Siła precyzji ebook

Marka wydawnicza Bo.wiem

Seria #nauka

KONSULTACJA MERYTORYCZNA: prof. dr hab. inż. Stanisław Mroziński

PROJEKT SERII: Marta Jaszczuk

Projekt okładki: Sebastian Wojnowski

Fotografia na okładce: Roman Milert (Adobe Stock)

Tytuł oryginału: The Perfectionists. How Precision Engineers Created the Modern World

Copyright © 2018 by Simon Winchester

All rights throughout the world are reserved to Proprietor

Copyright © for the Polish translation by Grzegorz Ciecieląg, 2024

Copyright © for the Polish edition by Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego, 2024

Wydanie I, Kraków 2024

All rights reserved

Niniejsza książka stanowi utwór chroniony na podstawie ustawy o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Prawami do tego utworu dysponuje Wydawca – Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego. Bez zgody Wydawcy niedopuszczalne jest kopiowanie, rozpowszechnianie lub inne korzystanie z niniejszej książki w całości lub z jej fragmentów z wyjątkiem dozwolonego użytku osobistego lub publicznego.

Zawarte na stronach 292–294 informacje dotyczące tsunami, które w marcu 2011 roku uderzyło w region Tōhoku, zostały zaczerpnięte – za zgodą wydawcy – z eseju Simona Winchestera opublikowanego na łamach „The New York Review of Books” z 9 listopada 2017 roku.

ISBN 978-83-233-5337-9 (druk)

ISBN 978-83-233-7523-4 (epub, mobi)

Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego

Redakcja: ul. Michałowskiego 9/2, 31-126 Kraków

tel. +48 12 663 23 80

Dystrybucja: tel. +48 12 631 01 97

tel. kom. +48 506 006 674, e-mail: [email protected]

Konto: PEKAO SA, nr 80 1240 4722 1111 0000 4856 3325

www.bowiem.wuj.pl

Dla Setsuko

Pamięci mojego ojca

Bernarda Austina Williama Winchestera (1921–2011),

którego skrupulatność nie znała granic

Zachęcam Czytelnika, by oddając się lekturze mojej książki, zawsze miał w pamięci poniższe cytaty z dzieł Lewisa Mumforda (1895–1990).

Cykl maszyny dobiega końca. Przez ostatnie trzy stulecia człowiek wiele się nauczył, studiując jej skomplikowaną naturę i wysilając umysł, by znaleźć dla niej praktyczne zastosowania. Jednak życie w rzeczywistości maszyny jest dla nas równie nierealne, co na pustkowiach Księżyca.

– The Culture of Cities (1938)

Umiejętność rozbudzenia emocji oraz wyrażania wartości moralnych i estetycznych są równie ważne, co nauka, wynalazczość czy codzienna organizacja. Jedno wzmacnia drugie.

– Values of Survival (1946)

Dajmy sobie spokój z tymi przeklętymi samochodami i zacznijmy budować miasta z myślą o kochankach i przyjaciołach.

– My Works and Days (1979)

Wstęp

Celem nauki nie jest uzyskanie dostępu do nieskończonej wiedzy, lecz ograniczenie liczby popełnianych błędów.

– Bertolt Brecht, Życie Galileusza (1939)1

Siadaliśmy właśnie do kolacji, kiedy tata z konspiracyjnym błyskiem w oku oznajmił, że chce mi coś pokazać. Otworzył neseser i wyjął z niego pokaźnych rozmiarów, ciężkie drewniane pudło.

Działo się to pewnego paskudnego zimowego wieczora w Londynie w połowie lat 50. XX wieku. Na zewnątrz było zimno, a miasto spowijał żółtawy smog. Miałem jakieś dziesięć lat, akurat przyjechałem do domu na Boże Narodzenie ze szkoły z internatem. Tata wrócił właśnie z fabryki w północnym Londynie. Wchodząc do domu, strzepnął z ramion oficerskiego płaszcza drobiny szarego, rozmokłego śniegu, a potem stanął z fajką w zębach naprzeciw buzującego kominka, żeby się ogrzać. Niedługo później mama przestała krzątać się po kuchni i zaczęła szykować stół w jadalni.

Ale wróćmy do pudełka.

Pamiętam je wyraźnie, choć przecież upłynęło ponad sześćdziesiąt lat. Miało rozmiary mniej więcej 8 × 8 × 7,5 cm, tyle co puszka na herbatniki. Od razu wiedziałem, że nie jest to pierwsze lepsze pudło i że choć pociągnięta lakierem, wysłużona dębina sporo przeszła, ktoś musiał o nią dbać. Na przymocowanej do pokrywy mosiężnej plakietce widniało nazwisko oraz inicjały taty: Sz.P. B.A.W. Winchester. Podobnie jak moje znacznie skromniejsze pudełko do przechowywania ołówków i kredek, jego również miało przesuwne wieko zabezpieczone niewielkim mosiężnym skobelkiem, który można było odsunąć jednym palcem, wsuwając go do specjalnej wnęki.

Tata odsunął wieko, a moim oczom ukazało się wnętrze wyłożone grubą warstwą krwistoczerwonego aksamitu i poznaczone licznymi rowkami – ich zadaniem było przytrzymanie w miejscu mnóstwa lśniących kawałków metalu. Niektóre miały kształt sześcianów, ale więcej było prostopadłościanów – na pierwszy rzut oka przypominały maleńkie tabletki, kostki domina albo kęsy stali. Od razu zauważyłem, że wszystkie co do jednego mają na powierzchni wygrawerowane ciągi cyfr i kropkę umieszczoną na początku lub w środku, na przykład: .175, .735 albo 1.300. Tata ostrożnie odłożył pudełko i zapalił fajkę, a wtedy ponad setka tajemniczych kawałków metalu zalśniła odbitym blaskiem węgli płonących w kominku.

Następnie wyjął dwa największe elementy i ułożył je na lnianym obrusie. Mama, podejrzewając, skądinąd słusznie, że podobnie jak większość rzeczy, które tata wynosił z myślą o mnie ze swojego zakładu, te również będą całe w oleju, wydała z siebie zduszony okrzyk i pognała do kuchni. Pochodziła z belgijskiej Gandawy i była osobą nad wyraz pedantyczną, a do tego typową przedstawicielką swojego pokolenia, zatem utrzymanie koronkowego obrusu w nieskazitelnym stanie było dla niej priorytetem.

