đeo tay hầu như chỉ được phụ nữ đeo - nam giới vẫn sử dụng đồng hồ bỏ túi cho đến đầu thế kỷ 20. Đồng hồ đeo tay lần đầu tiên được quân nhân đeo vào cuối thế kỷ 19, họ ngày càng nhận ra tầm quan trọng của việc đồng bộ hóa các thao tác trong chiến tranh.

• Đến năm 1930, đồng hồ đeo tay đã vượt xa đồng hồ bỏ túi về thị phần với tỷ lệ quyết định là 50:1.

-----

1923 - Đồng hồ tự động do John Harwood đã phát minh ra bộ máy tự lên dây cót thành công đầu tiên.

1950-59 - Đồng hồ điện: Elgin và Hamilton đã đi tiên phong trong chiếc đồng hồ điện đầu tiên. Các bộ máy điện đầu tiên sử dụng pin làm nguồn năng lượng để làm dao động bánh xe cân bằng.

 

1969 - Sự ra đời thương mại của đồng hồ thạch anh (đh pin) vào năm 1969 dưới dạng Seiko Astron 35SQ và vào năm 1970 dưới dạng Omega Beta 21 là một cải tiến mang tính cách mạng trong công nghệ đồng hồ.

1970 - Đồng hồ năng lượng mặt trời, có thiết kế sáng tạo và độc đáo để phù hợp với nhiều loại pin mặt trời (Synchronar, Nepro, Sicura và một số mẫu của Cristalonic, Alba , Seiko và Citizen).

Một nguồn năng lượng hiếm khi được sử dụng là sự chênh lệch nhiệt độ giữa cánh tay của người đeo và môi trường xung quanh (như được áp dụng trong Citizen Eco-Drive Thermo).

1975 - Vào những năm 1920, những chiếc đồng hồ đeo tay cơ kỹ thuật số đầu tiên xuất hiện, nhưng rất đắt tiền và nằm ngoài tầm với của người tiêu dùng bình thường cho đến năm 1975, khi Texas Instruments bắt đầu sản xuất hàng loạt đồng hồ LED bên trong vỏ nhựa. Những chiếc đồng hồ này, ban đầu được bán lẻ với giá chỉ 20 USD, giảm xuống còn 10 USD vào năm 1976, khiến Pulsar lỗ 6 triệu USD và thương hiệu Pulsar được bán cho Seiko.

1994 - Đồng hồ thông minh: Đồng hồ đeo tay Timex Datalink được giới thiệu vào năm 1994 . Đồng hồ thông minh Timex Datalink đời đầu đã nhận ra chế độ truyền dữ liệu không dây để nhận dữ liệu từ PC.

So với bộ máy điện tử, đồng hồ cơ có độ chính xác kém hơn, thường có sai số giây mỗi ngày; nhạy cảm với vị trí, nhiệt độ, và từ tính; sản xuất tốn kém; yêu cầu bảo trì và điều chỉnh thường xuyên hơn; và dễ gặp thất bại hơn. Tuy nhiên, đồng hồ cơ vẫn thu hút được sự quan tâm của người tiêu dùng, đặc biệt là những người sưu tập đồng hồ. Đồng hồ Skeleton được thiết kế để hiển thị cơ chế hoạt động nhằm mục đích thẩm mỹ.

--------------------------------

Thái độ truyền thống với thời gian

Đồng hồ mặt trời đã có từ thời cổ đại TCN, nhưng đồng hồ cơ học (đh cát, đh nến, đh nước) lần đầu tiên được phát minh ở châu Âu vào thời Trung cổ (từ thế kỷ 5 (401-500), kéo dài tới cuối thế kỷ 15 (1401-1500)) với đồng hồ nước thu nhỏ, đh trứng Nuremberg ... và đã được nhập khẩu sang Anh để các tu sĩ nhà thờ sắp xếp lịch trình cầu nguyện trong ngày. 

Còn trong đời sống lao động nông nghiệp hằng ngày, nhịp điệu trong ngày tiếp tục được quyết định bởi sự mọc và lặn của mặt trời. Trong các ngành thủ công truyền thống như gia công kim loại, chế biến gỗ và đồ gốm, do không có điểm bắt đầu và kết thúc cố định cho một ngày làm việc, thay vào đó, lao động được đo lường và trả lương theo thời gian cần thiết để hoàn thành một sản phẩm hoặc nhiệm vụ trong một hoặc vài ngày.

Đến thế kỷ 15, 16, đồng hồ đã trở nên phức tạp hơn với hệ thống bánh răng, qua phát minh: ổ cot cầu chì của Helein 1490, và đồng hồ quả táo thu nhỏ của ông 1505.

Đến thế kỷ 17 có nhiều cải tiến đáng kể, phát minh đồng hồ quả lắc 1656 của Huygens mở ra tia sáng mới về độ chính xác, nhưng không đáp ứng tính di động. Ra đời của đồng hồ tháp pháo. 1644 hệ thống con lắc được cải tiến thêm gắn với cơ cấu mỏ neo ^ của Clement giúp tăng thêm tính chính xác. Đến 1675, lò xo cân bằng của Hook và phát minh bánh xe cân bằng thoát rìa của Huygen 1675, cùng với mô hình đồng hồ quả táo từ 1505 đã giúp ý tưởng thu nhỏ đồng thành kiểu bỏ túi tăng tính di động. Tuy nhiên, tất cả chúng còn thiếu: độ chính xác.

Kể từ 1700-1800 trong 100 năm CMCN lần thứ 1, cơ giới hoá công nghiệp, sự kết nối giữa con người với nhiều địa điểm thì ý tưởng về thời gian tiêu chuẩn cho tất cả mọi người là cần thiết, và thời gian được các ông chủ lớn coi như là một loại hàng hóa đặc biệt có thể được chi tiêu hợp lý, tiết kiệm, hoặc lãng phí.

Trên hết, ý tưởng về thời gian chung – tức là một thành phố có đồng hồ hiển thị cùng thời gian với thành phố khác – vẫn chỉ là một giấc mơ lý thuyết. Bất kỳ du khách nào trước thế kỷ 18 đều thực sự may mắn khi tìm thấy đồng hồ đo thời gian của điểm khởi hành và điểm đến của họ. 

Sự thiếu chính xác đồng hồ là vấn đề lớn khi phải mất vài giờ hoặc thậm chí vài ngày để di chuyển giữa các thành phố lớn, người lái xe ngựa thậm chí còn có những chiếc đồng hồ đặc biệt được đặt chậm hơn hoặc nhanh hơn bình thường để khi họ đến đích, đồng hồ của họ không bị lệch quá mức. Để đồng bộ với thời gian được đo tại đó. 

Độ chính xác của đồng hồ

 

Cho đến cuối tk 17, những chiếc đồng hồ thu nhỏ đều không đạt được độ chính xác kỳ vọng, còn những chiếc tốt nhất lại là đồng hồ quả lắc có kích thước lớn. Từ khi có đồng hồ quả lắc, độ chính xác đã tăng lên, chỉ sai số từ ​​10 đến 15 giây mỗi ngày, mặc dù có nhiều sự cải tiến lớn nhưng vẫn chưa đủ tốt cho người điều hướng khi di chuyển đồng hồ sẽ bị lệch cân bằng con lắc.

Một chiếc đồng hồ chính xác có thể được sử dụng trên biển, nơi con lắc vô dụng trước chuyển động của con tàu, vẫn còn rất nhiều lỗ hổng cần lấp đầy về mặt công nghệ. 

Phải đến gần cuối tk 18 - năm 1785 các đồng hồ thu nhỏ mới hoàn thiện độ chính xác qua các cải tiến về balance cân bằng như ngày nay. Và 1884 lấy Greenwich, Anh làm mốc kinh độ 0, làm giờ chuẩn chung cho thế giới đến nay.

Trong thời đại của thời gian với các công cụ đo t/g ở mọi dạng có thể tưởng tượng được, chúng ta có thể tưởng tượng cuộc sống sẽ như thế nào nếu không có đồng hồ không?

