Ritratto di John Harrison, dipinto da Thomas King nel 1766, quando Harrison aveva 73 anni. Nella sua mano destra stringe un orologio da tasca, probabilmente l'esemplare costruito da John Jeffys nel 1753 e servito poi come modello per la realizzione del cronometro H4.

Uno dei primi orologi (1715) con ingranaggi di legno costruiti da J. Harrison.

Per procedere allo registrazione si doveva disporre di una meridiana che indicasse l'istante del passaggio del Sole al meridiano, poi, con le tavole dell'equazione del tempo, si poteva ricavare il mezzogiorno di tempo solare medio .
Non è chiaro quando Harrison pensò di competere per il premio messo in palio dal Board of longitudes, sappiamo però che nell'estate del 1730 era a Londra e si incontrava con Halley che, nel frattempo, era diventato "Astronomer Royal", dopo la morte di Flamsteed che, negli ultimi anni della sua vita, lo aveva denunciato perché amava bere brandy e bestemmiava come un capitano di mare. Halley ricevette Harrison con molta cortesia, ascoltò il suo progetto di costruire un orologio che fosse capace di funzionare a bordo di una nave e lo indirizzò dal più grande costruttore di orologi di Londra: George Graham. Si racconta che Harrison andò a trovare Graham alle dieci del mattino ed alle otto di sera i due erano ancora a discutere di orologi; quando si congedarono, Graham aveva concesso ad Harrison, per costruire l'orologio che aveva progettato, un prestito da restituirsi senza fretta e senza interessi. Ci vollero cinque anni perché Harrison mettesse a punto l'orologio che fu chiamato H1 (Harrison numero 1). L'orologio pesava settantacinque libbre (quasi trentacinque chili!) e stava dentro un cubo di vetro e legno di circa un metro di lato: era cioè un oggetto molto ingombrante, ma non usava più il pendolo per scandire il tempo.
L'orologio fu accolto con entusiasmo da Halley e da Graham, ma l'ammiragliato, invece di mandarlo subito a fare un lungo viaggio in mare si contentò di spedirlo, nel Maggio del 1736, a Lisbona a bordo della nave Centurion. Arrivato a Lisbona l'orologio, con Harrison dietro a custodirlo, fu subito imbarcato di nuovo per l'Inghilterra sulla nave Orford. Al ritorno il comandante, avvicinandosi alle coste dell'Inghilterra, aveva comunicato ad Harrison la posizione stimata della nave. Harrison, in base alla lettura del suo orologio e all'osservazione delle stelle, poneva la nave a 60 miglia ad ovest del punto stimato, e così risultò essere. L'orologio H1 sembrava funzionare e, per la prima volta, il Board of longitudes si riunì, il 30 Giugno 1737, per discutere dei risultati ottenuti da Harrison. In quella riunone, stranamente, l'unico a parlare contro l'orologio fu il suo costruttore, Harrison, che si era reso conto dei molti difetti della sua macchina e chiedeva un anticipo di 500 sterline, per costruirne un secondo prototipo. Nel Gennaio del 1741, presentò il secondo orologio, l'H2 ed anche in questo caso il critico più spietato fu proprio lui, Harrison. Di nuovo l'orologio gli valse un ulteriore finanziamento, ma non fu neanche spedito in mare.
Harrison, che allora aveva 42 anni ed era diventato un cittadino di Londra, si chiuse nel suo laboratorio e per circa venti anni non si fece più sentire, fino al completamento del terzo orologio, l'H3 , intorno al 1757. Nel frattempo si era fatto fare da un orologiaio con cui era venuto in contatto, tale John Jefferys un orologio da tasca, su suo disegno, includendovi alcuni delle innovazioni degli orologi che andava costruendo per il Board of Longitudes. Harrison fu colpito della qualità di questo orologio, e gli bastarono pochi anni per costruirne un altro, lui stesso, in cui, sfruttando l'esperienza fatta con gli orologi H1, H2 e H3, era riuscito a eliminare gli effetti di temperatura, che facevano perdere ai suoi orologi manciate di secondi, e il rallentamento del meccanismo associato al ricaricamento della molla. Nasce così l'orologio H4 che farà vincere agli Harrison, padre e figlio, il premio di 20.000 sterline, non senza una lunga lotta contro l'"Astronomer Royal".

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