Tata podniósł oba kawałki, abym mógł lepiej im się przyjrzeć. Powiedział, że wykonano je z wysokowęglowej stali nierdzewnej czy jakiegoś innego stopu, z dodatkiem chromu i bodajże wolframu, które miały zapewnić im wyjątkową twardość. Dodał jeszcze, że ten stop się nie magnetyzuje. Aby pokazać, co miał na myśli, popchnął oba kawałki metalu ku sobie, a te zostawiły na obrusie wyraźny oleisty ślad (kolejny powód udręki mamy). I udowodnił swoją tezę: elementy pozostały na miejscach, nie przyciągając się ani nie odpychając. „Podnieś je”, nakazał mi tata. Chwyciłem każdy, jakbym próbował zmierzyć ich rozmiary. Były zimne i sporo ważyły, a precyzja wykonania czyniła je na swój sposób pięknymi.

Tata zabrał je ode mnie i ponownie ułożył na stole, tym razem jeden na drugim. „A teraz podnieś tylko ten leżący na wierzchu”, powiedział. Zacisnąłem palce na górnym kawałku metalu i uniosłem go, lecz razem z nim podniósł się także ten spod spodu.

Na twarzy taty pojawił się szeroki uśmiech. „Rozdziel je” – nakazał. Chwyciłem dolny fragment i pociągnąłem, ale bez efektu. „Mocniej” – powiedział. Znowu nic. Nie udało mi się go przesunąć nawet o milimetr. Dwie prostokątne stalowe płytki zachowywały się, jakby zostały ze sobą sklejone, zespawane lub w inny sposób scalone, i to do tego stopnia, że nie widziałem, gdzie jedna się kończy, a druga zaczyna. Wyglądały, jakby stopiły się ze sobą. Ale nie poddawałem się. Z tego wysiłku aż się spociłem.

Mama w końcu wróciła z kuchni i posłała tacie zniecierpliwione spojrzenie, więc odłożył on fajkę, zdjął marynarkę i zacząć nakładać jedzenie. Płytki położone obok szklanki z wodą stały się symbolem mojej fizycznej słabości i porażki. „Czy mogę spróbować jeszcze raz?” – zapytałem. „Nie ma takiej potrzeby” – odpowiedział tata, po czym wziął płytki do ręki i płynnym ruchem zsunął jedną z drugiej. Rozłączyły się momentalnie, bez najmniejszego oporu i z wielką gracją. Przyglądałem się temu z rozdziawionymi ustami – z perspektywy uczniaka tata równie dobrze mógł machnąć czarodziejską różdżką.

„Nie ma w tym magii” – zapewnił mnie. – „Po prostu wszystkie ściany są idealnie płaskie, pozbawione najmniejszych zniekształceń. Poddano je obróbce maszynowej i wygładzono do tego stopnia, że między dwie stykające się powierzchnie nie dostaje się powietrze, które osłabiłoby połączenie. Są tak idealnie wyrównane, że gdy jeden znajdzie się obok drugiego, cząsteczki obu łączą się ze sobą i rozdzielenie ich graniczy z niemożliwością – choć nikt nie ma pewności, dlaczego tak się dzieje. Można je tylko przesunąć”. I to określenie się przyjęło.

Tata opowiadał z ożywieniem; jak zawsze, kiedy był czymś podekscytowany, snuł swoją opowieść z autentyczną pasją. „Te metalowe płytki” – powiedział z wyraźną dumą – „to prawdopodobnie najbardziej precyzyjne obiekty, jakie istnieją na świecie. Nazywamy je płytkami wzorcowymi albo płytkami Johanssona, od nazwiska ich wynalazcy, Carla Edvarda Johanssona. Wykorzystuje się je do mierzenia obiektów, gdzie minimalna tolerancja błędu ma kluczowe znaczenie. Ludzie zajmujący się ich produkcją zajmują szczytowe miejsce na drabinie inżynierii mechanicznej. Są niezwykle cenne. Chciałem ci je pokazać, bo odgrywają ważną rolę w moim życiu”.

W tym miejscu przerwał swój wywód i zamilkł. Ostrożnie odłożył płytki wzorcowe do wyścielonego aksamitem drewnianego pudełka, dokończył kolację, zapalił fajkę i zdrzemnął się przed kominkiem.

Mój tata całe życie zajmował się inżynierią precyzyjną. Pod koniec kariery zawodowej zaprojektował maleńki silniczek elektryczny do systemów naprowadzających w torpedach. Większość projektów była objęta klauzulą tajności, ale od czasu do czasu przemycał mnie do jakiejś fabryki, gdzie z zachwytem lub konsternacją przyglądałem się maszynom wycinającym i przycinającym zęby mosiężnych kół zębatych, polerującym stalowe wałki o grubości ludzkiego włosa lub owijającym miedziane zwoje na magnesach, które, gdybym miał zgadywać, rozmiarami nie różniły się wiele od główki zapałki używanej przez tatę do rozpalania fajki.

Szczególnie miło wspominam czas spędzony z jednym z najbardziej poważanych pracowników taty, starszym panem w brązowym płaszczu laboratoryjnym, który nawet na chwilę nie wyjmował spomiędzy zębów fajki, choć nie była ona zapalona. Z wiecznie zmarszczonym czołem siedział naprzeciwko specjalnej tokarki – wyjątkowo kosztownego sprzętu produkcji niemieckiej, jak dowiedziałem się od taty – nie odrywając wzroku od rozmywającego się w ruchu, wirującego ostrza schładzanego na bieżąco przypominającą krem mieszanką wody i oleju. Przedmiotem poddawanym obróbce był nieduży mosiężny walec. Obracał się on w miejscu, a maszyna odchudzała go o mikroskopijne zwoje żółtego metalu. Z wielką uwagą przyglądałem się, jak – niewątpliwie za sprawą czystej magii – na zewnętrznych krawędziach walca pojawia się linia maleńkich ząbków.