Đo kinh độ

Ở giữa biển khơi, việc xác định vị trí và phương hướng rất quan trọng. vì các bạn cần phải biết hiện tại mình đang ở đâu và mình cần đi về đâu.

Những người đi biển thời xưa phụ thuộc vào cách ước đoán vị trí. Cách này đòi hỏi họ phải biết ba điều:

• Thứ nhất: Điểm khởi hành.
• Thứ hai: Vận tốc.
• Thứ ba: Hướng đi.

​

Hướng đi: ​Từ thời nhà Tống (960–1279), người Trung Quốc đã biết dùng la bàn (gọi là Kim chỉ nam). Nhưng khi chưa có la bàn, các hoa tiêu đi biển dựa vào mặt trời và các ngôi sao. 

Tốc độ: người xưa thả qua mạn tàu một miếng gỗ buộc với cuộn dây có thắt nút đều đặn theo khoảng cách ấn định. Khi con tàu chạy, miếng gỗ nổi kéo sợi dây ra khỏi cuộn. Sau một thời gian ấn định, người ta kéo sợi dây lên và đếm nút, họ sẽ biết vận tốc của tàu. Khi biết vận tốc, hoa tiêu có thể tính được quảng đường mà con tàu đi được trong một ngày. Ông sẽ vẽ một đường trên hải đồ để biết con tàu đã đi tới đâu so với tuyến đường đã định.

Tất nhiên dòng hải lưu và gió thổi ngang có thể đẩy con tàu đi chệch hướng. Do đó, theo định kỳ, hoa tiêu phải tính toán và ghi lại những điều chỉnh cần thiết để giữ con tàu đi đúng hướng.

Ngoài hải đồ và la bàn, 2 công cụ quan trọng để xác định tọa độ trên biển là đồng hồ chuẩn, để xác định kinh độ so với kinh tuyến gốc và kính lục phân để xác định vĩ độ là những phát minh cực kỳ quan trọng.

|      

Vĩ độ (các đường ngang // Equator) của một điểm bất kỳ trên mặt Trái Đất là góc tạo thành giữa đường thẳng đứng (từ tâm địa cầu) đi qua điểm đó và cắt ngang mặt phẳng đường xích đạo. Nên vĩ độ được tính toán bằng cách quan sát (với kính lục phân, được phát minh 1731 bởi John Hadley) đo độ nghiêng của Mặt Trời / hay của các ngôi sao trên hải đồ đi qua vị trí của vật thể.

Kinh độ (các đường thẳng đứng giao cắt Equator). Do có 24 giờ trong ngày và 360 độ trong một đường tròn, nên Mặt Trời di chuyển trên bầu trời với tốc độ 15 độ mỗi giờ (360°/24 giờ = 15°/giờ). Vì thế nếu giờ của một người nào đó lệch nhanh hơn 3 giờ so giờ chuẩn UTC thì người này ở gần với kinh độ 45° (3 giờ × 15° /giờ = 45°), điều này có nghĩa là đo thời gian mà sai thì tính toán kinh độ sẽ sai. Để thực hiện tính toán này, người ta cần có đồng hồ đo giờ đặt theo UTC và giờ từng địa phương so với UTC.

 

Vấn đề là làm thế nào để đo chính xác thời gian đã trôi qua ?

Có một giải pháp vòng vo để tìm kinh độ của một nơi, được gọi là "Phương pháp khoảng cách mặt trăng" liên quan đến việc đo vị trí của Mặt trăng so với các ngôi sao đã biết và sử dụng một cuốn sách bảng biểu do Đài thiên văn Hoàng gia ở Greenwich biên soạn.

Nó được áp dụng khi người châu Âu thuộc địa hóa châu Mỹ, bắt đầu từ chuyến hành trình của Christopher Columbus (1451-1506) từ năm 1492, việc Vasco da Gama (1469-1524) đi vòng qua Mũi Hảo Vọng vào năm 1497-9, và chuyến đi vòng quanh địa cầu đầu tiên do đoàn thám hiểm do Ferdinand Magellan (1480-1521) dẫn đầu vào năm 1519-1522. Trong khoảng vài thập kỷ, các đại dương, các châu lục, thực ra là cả thế giới, đã được phát hiện và trở nên rộng lớn hơn rất nhiều và các hoa tiêu chưa bao giờ hết cần biết vị trí chính xác của họ. 

Cần có một chiếc đồng hồ có thể đo chính xác thời gian (chẳng hạn như thời gian Greenwich) trong nhiều năm liên tục - để người điều hướng luôn có điểm tham chiếu chính xác. Vì có bốn phút chênh lệch thời gian giữa mỗi đường kinh tuyến, bằng cách so sánh giờ Greenwich với giờ địa phương, người hoa tiêu có thể tính toán vị trí kinh độ của mình.

Vấn đề là tìm ra một thiết bị đo cơ học cầm tay vẫn là một trong những thách thức lớn đối với những bộ óc vĩ đại nhất thời kỳ đó. Không ai có thể tìm ra một giải pháp khả thi, đến nỗi, việc "tìm kinh độ" có vẻ điên rồ đã trở thành một cách diễn đạt thử thách được sử dụng cho bất kỳ doanh nghiệp khoa học điên rồ nào vì rất ít hy vọng thành công.

Đồng hồ thông thường hoặc đồng hồ cải tiến đã được thử nghiệm trên tàu, nhưng khi chuyển động ở bất kỳ nơi nào ngoài vùng biển tĩnh lặng là nó bị tàn phá bộ máy, và khiến chúng trở nên không còn chính xác. 

Hai vấn đề khác đối với đồng hồ trên biển là độ ẩm và sự thay đổi lớn về nhiệt độ, một lần nữa những yếu tố có thể làm hỏng độ chính xác của đồng hồ bằng cách làm cong các bộ phận nhỏ và phức tạp của nó.

Vấn đề cuối cùng đã được giải quyết bởi John Harrison (1693-1776), một thợ mộc và thợ đồng hồ ở Yorkshire, và phát minh ra đồng hồ bấm giờ hàng hải của ông.

 

John Harrison & Đạo luật kinh độ

John Harrison sinh ra tại làng Foulby ở hạt Tây Yorkshire nước Anh, ông là con đầu trong gia đình có 5 người con. Cha dượng của ông làm thợ mộc tại khu đất Nostell Priory gần đó.

Khoảng năm 1700, lúc ông 7 tuổi, gia đình Harrison chuyển đến làng Barrow Upon Humber ở Bắc Lincolnshire. Theo nghề thợ mộc của cha mình, Harrison đã chế tạo và sửa chữa đồng hồ khi rảnh rỗi. Câu chuyện kể rằng vào năm 6 tuổi, khi đang nằm trên giường vì bệnh đậu mùa, ông đã được tặng một chiếc đồng hồ để giải trí và ông đã dành hàng giờ để nghe nó và nghiên cứu các bộ phận chuyển động của nó.

Harrison chế tạo chiếc đồng hồ quả lắc vỏ gỗ đầu tiên của mình vào năm 1713, ở tuổi 20. Bộ máy được làm hoàn toàn bằng gỗ, ứng dụng cân bằng mỏ neo dấu ^ như trên.

Phải nhớ rằng cho đến năm 1800-1900 bộ thoát đòn bẩy chữ T mới dần hoàn thiện độ chính xác trên các đồng hồ thu nhỏ. Đồng hồ này làm ra ở 1713, khi đó các phát minh còn đang hạn chế, và thiếu tính chính xác. Nên chủ yếu họ dựa vào cơ cấu con lắc để chính xác hơn.

Nó cấu tạo bằng gỗ nên nó không cần dầu bôi trơn để hoạt động. Thiếu chất bôi trơn là một trong những nguyên nhân chính khiến đồng hồ ngừng hoạt động, và sai số cao do nhiệt sinh ra khi đó.

Harrison là một người có nhiều kỹ năng và ông đã sử dụng những kỹ năng này để cải thiện hiệu suất của đồng hồ quả lắc một cách có hệ thống.