Maszyna nagle przerwała swoją pracę, a hałas ustał. Kiedy zmrużyłem oczy, próbując rozszyfrować, co dokładnie dzieje się z walcem, ni stąd, ni zowąd otoczył go zestaw drobnych narzędzi wykonanych z węglika wolframu. Wałki zaczęły wirować i ciąć, formując, nacinając, zaokrąglając i ścinając krawędzie dopiero co powstałych ząbków. Przez zamontowane na obrabiarce szkło powiększające mogłem obserwować, jak zmienia się ich kształt, gdy zostają poddane działaniu ostrzy. W końcu rozległ się charakterystyczny szum sygnalizujący wyłączenie silnika, ruch obrotowy ustał, walec jak szynka został pocięty na plasterki, zwolniono zaciski i na filtrze, który wyłonił się z kremowo-olejowej kąpieli, ukazał się mokry stosik tak na oko dwudziestu nieprawdopodobnie lśniących kół zębatych, każde o grubości może milimetra i centymetrowej średnicy.

Niewidoczna dźwignia zrzuciła je z obrabiarki na tackę, skąd miały trafić na wałki, a potem do silników odpowiedzialnych za ruch statecznika lub zmianę skoku śruby napędowej. Wszystko po to, aby wyposażona w żyroskop torpeda wystrzelona z okrętu podwodnego podążała prosto do celu, obojętna na nieprzewidywalne ruchy lodowatych, rozkołysanych morskich wód.

Tym razem wiekowy rzemieślnik zadecydował, że Królewska Marynarka Wojenna jakoś obejdzie się bez najnowszej partii towaru. Chwycił stalową pęsetę, wydobył z kremowej kąpieli jedno kółeczko i opłukał w czystej wodzie. Z malującym się na twarzy wyrazem triumfu oraz dumy przekazał je mnie. Następnie odchylił się na krześle wyraźnie zadowolony ze swojej pracy i w ramach nagrody rozpalił fajkę. Maleńkie kółko zębate było podarkiem, jak powiedział mi później tata, pamiątką naszej wizyty. Równie idealnego trybiku ze świecą szukać.

Podobnie jak jego najlepszy pracownik, tata również chlubił się swoim zajęciem. Dostrzegał znaczenie, wagę, a przede wszystkim wartość pracy z bezkształtnymi kawałkami stali, nadawania im atrakcyjnej formy oraz funkcji. Wszystkie produkty były kunsztowne, schludnie wykończone i gotowe spełnić dowolne zadanie, od banalnego po najbardziej wymyślne, bowiem poza systemami uzbrojenia fabryka wytwarzała również elementy konstrukcji samochodów, nagrzewnic i wind górniczych, silniczków do cięcia diamentów i mielenia ziaren kawy, jak również ukrytych w mikroskopach, barografach, kamerach i zegarkach. „Ale nie tych noszonych na ręku” – wyznał ojciec z żalem – „tylko stołowych, chronometrów morskich i zegarów stojących, w których jego koła zębate wytrwale wyliczały fazy Księżyca i informowały o tym na tarczach zegarów stojących w tysiącach korytarzy”.

Zdarzało się, że tata przynosił do domu bardziej wyszukane cacka, choć chyba żadne nie skrywało w sobie magii poddanych obróbce mechanicznej, idealnie płaskich płytek wzorcowych. Miał w tym głównie jeden cel: dostarczenie mi rozrywki. Swoje niespodzianki prezentował przy stole w jadalni, za każdym razem doprowadzając mamę na skraj załamania, gdyż wszystko pakował w szary, utytłany w oleju papier woskowany, który zostawiał plamy na obrusie. „Czy mógłbyś położyć to coś na gazecie?” – upominała go, zwykle po fakcie, gdy niespodzianka już stała na stole, lśniąc w świetle lamp. Wydawało się, że kółka rwą się do pracy, ramiona czekają, aż ktoś je wygnie, a szklane elementy (nierzadko urządzenia miały soczewki lub niewielkie lusterko) tylko czekają, żeby pokazać, na co je stać.

Tatę fascynowały solidnie wykonane samochody. Darzył je ogromnym szacunkiem – zwłaszcza te wyprodukowane przez Rolls-Royce’a. W tych dawno minionych czasach owe szlachetne konstrukcje symbolizowały nie tyle status właściciela, ile raczej kunszt wytwórcy. Tata miał okazję zwiedzić linię montażową w Crewe i spędzić trochę czasu z członkami zespołu odpowiedzialnego za budowę wału korbowego. Szalenie zaimponowało mu wtedy to, że taki wał, ważący dobre kilkadziesiąt kilogramów, wykańczano ręcznie, dążąc do tak idealnego wyważenia elementów, że raz wprawiony w ruch na stanowisku testowym nie przestawał się obracać, ponieważ obie strony nawzajem się równoważyły. Powiedział mi, że gdyby wykluczyć efekt tarcia, wał korbowy wykorzystany w modelu Phantom V mógłby pracować w nieskończoność. Pokłosiem naszej rozmowy było pewne zadanie. Otóż tata zaproponował, żebym zaprojektował moje własne perpetuum mobile. Na próbę realizacji tego marzenia zmarnowałem wiele godzin i kilkaset kartek – podkreślę, że dysponowałem wówczas dość powierzchowną wiedzą na temat dwóch pierwszych zasad termodynamiki, a co za tym idzie, nie miałem szans podołać wyzwaniu.

Choć od tamtych szczęśliwych dni minęło ponad pół wieku, nigdy nie wyzbyłem się zamiłowania do maszyn. Przypomniało ono o sobie ze zdwojoną siłą pewnego wiosennego wieczoru w 2011 roku, kiedy to niespodziewanie otrzymałem e-mail od całkowicie obcej mi osoby, zamieszkałej w Clearwater na Florydzie. W tytule wiadomości widniało jedno słowo: „sugestia”, a autor, nie bawiąc się w konwenanse, już w pierwszym akapicie (z trzech) wypalił prosto z mostu: „A może napisałby pan książkę o historii precyzji?”.