Vào đầu những năm 1720, 27 tuổi, Harrison được giao nhiệm vụ chế tạo một chiếc đồng hồ tháp pháo mới tại Công viên Brocklesby, Bắc Lincolnshire. 

Đồng hồ tháp này có bộ máy bằng gỗ sồi và gỗ lignum vitae. Không giống như những chiếc đồng hồ đầu tiên của ông, nó kết hợp một số tính năng nguyên bản để cải thiện khả năng hiển thị thời gian, chẳng hạn như bộ thoát châu chấu grasshopper, được phát triển từ cơ cấu thoát neo dấu ^ cách đó 57 năm (do William Clement phát minh năm 1664), nó gần như không có ma sát, không cần bôi trơn. Đây là một lợi thế quan trọng tại thời điểm mà chất bôi trơn và sự xuống cấp của chúng còn ít được hiểu rõ.

Trong khoảng thời gian từ 1725 đến 1728, 32-35 tuổi, John và anh trai James, cũng là một thợ mộc lành nghề, đã chế tạo ít nhất ba chiếc đồng hồ vỏ dài có độ chính xác cao, một lần nữa với các bộ máy và vỏ dài được làm bằng gỗ sồi và gỗ lignum vitae. Hay còn gọi là grandfather - "ông nội" hoàn toàn bằng gỗ. Harrison, cùng với anh trai James, đã chế tạo nó trong khu chuồng ngựa tại công viên Brocklesby, Grimsby.

 

Đây là bản sao hoàn hảo của Đồng hồ cây Chính xác Số 1

Theo sau, là đồng hồ tủ quả lắc chính xác Harrison số 2, đây là trung tâm của bước nhảy vọt của nước Anh trong việc duy trì thời gian chính xác. Một khái niệm mang tính cách mạng: một bộ máy được làm gần như hoàn toàn bằng gỗ lignum vitae, chạy mà không cần bôi trơn, đó là một bước đột phá về công nghệ giúp giữ thời gian trong vòng một giây mỗi tháng, một kỳ tích chưa từng có vào năm 1727 và lịch sử không thể tốt hơn bằng thợ đồng hồ vĩ đại nhất ở London. 

Năm 1730, khi 37 tuổi, Mr.John Harrison, người đã tạo dựng được tên tuổi của mình bằng cách tạo ra các bộ phận tự bôi trơn cho những chiếc đồng hồ có bộ vỏ to dài. Việc này đã thu hút được khá nhiều sự chú ý trong giới khoa học và nhanh chóng trở thành bạn của Nhà thiên văn học Hoàng gia Edmond Halley (người đã tính toán quỹ đạo của sao chổi Halley).

Halley đã động viên Harrison và giới thiệu ông với nhà sản xuất đồng hồ uy tín và giàu có là George Graham, một người thợ đồng hồ và là nhà sản xuất, người đã ủng hộ Harrison về tài chính và những cách khác nhau. 

Graham bị ấn tượng bởi những ý tưởng thiết kế đồng hồ cây ban đầu của Harrison và ông đã trở thành người bảo trợ cho Harrison. Sự hỗ trợ này rất quan trọng đối với Harrison, vì ông được cho là đã gặp khó khăn trong việc truyền đạt ý tưởng của mình một cách mạch lạc.

-------------

Mốc công nghệ cần nhớ:

Graham sinh năm 1674, đến London năm 1688 học việc với Henry Aske 07 năm. Graham được nhận vào làm cho Công ty đồng hồ Thomas Tompion năm 1695, chính Tompion là người phát minh bộ thoát Cylinder (xi lanh) năm 1695.

 

*** Những cơ chế này chưa được Harrison áp dụng, vì còn sai số cao do nhiều bộ phận cấu thành ở các đồng hồ thu nhỏ khi đó, như bộ thoát balang lò xo bị suy hao do nhiệt, ổ cot thì bị suy hao lực giảm dần khi nó bung ra. Nên ông chỉ theo hướng tập trung đồng hồ gắn cơ chế quả lắc như từ trước cho đến những chiếc H1,2,3 sau này để giành giải kinh độ.

----------------

Chính năm đó 1730, Mr.John Harrison đã bắt tay vào việc tạo ra một thiết kế để giành giải kinh độ Longitude Prize. "Giải thưởng Kinh độ", một giải thưởng tiền mặt rất lớn do Chính phủ Anh trao tặng từ năm 1714 (sau thảm họa hải quân Scilly năm 1707 đến nỗi Quốc hội Anh đã treo thưởng lên tới 20.000 bảng Anh (gần 3,35 triệu bảng Anh vào năm 2024) theo Đạo luật Kinh độ 1714. Đây là thời đại mà nước Anh đang mở rộng và khám phá các đại dương và cần có một chiếc đồng hồ chính xác để điều hướng chính xác để tránh thảm hoạ lặp lại.

Giải thưởng này dành cho nhà thiết kế/kỹ sư, người đã phát triển một chiếc đồng hồ có độ chính xác đáng tin cậy, dành cho việc định hướng trên biển. Chuyển động và tính chất của biển có nghĩa là bất kỳ chiếc đồng hồ/đồng hồ nào cũng phải có khả năng chống sốc và chống ăn mòn. 

Nỗ lực đầu tiên của Mr.John Harrison là đồng hồ biển H1, một biến thể của đồng hồ quả lắc trước đó của ông. H1 được tạo ra để chịu được chuyển động, không khí “ẩm, mặn” và sự thay đổi nhiệt độ mạnh mẽ của đại dương. H1 đã mất 5 năm lắp ráp và thử nghiệm trên đất liền trước khi ông sẵn sàng thử nghiệm trên biển. 

Ông đã hoàn thành chiếc đồng hồ bấm giờ hàng hải đầu tiên (H1) vào năm 1735. Nó nặng 75 pound và cần một vỏ rộng 4 feet vuông.

 

Ông đã chứng minh điều đáp ứng với các thành viên của Hiệp hội Hoàng gia, những người đã thay mặt ông phát biểu trước Hội đồng Kinh độ. Chiếc đồng hồ là đề xuất đầu tiên được Hội đồng cho là xứng đáng để thử nghiệm trên biển. Năm 1736, hội đồng cho Harrison lên đường đến Lisbon - Bồ Đào Nha, trên con tàu HMS Centurion dưới sự chỉ huy của Thuyền trưởng George Proctor và quay trở lại trên con tàu HMS Orford sau khi Proctor qua đời tại Lisbon vào ngày 4 tháng 10 năm 1736.

Đồng hồ đã mất thời gian trong chuyến hành trình đi ra nước ngoài. Tuy nhiên, nó hoạt động tốt trong chuyến trở về. Bậc thầy chèo thuyền giàu kinh nghiệm của tàu Orford, lập biểu đồ chuyến đi theo truyền thống, đã tính toán sai điểm đến của tàu là 60 dặm. Các thuyền viên khác, lập biểu đồ với sự hỗ trợ của H1, đã dự đoán chính xác cách tiếp cận của tàu Orford. Cả thuyền trưởng và thuyền viên của tàu Orford đều vô cùng ấn tượng về chiếc đồng hồ H1 của Mr.John Harrison và đã đề xuất thiết kế này với Board of Longitude (Hội đồng kinh độ).

Hội đồng kinh độ đã từ chối cấp cho Mr.John Harrison toàn bộ giải thưởng 20.000 bảng Anh, vì không đáp ứng đúng yêu cầu xuyên Đại Tây Dương, nhưng đã cấp cho ông khoản tài trợ nghiên cứu 500 bảng Anh để tiếp tục công việc của mình.

------

Harrison đã chuyển đến London vào năm 1737, 44 tuổi, và ông tiếp tục phát triển H2, một phiên bản nhỏ gọn và chắc chắn hơn. Năm 1741, sau 3 năm xây dựng và 2 năm thử nghiệm trên đất liền, H2 đã sẵn sàng. Cái này lớn hơn và nặng hơn H1 và có thanh cân bằng hình tròn giúp cơ cấu ổn định tốt hơn.

Lúc đó nước Anh đang có chiến tranh với Tây Ban Nha trong Chiến tranh Kế vị ngai vàng của nước Áo (1740-1748) và lan rộng ra Châu Âu bởi các bên liên quan, và bộ máy đồng hồ H2 này được cho là khá quan trọng và có nguy cơ rơi vào tay Tây Ban Nha.

Dù ra sao đi nữa, Harrison đột nhiên từ bỏ mọi công việc trên chiếc máy thứ hai này khi ông phát hiện ra một sai sót nghiêm trọng trong khái niệm về thanh cân bằng. Ông đã không nhận ra rằng chu kỳ dao động của thanh cân bằng có thể bị ảnh hưởng bởi hành động ngáp của tàu (khi tàu quay đầu, chẳng hạn như “quay lại ” trong khi neo).

Hội đồng cấp cho anh ta thêm 500 bảng nữa, và trong khi chờ chiến tranh kết thúc, anh ta tiếp tục làm việc để tạo ra H3.

------

Dù H2 có thanh cân bằng hình tròn giúp cơ cấu ổn định tốt hơn. Nhưng vẫn chưa đạt, chính điều này đã khiến ông áp dụng phương pháp cân bằng tuần hoàn trong Đồng hồ Biển Thứ Ba (H3) vào năm 1758, đã 65 tuổi, ông đã mất tới 16 năm để tạo ra chiếc đồng hồ bấm giờ H3 cải tiến từ H2.

Harrison H3. Nhỏ gọn hơn. Tất cả các bánh răng và trục bằng đồng. Không có con lắc nhấp nhô. Vẫn nặng nhưng đỡ cồng kềnh hơn một chút. Phiên bản thứ ba này có thể đối phó tốt hơn với sự dao động nhiệt độ nhờ dải lưỡng kim của lò xo cân bằng. Một cải tiến khác với mẫu này là ổ lăn có lồng giúp giảm ma sát khi vận hành.

 

Bất chấp mọi nỗ lực, nó vẫn không hoạt động chính xác như ông mong muốn. Vấn đề là do Harrison không hoàn toàn hiểu rõ cơ chế vật lý đằng sau các lò xo balance cân bằng, một đặc điểm thay đổi cơ học ảnh hưởng đến độ chính xác của nó.

-----

Mốc phát minh công nghệ cần nhớ:

- H3 ra đời vào 1758, ở trước đó 4 năm vào năm 1754, Thomas Mudge đã phát minh ra bộ thoát đòn bẩy tách rời, ta hay gọi là "ngựa" dấu ^, giúp tăng độ chính xác hơn công nghệ trước đó, nhưng vẫn bị lệch.

 

Thế giới kỹ thuật khi đó đã không thể hiểu đầy đủ các đặc tính của lò xo cho những ứng dụng như vậy trong hai thế kỷ nữa. Mặc dù vậy, nó đã chứng tỏ là một thử nghiệm rất có giá trị vì đã học được nhiều điều từ quá trình xây dựng nó. Chắc chắn trong chiếc máy này, Harrison đã để lại cho thế giới hai di sản lâu dài – dải lưỡng kim và vòng bi có khung.

Phải đến năm 1785, khuyết điểm bánh xe cân bằng "ngựa ^" của Mudge là do độ đàn hồi của lò xo cân bằng thay đổi vì nhiệt độ, và đã được cải tiến bằng bánh xe cân bằng lưỡng kim bù nhiệt độ bởi Josiah Emery.

--------

Nên sau quá trình kiên định theo đuổi nhiều phương pháp khác nhau trong suốt 45 năm từ cái đầu tiên năm 20 tuổi (1713) cho đến H3 (1758), khi đã 65 tuổi, Harrison ngạc nhiên nhận thấy rằng một số chiếc đồng hồ do người kế nhiệm Graham là Thomas Mudge chế tạo vẫn giữ thời gian chính xác như những chiếc đồng hồ đi biển khổng lồ của ông. 

Có thể Mudge đã làm được điều này từ đầu những năm 1740 nhờ có sẵn loại thép "Huntsman" hoặc "Crucible" mới do Benjamin Huntsman sản xuất, loại thép này cho phép bánh răng cứng hơn nhưng quan trọng hơn, một bộ thoát xi lanh cứng hơn và có độ bóng cao hơn sẽ được sản xuất.

Sau đó, Harrison nhận ra rằng, xét cho cùng thì một chiếc đồng hồ thu nhỏ đơn thuần cũng có thể được chế tạo đủ chính xác cho nhiệm vụ và là một đề xuất thiết thực hơn nhiều để sử dụng làm máy đo giờ hàng hải. Ông đã tiến hành thiết kế lại khái niệm đồng hồ như một thiết bị đo thời gian dựa trên các nguyên tắc khoa học đúng đắn hơn.

Vào đầu những năm 1752-53, được sự hỗ trợ của một số thợ giỏi nhất của London, ông đã tiến hành thiết kế và chế tạo thành công chiếc đồng hồ thu nhỏ hàng hải đầu tiên trên thế giới, hay gọi là H4, nó được ghi năm sx 1759. Được đặt trong hộp cặp màu bạc có đường kính khoảng 5,2 inch (13 cm). Bộ máy của đồng hồ rất phức tạp trong thời kỳ đó, giống như một phiên bản lớn hơn của đồng hồ thông thường hiện nay.

Chiếc đồng hồ này mất 06 năm để chế tạo, sau đó Ban Kinh độ quyết định thử nghiệm nó trong chuyến hành trình từ Portsmouth đến Kingston, Jamaica vào ngày 18/11/1761, lúc đó ông 68 tuổi. Kết quả thành công, khi tàu đến Kingston, trong 81 ngày và 5 giờ của hành trình, chiếc đồng hồ được phát hiện chậm 5 giây, so với kinh độ đã biết của Kingston, tương ứng với sai số về kinh độ là 1,25 phút, hay xấp xỉ một hải lý.

KQ1: Nhưng Hội đồng đã bị thuyết phục rằng tính chính xác có thể chỉ là may mắn và yêu cầu một cuộc thử nghiệm khác. Hội đồng cũng không tin rằng một chiếc đh đo giờ mất 06 năm để chế tạo đã đáp ứng được bài kiểm tra về tính thực tế mà Đạo luật Kinh độ yêu cầu. Gia đình Harrison đã rất tức giận và yêu cầu giải thưởng của họ, vấn đề cuối cùng đã được đưa đến Nghị viện, nơi đề nghị 5.000 bảng Anh cho thiết kế. Gia đình Harrison từ chối.

Cuối cùng buộc phải thực hiện một chuyến đi khác đến Bridgetown trên đảo Barbados, tây Ấn có Nevil Maskelyne (nhà thiên văn học) đi cùng. Bằng phương pháp khác, ông so sánh góc giữa Mặt trăng và Mặt trời trong ngày đầu tiên đến Anh, có thể tính toán được "vị trí thích hợp" (nó sẽ xuất hiện như thế nào ở Greenwich, Anh, vào thời điểm cụ thể đó). Một lần nữa chiếc đồng hồ tỏ ra cực kỳ chính xác, giữ thời gian trong vòng 39 giây, tương ứng với sai số kinh độ của Bridgetown dưới 10 dặm (16 km).

KQ2: Tại cuộc họp của Hội đồng năm 1765, kết quả đã được trình bày, nhưng họ lại cho rằng độ chính xác của các phép đo là do may mắn. Một lần nữa vấn đề lại đến Nghị viện, nơi đã đưa ra mức thưởng trước 10.000 bảng Anh và nửa còn lại khi ông chuyển thiết kế cho các thợ đồng hồ khác để sao chép. Trong khi chờ đợi, chiếc đồng hồ này sẽ phải được chuyển giao cho Nhà thiên văn Hoàng gia để thử nghiệm lâu dài trên đất liền.