Moim korespondentem był Colin Povey, który większość swojej kariery zawodowej przepracował na stanowisku dmuchacza szkła laboratoryjnego2. Jego argumentacja była prosta i przekonująca – pisał, że precyzja stanowi kluczowy aspekt współczesnego świata, ale jej rola jest anonimowa. Wszyscy zdajemy sobie sprawę z tego, że maszyny muszą być precyzyjne; że przedmioty, które stały się nam nieodzowne (jak kamera, telefon komórkowy, komputer, rower, samochód, zmywarka czy długopis), korzystają z idealnie dopasowanych komponentów i gwarantują niemal bezbłędne działanie; i chyba zgodzimy się, że im wyższy poziom precyzji, tym lepiej. Jednocześnie ową precyzję, podobnie jak tlen czy język ojczysty, traktujemy jako coś oczywistego, ledwie zauważalnego. Pełne zrozumienie istoty tego zjawiska nastręcza nie lada problemów i rzadko staje się ono tematem rzeczowej dyskusji – przynajmniej pośród laików. Mimo to precyzja jest wszechobecna, stanowi fundament współczesności, bez którego świat wyglądałby zupełnie inaczej.

Jednak nie zawsze tak było. Precyzja ma swoją genezę, jasno okreś­lony, niepodważalny moment narodzin. Z upływem czasu zmieniała się, rozwijała i ewoluowała, a jej przyszłość dla niektórych jest jasna i oczywista, innych zaś wprawia w konsternację i budzi niejakie wątpliwości. Innymi słowy, precyzja jest żywą opowieścią i gdyby wyrazić ją w formie krzywej, przypominałaby raczej parabolę niż prostą linię biegnącą ku nieskończoności. Jednak niezależnie od zawirowań opowieść nie ustawała. Jak to zwykli mawiać filmowcy, zawsze miała motyw przewodni.

Właśnie tak rozumiał precyzję pan Povey. Ale miał też bardziej osobisty powód, aby podsunąć mi temat książki, i objaśnił go, posługując się opowieścią zarazem precyzyjną i zwięzłą, którą tu przytoczę.

Pan Povey senior, ojciec mojego korespondenta, służył w armii brytyjskiej. Jedno jest pewne – był z niego niezły oryginał. Ot, kilka przykładów: jako że nie miał ochoty co niedzielę uczęszczać na obowiązkową mszę w obrządku anglikańskim, oznajmił, że wyznaje hinduizm; ponieważ nie uśmiechała mu się służba w okopach, dołączył do Royal Army Ordnance Corps (RAOC), korpusu, który dostarczał walczącym żołnierzom broń, amunicję i pojazdy opancerzone. (Od tamtych czasów zakres kompetencji RAOC uległ rozszerzeniu o mniej zaszczytne funkcje, jak pranie, zapewnienie mobilnych pryszniców i wykonywanie oficjalnych zdjęć).

Przeszedł podstawowe szkolenie saperskie i techniczne. Wyróżniał się na tle pozostałych rekrutów, więc w 1940 roku został wysłany do brytyjskiej ambasady w Waszyngtonie (incognito, w cywilnym ubraniu, ponieważ wówczas Stany Zjednoczone jeszcze nie uczestniczyły w wojnie). Współpracował z amerykańskimi producentami amunicji, pomagając w tworzeniu pocisków przystosowanych do standardów przyjętych w armii brytyjskiej.

W 1942 roku powierzono mu specjalne zadanie: miał ustalić, dlaczego amerykańskie pociski przeciwczołgowe wystrzelone z brytyjskiej wyrzutni niekiedy nie odpalają. Niezwłocznie wskoczył do pociągu do Detroit i poświęcił kilka tygodni na skrupulatną kontrolę kolejnych partii amunicji. Ku swojemu rozgoryczeniu skonstatował, że wszystkie pociski – co do jednego – idealnie mieszczą się w lufie wyrzutni. W stu procentach spełniały narzucone wymogi. „To nie w fabryce powinniśmy szukać źródła problemu” – tłumaczył przełożonym. Centrala w Londynie odesłała go tropem amunicji do dowódców zgłaszających irytującą usterkę, czyli na objęty wojną obszar północnoafrykańskiej pustyni.

Pan Povey natychmiast wyruszył w drogę, targając wielgaśną walizę wypełnioną po brzegi przyrządami pomiarowymi. Pierwszy etap swojej podróży odbył załadowanymi amunicją pociągami podążającymi nieśpiesznie ku Wschodniemu Wybrzeżu, przecinającymi po drodze pasma górskie i rzeki wschodnich Stanów Zjednoczonych, by ostatecznie zatrzymać się w Filadelfii, gdzie ładunek miał zostać przerzucony na pokład okrętów. Codziennie, na każdym kolejnym postoju, mierzył pociski i każdorazowo dochodził do jednakowej konkluzji: od momentu opuszczenia linii produkcyjnej skorupa i ogólna konstrukcja ładunków zachowały tę samą, odpowiadającą wyśrubowanym normom jakość.

Tak było do momentu, kiedy przesiadł się na towarowiec. Wtedy jego wyprawa przybrała formę swoistego chrztu bojowego: okręt, którym płynął, uległ uszkodzeniu i został porzucony przez resztę konwoju oraz eskortę niszczycieli. Pozostawiony samemu sobie pośrodku oceanu stał się łatwym celem u-bootów, a na domiar złego znalazł się w zasięgu straszliwej burzy, która wywołała okropną chorobę morską nawet u doświadczonych członków załogi. Ale właśnie te wymagające warunki pomogły panu Poveyowi rozwikłać problem, nad którym się głowił.

Okazało się bowiem, że winę za uszkodzenie części pocisków ponosi silne kołysanie. Ładunek zmagazynowano w skrzyniach głęboko w ładowni, więc kiedy fale miotały okrętem, skrzynie leżące na zewnątrz sterty – i tylko one – waliły o ścianę statku. Gdy sytuacja się powtarzała, narażony na uderzenia wierzchołek pocisku cofał się – choćby o kilka milimetrów – w głąb mosiężnej skorupy. W efekcie ulegała ona zniekształceniu, a jej krawędzie nieznacznie się rozchodziły. Zmiana była niedostrzegalna gołym okiem i aby ją zmierzyć, Povey musiał posłużyć się najdokładniejszymi mikrometrami i miernikami ze swojej kolekcji.