Thật không may, Nevil Maskelyne đã được bổ nhiệm làm Nhà thiên văn học Hoàng gia (một vị trí cấp cao trong hoàng gia Anh) khi ông trở về từ Barbados, và ông cũng được đưa vào Ban Kinh độ. Ông ta đã báo cáo tiêu cực về chiếc đồng hồ, khẳng định rằng "tốc độ hoạt động" của nó (tăng hoặc giảm mỗi ngày) là thiếu chính xác, tự hủy bỏ và từ chối cho phép nó được tính đến khi đo kinh độ, mặc dù thực tế là nó đã thành công trong cả hai lần thử nghiệm.

-----

Harrison tiếp tục bắt tay làm chiếc "đồng hồ biển" (H5) trong khi thử nghiệm được tiến hành trên chiếc H4, và Harrison cảm thấy đang bị Hội đồng bắt làm con tin. 

Sau ba năm ông đã làm xong H5; và cảm thấy "bị các quý ông mà lẽ ra tôi mong đợi được đối xử tốt hơn" và quyết định tranh thủ sự trợ giúp của Vua George III. Harrison đã được diện kiến ​​Nhà vua, người cực kỳ khó chịu với Hội đồng kinh độ. Vua George đã tự mình kiểm tra chiếc đồng hồ H5 tại cung điện và sau mười tuần quan sát hàng ngày từ tháng 5 đến tháng 7 năm 1772, ông nhận thấy nó chính xác đến 1/3 giây mỗi ngày. Vua George sau đó khuyên Harrison nên thỉnh cầu Quốc hội để nhận được toàn bộ giải thưởng sau khi đe dọa sẽ đích thân xuất hiện. 

Cuối cùng, Hội đồng kinh độ cũng xác nhận thành tích của ông trong việc giải quyết vấn đề kinh độ vào năm 1773 và phong tặng cho chiếc đồng hồ của ông danh hiệu “Marine Chronometer” (hay còn gọi là đồng hồ Chronometer hàng hải). Đây là thời điểm chính thức mà cái tên Chronometer được công nhận lần đầu tiên trên đồng hồ.

Cuối cùng vào năm 1773, khi ông 80 tuổi, Harrison đã nhận được giải thưởng trị giá 8.750 bảng Anh từ Quốc hội, sau đó ông ấy chỉ sống thêm ba năm nữa.

Tổng cộng, Harrison đã nhận được 24.065 bảng Anh

1. 500 bảng Anh cho H1 vào năm 1736,

2. 500 bảng Anh cho H2 vào năm 1746,

2. 4.315 bảng Anh từ Ban Kinh độ,

2. 10.000 bảng Anh cho H4 vào năm 1765,

3. và 8.750 bảng Anh từ Quốc hội vào năm 1773.

Điều này mang lại cho ông một thu nhập hợp lý trong phần lớn cuộc đời của ông (tương đương với khoảng 450.000 bảng Anh mỗi năm vào năm 2007, mặc dù tất cả các chi phí của ông, chẳng hạn như mua vật liệu và trả chi phí cho các nhà chế tác đồng hồ khác, đều phải bỏ ra từ khoản này). Ông đã trở thành tương đương với một triệu phú (theo thuật ngữ ngày nay) trong thập kỷ cuối đời.

Trong những năm cuối đời, John Harrison đã viết các nghiên cứu của mình về phương pháp điều chỉnh âm nhạc và sản xuất chuông. Harrison qua đời vào ngày 24 tháng 3 năm 1776, ở tuổi 82, ngay gần sinh nhật thứ 83 của mình.

-----------

Ban đầu, giá thành của những chiếc đồng hồ đo giờ này khá cao (khoảng 30% giá thành một con tàu). Tuy nhiên, theo thời gian, chi phí giảm xuống còn từ 25 đến 100 bảng Anh (bằng nửa năm đến hai năm lương đối với một công nhân lành nghề) vào đầu thế kỷ 19. 

Đến năm 1783, Theo chân Harrison, đồng hồ đo giờ hàng hải đã được cải tiến lại một lần nữa bởi John Arnold, dựa trên các nguyên tắc quan trọng nhất của Harrison, đồng thời đơn giản hóa nó đủ để ông tạo ra những chiếc đồng hồ đo giờ hàng hải có độ chính xác tương đương nhưng ít tốn kém hơn nhiều với số lượng lớn.

Trong nhiều năm, thậm chí đến cuối thế kỷ 18, đồng hồ bấm giờ là một thứ hiếm đắt tiền, vì việc áp dụng và sử dụng chúng diễn ra chậm do chi phí sản xuất chính xác cao. Việc bằng sáng chế của Arnold hết hạn vào cuối những năm 1790 đã cho phép nhiều thợ đồng hồ khác bao gồm Thomas Earnshaw sản xuất đồng hồ đo giờ với số lượng lớn hơn với chi phí thấp hơn cả của Arnold. 

Vào đầu thế kỷ 19, việc di chuyển trên biển mà không có thiết bị hỗ trợ được coi là không khôn ngoan đến mức không thể tưởng tượng được. Sử dụng đồng hồ bấm giờ để hỗ trợ điều hướng chỉ đơn giản là cứu được mạng sống và tàu bè - ngành bảo hiểm, lợi ích cá nhân và ý thức chung đã làm phần còn lại trong việc biến thiết bị này thành một công cụ phổ biến trong thương mại hàng hải.

 

-------------

3. CUỘC CHẠY ĐUA “CHRONOMETER” GIỮA CÁC HÃNG ĐỒNG HỒ VÀ CHỨNG NHẬN “COSC” SAU NÀY:

Sự gia tăng nhu cầu sử dụng những cỗ máy Chronometer hàng hải lúc này rất cần một cơ quan có thể kiểm tra và chứng nhận cho những cỗ máy Chronometer.

Đúng thời điểm này, kỷ nguyên về thiên văn học bắt đầu ló dạng trên khắp châu Âu. Lần đầu tiên, vào giữa thế kỷ 19, công nghệ quang học bắt đầu bắt kịp với những tiến bộ toán học của những thiên tài trong quá khứ như Johannes Kepler, Tyco Brahe và Sir Isaac Newton. Các đài quan sát thiên văn khổng lồ mọc lên khắp châu Âu, Anh, Pháp, Đức lập biểu đồ chuyển động của các hành tinh và các ngôi sao với độ chính xác đáng kinh ngạc. 

Các nhà sản xuất những cỗ máy Chronometer hàng hải đã tìm đến một các đài quan sát thiên văn để tiến hành đánh giá độ chính xác của những chiếc đồng hồ. Cách đánh giá độc lập của bên thứ ba này cũng phát triển thành cái được gọi là “Cuộc Thi máy đo thời gian” tại các đài quan sát thiên văn ở Tây Âu. 

Đài quan sát Neuchâtel – Thụy Sỹ (thành lập ngày 18/5/1858), Đài quan sát Geneva – Thụy Sỹ (thành lập năm 1772), Đài quan sát Besançon – Pháp (thành lập năm 1883-1884), Đài quan sát Kew – Anh quốc (thành lập năm 1760), Đài quan sát Hải quân Đức Hamburg (thành lập năm 1825) và Đài quan sát Glashütte (xây dựng năm 1906 và mở cửa năm 1910) là những ví dụ nổi bật về các đài quan sát chứng nhận độ chính xác của đồng hồ cơ.

Chế độ thử nghiệm trên đài quan sát thường kéo dài từ 30 đến 50 ngày, có các tiêu chuẩn về độ chính xác cực nghiêm ngặt và khó hơn rất nhiều so với các tiêu chuẩn hiện đại. Thông thường những cỗ máy phải vượt qua 10 bài kiểm tra giờ hiện hành ở 5 vị trí và 2 nhiệt độ khác nhau. Sau khi các cỗ máy vượt qua được các bài kiểm tra, cỗ máy hoặc đồng hồ sẽ được cấp giấy chứng nhận “Bulletin de Marche”. Có lẽ đây là loại giấy chứng nhận Chronometer đầu tiên trong ngành đồng đồ. Chứng nhận Chronometer thời kỳ đầu chủ yếu muốn nói đến các cỗ máy riêng biệt chạy chính xác được đem đi kiểm tra (không phải cả chiếc đồng hồ hoàn chỉnh sau khi được lắp ráp).