Właśnie dlatego pociski najciężej doświadczone podróżą nie mieściły się w lufie. Co więcej, kiedy okręt zawinął do portu, dokerzy wyładowywali skrzynie, a amunicję losowo rozdzielano i rozsyłano do różnych pułków – nie sposób było zatem stwierdzić, w której przesyłce znalazły się felerne pociski.

Była to zgrabna diagnoza, opatrzona prostym remedium: wystarczy, że fabryka w Detroit wzmocni skrzynie grubszą warstwą kartonu i drewna by – tadaaam! – pociski opuściły pokład okrętu w nienagannym stanie, a problem z zacinającymi się wyrzutniami zniknął jak ręką odjął.

Povey poinformował o swoim odkryciu centralę w Londynie i został z miejsca obwołany bohaterem, by następnie, w zgodzie z uświęconą wojskową tradycją, utknąć na pustyni bez dalszych rozkazów, za to – jako że dawno nie odwiedzał swojego biura w Waszyngtonie – z okrąg­łą sumką składającą się na zaległe wypłaty.

Wnioskuję, że saharyjskie upały zrobiły swoje, bowiem opowieść znienacka odbija w nieoczekiwanym kierunku: otóż pan Povey senior najwyraźniej poszedł w pustynne tango. Zdecydowanie po zbyt wielu tygodniach prażenia się w słońcu wreszcie uznał, że czas najwyższy wracać do Stanów, w czym pomogły mu strategicznie rozdane flaszki whisky. Potrzebował jedenastu butelek johnniego walkera, żeby dostać się z Kairu (po drodze zaliczając postój na tymczasowym lotnisku w ogarniętym wojną, egzotycznym Timbuktu) do Miami, z którego było już stosunkowo niedaleko do Waszyngtonu.

Nie mógł przewidzieć, jaką sytuację zastanie na miejscu. Podczas swoich afrykańskich wojaży tak długo nie dawał znaku życia, iż uznano go za zaginionego i prawdopodobnie martwego. Stracił prawo do korzystania z kantyny, jego szafkę zamknięto na cztery spusty, ubrania zaś oddano do krawca, by dopasował je do kogoś o drobniejszej posturze.

Wyjaśnienie tej kłopotliwej sytuacji wymagało mnóstwa czasu, a kiedy mniej więcej wszystko wróciło do normy, pan Povey odkrył, że korpus został przeniesiony do Filadelfii – gdzie czym prędzej sam się udał.

Tam też poznał sekretarkę korpusu i zakochał się w niej po uszy. Wzięli ślub, a pan Povey, który wbrew informacji wygrawerowanej na jego nieśmiertelniku nigdy nie wyznawał hinduizmu, do końca swoich dni wiódł przykładne życie w Stanach Zjednoczonych.

I czerpał z niego pełnymi garściami, jak zapewnił mnie mój korespondent. „Owa dama była moją mamą, a swoje przyjście na ten świat zawdzięczam ni mniej, ni więcej, tylko precyzji. I właśnie dlatego musi pan napisać o niej książkę” – podsumował.

Zanim oddamy się bez reszty zgłębianiu historii precyzji, musimy odnieść się do dwóch aspektów tego zjawiska. Pierwszym jest jego wszechobecność w debacie publicznej – precyzja stała się integralnym, niekwestionowanym i, wydawałoby się, wręcz kluczowym elementem debaty dotyczącej współczesnych zagadnień społecznych, handlowych, naukowych i intelektualnych, jak również tych z zakresu mechaniki. Przenika każdy aspekt naszego życia. W tym momencie przechodzimy do drugiej kwestii – która zakrawa na swoistą ironię – mianowicie że większość osób, których codzienność nabrała kolorów dzięki precyzji, nie do końca rozumie jej istotę, nie potrafiłaby precyzji zdefiniować ani wskazać, czym różni się od pojęć stosowanych z nią zamiennie – dość oczywistej „dokładności”, pokrewnych jej językowo „perfekcji” oraz „ścisłości” i „w sam raz, idealnie!”.

Wszechobecność precyzji bardzo łatwo jest zilustrować. Wystarczy się rozejrzeć. Ot, weźmy na przykład takie leżące na stoliku magazyny, a dokładniej reklamy w nich umieszczone. Raptem kilka minut przeglądania pozwoli ułożyć sobie terminarz zajęć przesiąkniętych precyzją.

Zaczynamy od szczotkowania zębów szczoteczką Colgate Precision. Sprytny czytelnik śledzący ofertę Gillette oszczędzi sobie „szarpania” brody dzięki maszynce do golenia wyposażonej w „pięć precyzyjnych ostrzy” z linii Fusion5 ProShield Chill, a kozią bródkę i wąsy uporządkuje precyzyjnym trymerem od firmy Braun. Przed pierwszą randką warto bezboleśnie usunąć z ramienia imię byłej dziewczyny – ten problem rozwiąże przyrząd reklamowany hasłem „precyzyjne laserowe usuwanie tatuaży”. Po doprowadzeniu się do porządku można zadbać o nastrój, grając serenadę na basówce Fender Precision albo zaprosić wybrankę serca na bezpieczną, zimową wycieczkę samochodem wyposażonym w nowy zestaw opon radialnych Firestone Precision, gwarantujących (jak głosi reklama) komfortową jazdę po śniegu. Kiedy już zaprezentujemy się od jak najlepszej strony na szosie, nie zaszkodzi udowodnić, że żaden krawężnik nam niestraszny, zaprzęgając do pracy opatentowaną technologię wspomagania parkowania Volkswagen Precision. Później zaprosimy wybrankę na piętro, żeby wspólnie posłuchać miłej dla ucha muzyki na radiu Scott Precision (urządzeniu, które łączy „wizualny splendor ze światowej klasy jakością dźwięku” produkcji chicagowskiej firmy Scott Transformer Company – magazyny zalegające na stolikach nie zawsze są aktualne). Następnie, jeśli śnieg stopnieje, możemy w ogródku przygotować obiad na grillu ceramicznym Big Green Egg z „precyzyjną kontrolą temperatury”, powieść marzycielskim spojrzeniem po niedalekim polu obsianym kukurydzą Johnson Precision, a na koniec nacieszyć się świadomością, że jeśli po stresującym wieczorze obudzimy się z kacem lub, bardziej ogólnie, złym samopoczuciem, zawsze możemy sięgnąć po precyzyjny lek dostępny w szpitalu NewYork-Presbyterian.

Wszystkie wymienione tu przykłady pochodzą z przypadkowych magazynów zalegających na stoliku. A to tylko niewielka próbka. Niedawno rzuciło mi się w oczy, że angielska pisarka Hilary Mantel opisała przyszłą królową Wielkiej Brytanii Kate Middleton jako osobę perfekcyjną, do tego stopnia, że sprawia wrażenie „precyzyjnie skonstruowanej”. Jej opinia ubodła zarówno rojalistów, jak i inżynierów, jako że cechą, która czyni księżną Cambridge – oraz każdą ludzką istotę – perfekcyjną, jest jej niedoskonałość (czyli brak precyzji) będąca naturalną konsekwencją wychowania oraz genów.

W tym konkretnym przykładzie słowo „precyzja” zostało użyte w znaczeniu pejoratywnym. Jednocześnie na dobre zadomowiło się w nazwach produktów. „Precyzja” może odnosić się do najważniejszego elementu opisującego przeznaczenie lub cechę danej konstrukcji i stanowczo zbyt często pojawia się w nazwach firm je sprzedających. W innych sytuacjach zyskuje konotacje lingwistyczne: opisuje, jak wyrażamy myśli; jak się ubieramy, piszemy, wiążemy krawat, szyjemy ubrania, przyrządzamy koktajle; jak wycinamy, kroimy i szatkujemy pożywienie (mistrzowie sushi są tak poważani, dlatego że nikt inny nie potrafi z taką wprawą przygotować toro), rzucamy piłką, nakładamy makijaż, zrzucamy bomby, rozwiązujemy zagadki, strzelamy z broni, malujemy portrety, piszemy na klawiaturze, wygrywamy sprzeczki i przedstawiamy nasze propozycje.

QED, można by rzec. Precyzyjnie.

Słowo „precyzja” znacznie lepiej pasuje do wymienionych przykładów niż jego najbliższy rywal, czyli „dokładność”. „Dokładne usuwanie tatuaży” nie brzmi już tak przekonująco ani skutecznie; samochód wyposażony w „technologię dokładnego parkowania” może sporadycznie wjechać w zderzak drugiego wozu; „dokładna kukurydza” brzmi w najlepszym wypadku nudno. A stwierdzenie, że wiążemy krawat „dokładnie”, brzmiałoby krytycznie i protekcjonalnie – za to „precyzyjny węzeł” implikuje pewną dozę werwy i stylu.

Atrakcyjnie brzmiący, lekko uwodzicielski rzeczownik (duża w tym zasługa drugiej sylaby) „precyzja” wywodzi się z łaciny, upowszechnił się dzięki językowi francuskiemu, a do angielskiego słownika trafił w XVI wieku. Jego pierwotne znaczenie, ‘rozdzielanie lub odcinanie’ – précis, synonim przycinania – już niemal całkowicie wyszło z użycia3, z kolei współczesne – wykorzystywane tak powszechnie, że zalatuje banałem – Oxford English Dictionary definiuje jako ‘wykonane ściśle i dokładnie’.

Dalej słowa „precyzja” i „dokładność”, jako że w powszechnym rozumieniu stanowią synonimy, będę stosował zamiennie – choć nie zawsze, gdyż nie oznaczają tego samego.

Biorąc pod uwagę temat tej książki, czuję się zobowiązany wytłumaczyć rzeczone rozróżnienie, gdyż dla adeptów inżynierii precyzyjnej ma ono znaczenie kluczowe. Przypomina nam to, że język angielski jest praktycznie pozbawiony synonimów, a słowa cechuje swoista specyfika i zawężone zastosowanie. Dla części odbiorców „precyzja” i „dokładność” wyraźnie się od siebie różnią.

Już łaciński źródłosłów sugeruje nieco odmienne znaczenie tych dwóch pojęć. „Dokładność” (ang. accuracy) wywodzi swoją etymologię od łacińskich słów oznaczających ‘troskę i uwagę’; z kolei „precyzja” od całej listy starożytnych określeń opisujących rozdzielenie. Na pierwszy rzut oka mogłoby się wydawać, że „troska i uwaga” mogą w jakimś niewielkim stopniu dotyczyć działania polegającego na odcinaniu. Precyzja zaś należy do tej samej grupy wyrazów, która dała nam „szczegółowość” (ang. minuteness) i „detal” (ang. detail) w ich późniejszych znaczeniach. Kiedy opisujemy coś z wielką dokładnością, oznacza to, że chcemy, aby nasz opis był jak najwierniejszy i odnosił się do istoty rzeczy. Opisanie precyzyjne zakłada, że skupiamy się na detalach, nawet jeśli owe niuanse nie przekładają się na faktyczną wartość tego, co opisujemy.

Możemy bardzo precyzyjnie przedstawić stały stosunek obwodu okręgu do jego średnicy w postaci liczby π, czyli 3,14159265 358979323846, albo zrobić to samo dokładnie do siódmego miejsca po przecinku: 3,1415927 – jako ostatnią cyfrę podamy siódemkę, gdyż matematyka dopuszcza zaokrąglenie liczby, której wartość kończy się na sześćdziesiąt pięć (wcześniej zaznaczyłem to miejsce, dzieląc ciąg cyfr na dwie części).

Albo inny, prostszy przykład, w którym posłużę się tarczą strzelec­-ką z trzema okręgami. Załóżmy, że oddajemy sześć strzałów, ale z tak dużym rozrzutem, że żaden nie trafia w środek. W takiej sytuacji nie może być mowy ani o dokładności, ani o precyzji.

Załóżmy teraz, że udało nam się trafić w wewnętrzny krąg, ale żaden pocisk nie zaliczył dziesiątki. To znaczy, że wykazaliśmy się dużą dokładnością – o czym świadczy rozrzut trafień, ale niewielką precyzją, gdyż pociski trafiały w cel bez ładu i składu.