Việc cấp chứng chỉ Chronometer tại các đài quan sát thiên văn cứ như vậy diễn ra cho đến khi xuất hiện các Văn phòng chuyên trách chuyên kiểm tra và cấp giấy chứng nhận Chronometer cho những cỗ máy đồng hồ. Năm 1877 tại Biel và La Chaux-de-Fonds, năm 1888 tại Saint-Imier. Các văn phòng này được gọi với cái tên “Office de controle de la marche des mastres”. Như vậy các hãng đồng hồ có thể xin cấp giấy chứng nhận Chronometer cả ở đài quan sát thiên văn hoặc các văn phòng chuyên trách này.

Đến năm 1893, thời gian kiểm tra các cỗ máy đã được rút ngắn tại các phòng chuyên trách chỉ còn 15 ngày ở 2 vị trí và 3 nhiệt độ. Từ năm 1904, các bài kiểm tra được chia thành 2 lần. Lần 1 trong 15 ngày và Lần 2 trong 10 ngày nữa.

---------

Đến năm 1915, Hiệp hội các nhà sản xuất đồng hồ Thụy Sỹ (Suisse des Associations de Fabricants d"Horlogerie) đã chính thức định nghĩa chứng nhận Chronometer là dành cho một chiếc đồng hồ được lắp ráp hoàn chỉnh chạy chính xác và được test ở các vị trí, nhiệt độ khác nhau.

Định nghĩa này đã loại bỏ khái niệm Chronometer là đồng hồ hàng hải hay Chronometer chỉ là cỗ máy đồng hồ chạy chính xác. Tuy nhiên, việc sử dụng, đặt hàng những chiếc đồng hồ Chronometer cho ngành hàng hải, quân sự ở đầu thế kỷ 20 vẫn diễn ra. Định nghĩa đã thay đổi nhưng thực tế không phải ai cũng update kịp thông tin và ở thời điểm này những chiếc đồng hồ Chronometer vẫn đem lại hiệu quả rất tuyệt vời.

Đầu thế kỷ 20, những người lính chiến tranh thế giới thứ nhất 1914-1918, hải quân và thậm chí là những người trí thức cũng đã dần quen với việc sử dụng đồng hồ. Họ tìm cách đeo đồng hồ trên cổ tay để thuận tiện hơn cho chiến đấu, tính toán tọa độ và thậm chí là những công việc hàng ngày.

- Nên những chiếc đồng hồ được gắn thêm “quai chảo” thì đó là tiền thân của những chiếc đồng hồ Trench Watch,

- Và những chiếc đồng hồ quả quýt bỏ túi (pocket) được độ lại vỏ để trở thành đồng hồ đeo tay (giữ nguyên phần máy) thì được gọi với cái tên Marine Watch.

Cũng thời điểm đầu thế kỷ 20, những chiếc đồng hồ Chronometer hàng hải có thể được sử dụng để đo thời gian và điều hướng không chỉ trong ngành hàng hải - mà còn cả ngành hàng không.

Sau này, Các hệ thống định vị vô tuyến khác nhau đã được phát minh, phát triển và triển khai trong và sau Chiến tranh thế giới thứ hai 1939-1945, ví dụ: Gee, Sonne (hay còn gọi là Consol), LORAN (-A và -C), hệ thống định vị Decca và Hệ thống định vị Omega, đã làm giảm đáng kể nhu cầu định vị bằng cách sử dụng đồng hồ Chronometer hàng hải.

Những phát minh mới này đã dẫn đến việc phát triển các hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu (GSN-GPS) vào nửa sau của thế kỷ 20. Đồng hồ Chronometer nửa sau thế kỷ 20 không còn được sử dụng làm phương tiện chính để điều hướng trên biển, mặc dù nó vẫn được yêu cầu như một công cụ dự phòng khi các hệ thống vô tuyến và thiết bị điện tử liên quan bị lỗi.

------

Đến năm 1951, đạo luật được thay đổi, những chiếc đồng hồ chỉ được cấp chứng chỉ Chronometer tại các văn phòng chuyên trách (điều này đã loại bỏ việc cấp chứng chỉ Chronometer tại các đại quan sát thiên văn).

Chỉ 1 năm sau đó, năm 1952, đạo luật đã phải thay đổi 1 lần nữa để quy định rằng cả các đài quan sát thiên văn và các văn phòng chuyên trách đều có thể cấp chứng chỉ chronometer cho đồng hồ.

Nhận ra được cơ hội marketing tuyệt vời tại các đài quan sát thiên văn (chủ yếu là Neuchatel), các hãng đồng hồ đã chạy đua với nhau để tạo ra các cỗ máy Chronometer tốt nhất có thể. Những cái tên như Longines, Zenith, Omega,… và nhiều kỷ lục khác đã được tạo ra trong nhiều thập kỷ.

Omega cũng sử dụng biểu tưởng Đài Quan Sát Thiên Văn trên nắp đáy của dòng Constellation (công-tê) như một khẳng định về chất lượng Chronometer của các cỗ máy thời kỳ này. Còn 8 ngôi sao đại diện cho 8 bộ hồ sơ kiểm tra tính chính xác mà Omega đã xuất sắc vượt qua tại các Đài quan sát thiên văn năm 1931.

*** Nhiều người chơi nói rằng đây là “chiêu trò” của các hãng để “lừa” khách hàng, tôi không nói Đúng hay Sai ở quan điểm này. Hãy thử nghĩ xem ví dụ một chiếc đồng hồ siêu chính xác sai số khoảng +/-1s mỗi ngày được bán với giá 10.000$ phải sản xuất, tinh chỉnh và test rất lâu để cho ra số lượng ít khoảng 50-100 chiếc mỗi lô và một chiếc đồng hồ tương tự với sai số +/- (10-15s) mỗi ngày được bán với giá 700-1000$ sản xuất với số lượng 1000-5000 chiếc mỗi lô. Liệu rằng sản xuất ít, chất lượng cao, giá bán cao có bán được tới tay nhiều người tiêu dùng, có đem lại lợi nhuận đủ để hãng phát triển hay sản xuất những phiên bản mà người tiêu dùng “chấp nhận” được với mức giá mà phần đông người tiêu dùng có thể chi trả, bán được tới tay nhiều người tiêu dùng, giúp hãng mở rộng thị trường, tăng độ nhận diện thương hiệu; phương án nào khả thi hơn?

Thời kỳ đầu các hãng sản xuất đồng hồ “rất nghiêm chỉnh”, chỉ ở sau giai đoạn cận đại sau này nhiều hãng đồng hồ làm marketing “ảo” để bán sản phẩm chất lượng chưa tốt với giá cao cho người tiêu dùng. Chính vì vậy mà quan điểm “chiêu trò” ở trên chưa thực sự phù hợp để nhận xét những chiếc đồng hồ thời kỳ đầu (đồng hồ cổ, vintage), nó sẽ đúng hơn ở giai đoạn sau này với 1 vài thương hiệu.

Cuộc chiến đồng hồ Chronometer bắt đầu bước sang chương mới vào năm 1966-1967, hãng đồng hồ Girard Perregaux (người chơi ở Việt Nam hay gọi tắt là GP) lần đầu tiên đem cỗ máy sản xuất để bán đại trà đem đi thi đấu và nhận được chứng nhận Chronometer. Đó chính là cỗ máy Cal 32A  36.000 giao động huyền thoại của GP. Để vinh danh cho sự kiện mang tính bước ngoặt này, đài thiên văn đã trả cho GP giải thưởng Centenary đầu tiên của họ (đương nhiên trước đó rất nhiều hãng đồng hồ đã được nhận giải này).

Theo sau GP, Longines cũng sản xuất những cỗ máy đạt chuẩn Chronometer đem bán đại trà. Đó chính là Cal 431 36.000 năm 1967 và những biến thể sau này.