Kolejne podejście: wszystkie pociski trafiają między wewnętrzny i zewnętrzny krąg, do tego jeden obok drugiego. Precyzyjnie, ale niewystarczająco dokładnie.

I na koniec upragniony scenariusz: pociski trafiają w dziesiątkę i blisko siebie. Ta sesja poszła idealnie: osiągnęliśmy zarazem świetną dokładność i precyzję.

W obu przypadkach – sposobie zapisywania liczby π i strzelaniu do celu – możemy mówić o dokładności, kiedy wynik jest zbliżony do wartości pożądanej, co w tym przypadku oznacza faktyczną wartość średniej lub środek tarczy. Z kolei precyzja wymaga, aby wszystkie wyniki były do siebie zbliżone: każdy oddany strzał, ilekolwiek by ich było, trafia w tę samą przestrzeń i nie ma znaczenia, jeśli nie jest to obszar najwyżej punktowany. Podsumowując, dokładność jest wiernością zamiarowi, precyzja zaś – wiernością sobie.

Tak, wiem, istne pomieszanie z poplątaniem, ale musimy zdefiniować jeszcze jedno pojęcie: „tolerancję”. Koncepcja tolerancji jest dla nas istotna na płaszczyźnie filozoficznej oraz organizacyjnej. W tym drugim przypadku pomaga uporządkować niniejszą książkę i zamknąć ją w określonych ramach. Jako że pogoń za coraz większą precyzją tak bardzo spopularyzowała się w naszym społeczeństwie, kolejność rozdziałów została ustalona na podstawie tolerancji. Zaczniemy od takiej na poziomie od 0,1 do 0,01, aby pod koniec książki dotrzeć do absurdalnie wąskiego, praktycznie niemożliwego do osiągnięcia poziomu tolerancji, z jakim pracują współcześni uczeni – ogłoszono na przykład, że udało się zmierzyć różnicę wagi sięgającą 0,00000000000000000000000000001 gramów, czyli 10-28 grama4.

Jednak przyjęta przeze mnie reguła nasuwa ważne pytania natury filozoficznej: czemu to służy? Skąd bierze się potrzeba określenia tolerancji? Czy dążenie do zawężenia wyników, których ilustracją są przytoczone przeze mnie dane liczbowe, przekłada się na wymierne korzyści dla ludzkości? A może uczyniliśmy z precyzji nasz fetysz i skrajnie zawężamy tolerancję tylko dlatego, że możemy albo wierzymy, że tak właśnie powinno być? Te pytania będą istotne później, ale już samo ich wyartykułowanie zmusza nas do zdefiniowania pojęcia tolerancji i pogłębienia wiedzy na jej temat w równym stopniu co samej precyzji.

Choć wcześniej napomknąłem o precyzyjnym posługiwaniu się językiem czy dokładnym malowaniu obrazów, w dalszej części książki będę badał obie koncepcje na przykładach dzieł ludzkich rąk oraz – w przeważającej mierze – przedmiotów będących efektem obróbki substancji twardych, takich jak metale, szkło, ceramika i tym podobne, z wyjątkiem drewna. Mimo że widok kunsztownie wykonanego drewnianego mebla lub elementu architektury sakralnej nastraja do zadumania się nad finezją planów i precyzją połączeń, koncepcje precyzji i dokładności nie znajdują tu zastosowania, ponieważ drewno jest materiałem elastycznym, pęcznieje i kurczy się w niekontrolowany sposób. Taki przedmiot nie ma stałych wymiarów, gdyż drewno należy do świata naturalnego. Nie ma znaczenia, czy go oheblujemy, spasujemy, nałożymy jeden kawałek na drugi czy sfrezujemy na błysk – efekt zawsze będzie nieprecyzyjny, bo taka jest jego natura.

Inaczej się sprawy mają z poddanym obróbce kawałkiem metalu, soczewką z wypolerowanego szkła czy krawędzią wypalonej ceramiki – możemy tu mówić o faktycznej i trwałej precyzji. W przypadku nienagannego procesu produkcyjnego efekt jest powtarzalny, za każdym razem daje identyczny rezultat, a jeden produkt bez trudu zastąpimy innym.

Każdy metalowy (lub szklany czy ceramiczny) obiekt ma określone właściwości chemiczne oraz fizyczne i można go opisać, posługując się takimi wielkościami, jak masa, gęstość, współczynnik rozszerzalności, stopień twardości, ciepło właściwe, a także długość, wysokość i szerokość. Musi też mieć mierzalną charakterystykę geometryczną, na którą składają się m.in. prostoliniowość, płaskość, okrągłość, walcowość, odchylenie, symetryczność, równoległość i położenie – a to tylko wybrane określenia z długiej listy enigmatycznych, mało znanych terminów.

Wszystkie wymiary oraz charakterystykę geometryczną kawałka metalu poddanego obróbce koniecznie musi opisywać jeszcze jedna cecha, znana szerzej jako tolerancja5. Jeśli dany obiekt stanowi część większego układu mechanicznego – i nie ma znaczenia, czy chodzi o zegar, długopis kulkowy, silnik odrzutowy, teleskop czy system naprowadzający torpedy –pewien zakres tolerancji jest konieczny. Nie miałaby ona znaczenia, gdyby taki fragment stał na środku pustyni, ale żeby połączyć go z innym, równie pieczołowicie wykonanym elementem metalowym, jego ustalone lub deklarowane wymiary oraz kształt muszą mieścić się w zakresie dopuszczalnego odchylenia od przyjętej normy. To dopuszczalne odchylenie określamy mianem tolerancji – im precyzyjniej wykonano dany obiekt, tym będzie ona węższa i lepiej dookreślona.

Przykładowo produkcja buta dopuszcza szeroką tolerancję. Marnie wykonany kapeć może mieć „ustalone lub zadeklarowane odchylenie od normy obejmującej gabaryty” (jak głosi formalna definicja tolerancji używana przez inżynierów) rzędu pół cala (1,2 cm) odległości między stopą a wyściółką, co w praktyce oznacza, że koncepcja precyzji właściwie nie będzie miała tu zastosowania. Z drugiej strony półbut męski wykonany ręcznie przez pracownię londyńskiej marki Lobb będzie pasować jak ulał, perfekcyjnie, może nawet precyzyjnie, i to pomimo że jego odchylenie od normy sięgnie 1/8 cala (31 mm) – ale taka tolerancja jest w pełni dopuszczalna w przypadku buta i w żadnym razie nie umniejsza to klasy produktu. Jednak w świecie inżynierii precyzyjnej tak szeroka tolerancja nie tylko nie ma nic wspólnego z precyzją, ale nawet z dokładnością6.