Như được “khai sáng” để quảng bá thưởng hiệu của mình khắp thế giới (trước đó Seiko chủ yếu bán cho thị trường Châu Á), năm 1968, Seiko cũng đem tới cuộc thi tận 226 cỗ máy trong đó có 73 chiếc Cal 45 và cả những cỗ máy Quartz (thạch anh). Cal 45 được cấp chứng nhận Chronometer và sau đó được đặt trong những bộ vỏ vàng đúc 18k với mặt số vàng kiểu dáng line dial (mặt số lụa) và bán đại trà cho công chúng với chứng chỉ Đài quan sát Nauchâtel trên mặt số “Seiko Astronomical Observatory Chronometer”.

Điều đáng nói đến là những cỗ máy Quartz (thạch anh) mà Seiko mang thi đấu có độ chính xác gấp 10 lần cỗ máy cơ khí của Seiko đã vượt qua những vị trí cao nhất tại Đài thiên văn. Những cỗ máy cơ khí đạt chuẩn Chronometer đắt giá, khó sản xuất của Thụy Sỹ dường như bị lỗi thời trước những cỗ máy Quartz rẻ tiền và cực kỳ chính xác của Seiko.

Phản ứng của Neuchâtel là đình chỉ các cuộc thi đấu Chronometer vô thời hạn, tước đi cơ hội bảo vệ kết quả của Seiko. Chưa bao giờ ngành công nghiệp đồng hồ Thụy Sỹ lại bị “làm nhục” bởi 1 kẻ “ngoại đạo” đến từ Châu Á với cỗ máy “rẻ tiền” đến vậy.

Sau đài thiên văn Neuchâtel là đài thiên văn Genene, Seiko cũng đem những cỗ máy của mình đi thi và kết quả cũng không ngoại lệ. Sự lụi tàn của cuộc thi Chronometer cũng là mở đầu cho cuộc khủng hoảng tồi tệ nhất trong lịch sử đồng hồ thế giới (trong đó có Thụy Sỹ) – khủng hoảng thạch anh.

-----

COSC (Tiêu chuẩn Công nghiệp Thụy Sĩ)

Năm 1973, để lập lại trật tự và thiết lập lại tiêu chuẩn Chronometer thì đại diện từ các đài quan sát Thụy Sỹ, Liên đoàn Công nghiệp Đồng hồ Thụy Sỹ (FHS) và 5 bang sản xuất đồng hồ Bern, Geneva, Neuchâtel, Solothurn và Vaud đã hợp lực để tạo ra 1 tổ chức phi lợi nhuận với cái tên Contrôle Officiel Suisse des Chronomètres (viết tắt là COSC).

Nhiệm vụ của COSC là cấp giấy chứng nhận cho các đồng hồ đạt chuẩn Chronometer sx tại Thụy Sĩ. 

------

COSC (Tiêu chuẩn Công nghiệp Thụy Sĩ) ?

Với tư cách là tổ chức chịu trách nhiệm kiểm tra đồng hồ sx tại Thụy Sĩ - Chế tạo đồng hồ về độ chính xác và chứng nhận chúng là đồng hồ đo giờ theo tiêu chuẩn quốc tế ISO 3159.

Chứng nhận COSC vẫn là tiêu chuẩn cơ bản cho đồng hồ đo giờ “chính thức”, mặc dù một số chế độ thử nghiệm và chứng nhận khác (như được mô tả bên dưới) kể từ đó đã phát triển các tiêu chí chặt chẽ hơn và dung sai hẹp hơn. 

COSC đánh giá các bộ máy không có vỏ — không phải đồng hồ hoàn chỉnh — được gửi đến một trong ba phòng thí nghiệm trên khắp Thụy Sĩ, trong khoảng thời gian 15 ngày, chúng trải qua một loạt thử nghiệm để xác định bảy tiêu chí riêng biệt: 

1. Tốc độ trung bình hàng ngày,

2. Biến thiên trung bình về tốc độ,

3. Biến thiên lớn nhất về tốc độ,

4. Chênh lệch tốc độ ở vị trí ngang và dọc,

5. Biến thiên lớn nhất về tốc độ

6. Và biến thiên về tốc độ tùy thuộc vào nhiệt độ và việc nối lại tốc độ.

Mỗi ngày, mọi chuyển động đều được kiểm tra ở nhiều vị trí khác nhau, trong vỏ được kiểm soát nhiệt độ ở 23°C (73,4°F).

Độ lệch tốc độ trung bình hàng ngày tối đa cho một bộ máy cơ học để đạt được chứng chỉ đồng hồ bấm giờ COSC là -4/+6 giây;

7. Đối với bộ máy thạch anh — được COSC kiểm tra trong 13 ngày thay vì 15 ngày, chỉ ở một vị trí và ở nhiều mức nhiệt độ và độ ẩm khác nhau — tối đa là +/- 0,07 giây mỗi ngày. 

 

Hơn một triệu đồng hồ Thụy Sĩ đạt được chứng nhận đồng hồ bấm giờ COSC mỗi năm, một con số vẫn chiếm ít hơn 10% số đồng hồ Thụy Sĩ xuất khẩu mỗi năm. Chỉ có khoảng 21% số đồng hồ cơ Thụy Sĩ xuất khẩu mỗi năm được chứng nhận COSC. 

Mặc dù con số rõ ràng thay đổi theo từng năm, nhưng danh sách các thương hiệu gửi nhiều đồng hồ nhất mỗi năm tới COSC để thử nghiệm và chứng nhận là tương đối nhất quán tỷ lệ:

- Và ở cấp cao nhất, có thể không có gì đáng ngạc nhiên: những gã khổng lồ thị trường xa xỉ Rolex, Omega và Breitling ở 03 vị trí đầu tiên,

- Với ở thị trường đại chúng Tissot ở vị trí thứ nhất. Vậy là tổng là 4 vị trí. Và Mido tương đối ít được chú ý ở thị trường này – số nhỏ ở Hoa Kỳ, nhưng số không ở Mỹ Latinh.

- Vị trí thứ 5. Những cái tên còn lại trong top 10 trong những năm gần đây là Tudor, Chopard, Zenith, Panerai, và (hơi ngạc nhiên) Bremont. Một số nhà sản xuất này cũng đã thiết lập các chứng nhận đồng hồ bấm giờ nội bộ của riêng họ.

 

-------

Tiêu chuẩn của COSC chủ yếu áp dụng cho những chiếc đồng hồ được sản xuất, láp ráp tại Thụy Sĩ tuân theo các quy chuẩn ISO 3159 của thế giới. Tiêu chuẩn mới này dường như đã “từ chối” sự tham gia của các hãng sx bên ngoài Thụy Sĩ.

Chính vì vậy mà người Nhật đã tự lập ra tiêu chuẩn Chronometer của riêng mình. Người Đức cũng không mấy “mặn mà” với chuẩn Chronometer COSC vì họ đã có tiêu chuẩn Chronometer của mình tại Đài quan sát thiên văn Glashütte.

Nên phải 5 năm sau khi thành lập, năm 1979, thì COSC mới chính thức cấp những giấy chứng nhận Chronometer đầu tiên. Các hãng đồng hồ thường xuyên được cấp chứng nhận Chronometer COSC là Rolex, Omega và sau này là Brietling, Tag Heuer, Tudor. Nếu nói về Chronometer COSC sau này thì Rolex, Omega và Brietling luôn giữ vị trí đứng đầu. Brietling đã tuyên bố rằng kể từ năm 2000, tất cả các cỗ máy Brietling sản xuất đều sẽ đạt chuẩn Chronometer COSC. Sản lượng máy được cấp chứng chỉ Chronometer COSC của Rolex lớn đến mức 2 trong số 3 cơ sở của tổ chức COSC (tại Biel và Saint-Imier) gần như hoàn toàn dành riêng cho việc cấp chứng nhận đồng hồ Rolex (đặc biệt là Cal 3135). Trong khi đó cơ sở cuối cùng tại Le Locle xử lý phần còn lại của ngành công nghiệp đồng hồ Thụy Sỹ do Omega, Brietling, Tag Heuer và Panerai đứng đầu.

Rolex cũng đã phát triển tiêu chuẩn Rolex Superlative Chronometer của riêng mình bằng cách tự kiểm tra thêm những chiếc đồng hồ được chứng nhận COSC phê duyệt để có sai số thấp hơn nữa.

Seiko tại quốc gia của mình cũng xây dựng lên một tiêu chuẩn Chronometer Grand Seiko khắt khe hơn tiêu chuẩn của COSC.

Năm 2015, Omega đã hợp tác với METAS, viện đo lường liên bang Thụy Sỹ, để mở một phòng thử nghiệm tại trụ sở Omega ở Biel với mục đích ban đầu là kiểm tra và chứng nhận Master Chronometer của Omega (cao cấp và khắt khe hơn rất nhiều so với COSC).

-----

*** Cuộc thi đồng hồ Chronometer đã không còn trở thành 1 sân chơi nơi các hãng đồng hồ thi đấu những kỹ thuật phát triển máy hàng năm. COSC không còn giữ vị trí “trọng tài” như trước và dường như đã trở thành một “công cụ” Marketing, cấp chứng chỉ hàng loạt cho những chiếc đồng hồ bán ra thị trường của các thương hiệu lớn.

Theo số đông, chứng nhận Chronometer vẫn là một chứng nhận đáng mơ ước trên những chiếc đồng hồ cao cấp. Tuy nhiên rất nhiều hãng, trong đó có Patek Phillipe, dù cỗ máy của họ rất chính xác, được tinh chỉnh 5 vị trí và các nhiệt độ khác nhau nhưng họ cũng không cần “chữ Chronometer” xuất hiện trên mặt số. Đơn giản bởi người chơi Patek Philippe không hề quan tâm đến sự xuất hiện của Chronometer, chỉ cần dòng chữ “Patek Philippe” là đủ!

Điều này cũng xảy ra tương tự đối với các hãng đồng hồ do những Bậc thầy đồng hồ tạo ra. Họ là những Master Watchmaker (ví dụ như Mr.Georger Daniels, Mr.Philippe Dufour) đủ trình độ tạo ra những cỗ máy với sai số không tưởng (hơn cả đồng hồ Quartz). Họ đủ thẩm quyền để cấp chứng chỉ Chronometer nhưng có lẽ dòng chữ “mang tên của các bậc thầy” trên đồng hồ còn giá trị hơn hàng triệu lần so với chứng chỉ Chronometer. “Dòng chữ này” không chỉ đảm bảo về chất lượng, độ hoàn thiện, vẻ đẹp, độ chính xác mà còn cả giá trị của chiếc đồng hồ.

----

*** Đến đây tôi có thể tóm tắt những điều mà nhiều nhà sưu tầm đồng hồ thế giới vẫn đang quan tâm về đồng hồ Chronometer:

+ Đồng hồ Chronometer đầu tiên được sản xuất và thử nghiệm thành công bởi người Anh chứ không phải người Thụy Sỹ.

+ Đồng hồ Chronometer ban đầu là những chiếc đồng hồ chạy chính xác sử dụng cho những chuyến đi dài ngày trên biển.

+ Đồng hồ Chronometer thường được tinh chỉnh ở 5 vị trí và các nhiệt độ khác nhau.

+ Chứng chỉ Chronometer ban đầu chỉ là chứng chỉ cấp cho những cỗ máy vượt qua bài kiểm tra. Đến năm 1915 mới chính thức công nhận Chronometer là chứng chỉ được cấp cho 1 chiếc đồng hồ được lắp ráp hoàn chỉnh vượt qua các bài kiểm tra. 

+ Những chiếc đồng hồ được chứng nhận Chronometer nhưng cỗ máy được tinh chỉnh ở 2 vị trí và 3 nhiệt độ khác nhau sẽ là những chiếc đồng hồ xin cấp chứng nhận tại các văn phòng chuyên trách (không phải đài quan sát thiên văn).

+ Những chiếc đồng hồ có cỗ máy được in chữ tinh chỉnh Adjust ở 5 vị trí hoặc 2 vị trí và các nhiệt độ khác nhau nhưng mặt số không đóng chữ Chronometer thì có thể đây là những chiếc đồng hồ mà hãng đã tự kiểm tra, tinh chỉnh nhưng chưa đem đi kiểm tra để được nhận chứng chỉ Chronometer (nhưng chất lượng thì ngang với những mẫu Chronometer bán ra công chúng).

+ Chứng nhận Chronometer COSC chỉ là chứng nhận sau này (từ năm 1973 trở đi) và các bài kiểm tra của COSC không quá khắt khe như những bài kiểm tra Chronometer ban đầu.

----

Nên nhớ, chúng ta khẳng định rằng chiếc đồng hồ Chronometer đầu tiên được phát minh bởi người Anh. Ngành công nghiệp đồng hồ Anh Quốc và Pháp thời kỳ đầu mạnh hơn rất nhiều so với Thụy Sỹ. Thụy Sỹ chỉ là nơi mà mọi người biết đến đồng hồ nhiều nhất giai đoạn sau này.

Nếu bạn là một nhà sưu tầm đồng hồ cổ thực sự thì hãy chơi, hãy sưu tầm theo các mốc lịch sử, các sự phát minh, đó mới là cách chơi sâu nhất về đồng hồ. Đừng chỉ sưu tầm đồng hồ Thụy Sỹ trong khi có rất nhiều chiếc đồng hồ tuyệt vời đến từ những đế chế đồng hồ hùng mạnh khác như Anh, Pháp, Đức, Nhật,…

Bạn vẫn nhớ câu chuyện về chiếc đồng hồ đeo tay tự động có bản quyền đầu tiên trên thế giới cũng do người Anh sáng chế.

--------------------

Điểm cuối cùng, Chronometer khác gì với Chronometre hay Chronomètre? 

Từ Chronometre hay Chronomètre là từ tiếng Pháp cũng dùng với ý nghĩa tương tự Chronometer. Nhiều ý kiến cho rằng Chronometre hay Chronomètre sẽ sử dụng cho những chiếc đồng hồ ở thị trường Tây Âu ở cuối thập niên 1950s trở về trước. Hay đơn giản khi 1 nhà sưu tầm nhìn thấy chữ Chronometre hay Chronomètre trên mặt số với những bộ vỏ đáy nhấn (snap back) thì đó là những phiên bản ra đời sớm hơn (đời đầu).

Như đã biết, một cỗ máy hay cả chiếc đồng hồ hoàn chỉnh muốn được chứng nhận Chronometer thì cần vượt qua các bài kiểm tra ở các đài quan sát thiên văn hoặc các văn phòng chuyên trách.

Ở Đức, họ có lẽ không mấy quan tâm đến những tiêu chuẩn hay cuộc chạy đua Chronometer tại Châu Âu. Họ đặt ra tiêu chuẩn Chronometer của riêng mình tại Đài quan sát thiên văn Glashütte. Loại chứng chỉ Chronometer Glashütte chủ yếu được cấp cho những chiếc đồng hồ được lắp ráp tại vùng Glashütte và có cỗ máy bao gồm ít nhất 55% linh kiện được sản xuất tại vùng này. Tiêu chuẩn Chronometer Glashütte khá giống với những tiêu chuẩn ở các đài thiên văn khác, nhưng khắt khe hơn ở 2 điểm: đồng hồ phải có chức năng Hacking (dừng kim dây) và chỉ kiểm tra khi máy được lắp ráp hoàn chỉnh với vỏ đồng hồ. Có thể nói tiêu chuẩn Chronometer Glashütte tập trung vào chất lượng sản phẩm hơn. 

Xin chúc mọi người sẽ có thêm hiểu biết trong cuộc chơi đầy thú vị này và lựa chọn được thương hiệu cũng như chiếc đồng hồ yêu thích! Hy vọng bài viết sẽ được đón nhận và chia sẻ đến với nhiều anh em đam mê đồng hồ.

------

Trung Hậu | Nam Nam | ...