Jeden z najprecyzyjniejszych przyrządów pomiarowych stworzonych przez człowieka znajduje się na północno-zachodnim wybrzeżu Ameryki Północnej, na spalonym słońcem odludziu pośrodku stanu Waszyngton. Wzniesiono go nieopodal tajnej bazy, gdzie Stany Zjednoczone wyprodukowały pierwszą partię plutonu do bomby, która później zniszczyła Nagasaki. Przez wiele kolejnych dekad pierwiastek ten był kluczowym elementem atomowego arsenału USA.

Konsekwencją wielu lat prac jest pokaźny zbiór groźnych substancji promieniotwórczych, od starych prętów paliwowych po skażone ubrania, którymi dopiero niedawno, po głośnych protestach, ktoś się wreszcie zainteresował i obiecał rozwiązanie problemu – czy też, jak ujmują to ekolodzy, remediację. Obecnie tak zwane zakłady Hanford są największym na Ziemi obszarem objętym działaniami mającymi na celu usunięcie zanieczyszczeń. Koszty tego przedsięwzięcia sięgają dziesiątek miliardów dolarów, a szacowany termin zakończenia remediacji ustalono wstępnie na połowę XXI wieku.

Pierwszy raz zobaczyłem kompleks zakładów Hanford w środku nocy, w trakcie ciągnącej się w nieskończoność podróży z Seattle. Kierowałem się na południe i przez szybę rozpędzonego samochodu dostrzegłem odległe rozbłyski światła. Za płotem obwieszonym tablicami ostrzegawczymi i zwieńczonym drutem kolczastym jedenaście tysięcy osób chronionych przez uzbrojonych strażników dzień i noc pracowało nad oczyszczeniem ziemi i wody na wskroś przesiąkniętych trującą radioaktywnością. Według niektórych stojące przed nami wyzwanie jest tak monumentalne, że nigdy nie zdołamy mu podołać.

Na południe od obszaru objętego remediacją, za ogrodzeniem, nieopodal majaczących w tle reaktorów jądrowych, prowadzony jest jeden z najbardziej niezwykłych współczesnych eksperymentów. Akurat on nie jest objęty tajemnicą, szanse, że pozostawi po sobie groźne dziedzictwo są minimalne, a jego przeprowadzenie wymaga skonstruowania i wykorzystania szerokiej palety najprecyzyjniejszych maszyn oraz przyrządów, jakie ludzkość kiedykolwiek stworzyła.

Miejsce, gdzie odbywa się eksperyment, niczym się nie wyróżnia i łatwo je przeoczyć. Do celu dotarłem o poranku, wymęczony nocną podróżą. Było zimno, na drodze z rzadka mijałem jakikolwiek samochód, a zjazd nie został oznaczony. Jedynie niewielka tabliczka po lewej podpowiadała, że powinienem się kierować ku skupisku niskich, białych budyneczków jakieś sto metrów od drogi. Napis na niej głosił: „LIGO” i „WITAMY”. I tyle. Mogliby trochę rozwinąć tę myśl, przykładowo: „Witamy w naszej aktualnej katedrze, gdzie oddajemy cześć ultraprecyzji”.

Zaprojektowanie przyrządów ukrytych na tym wysuszonym na wiór pustkowiu zajęło kilka dekad. Osoby, które troszczą się o utrzymanie kosztownego projektu w tajemnicy, kierują się dewizą „najlepszym gwarantem bezpieczeństwa jest nieprzyciąganie do siebie uwagi”. Dlatego wokół nie uświadczymy drutu kolczastego ani łańcuchów. Maszyneria w LIGO operuje w niewyobrażalnie wąskim zakresie tolerancji, co oznacza, że w historii ludzkości poziom precyzji jej komponentów nie ma sobie równych.

LIGO to akronim utworzony od nazwy ośrodka, tj. Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, i oznacza „obserwatorium fal grawitacyjnych wykorzystujące zjawisko interferometrii”. Celem istnienia tej nieprawdopodobnie czułej, złożonej i kosztownej aparatury jest detekcja przepływu ulotnych zakłóceń i zaburzeń – znanych szerzej jako fale grawitacyjne – przez czasoprzestrzeń. Istnienie takowych fal przewidział w 1916 roku Albert Einstein w swojej ogólnej teorii względności.

Jeśli miał rację, raz na jakiś czas, kiedy gdzieś w przestrzeni dochodzi do wielkiego, kosmicznego wydarzenia (na przykład zderzenia dwóch czarnych dziur), rozchodzące się z prędkością światła fale powinny dotrzeć do Ziemi i na krótką chwilę w ledwo zauważalny sposób ją odkształcić.

Istoty żywe nie odczułyby żadnej zmiany, a samo ściśnięcie byłoby tak nieznaczne, ulotne i nieszkodliwe, że jego śladów nie wykryłoby żadne istniejące urządzenie – z wyjątkiem, teoretycznie, LIGO. Po kilku dekadach eksperymentów z wykorzystaniem przyrządów, których czułość nieustannie poprawiano, sprzęt zgromadzony na północnym zachodzie stanu Waszyngton, na pustyni, oraz na południu, na terenach zalewowych Luizjany, gdzie mieści się drugie takie obserwatorium, w końcu pokazał, na co go stać.

We wrześniu 2015 roku – niemal wiek po publikacji teorii Ein­stei­na – a następnie w Wigilię oraz ponownie w 2016 roku, instrumentarium LIGO wykazało ponad wszelką wątpliwość, że seria fal grawitacyjnych, które miliardy lat wcześniej wyruszyły w podróż z obrzeży wszechświata, dotarła do Ziemi i przeniknęła ją, na krótką chwilę odkształcając naszą planetę.

Aby umożliwić takie odkrycie, sprzęt wykorzystywany w LIGO musiał spełniać wyśrubowane normy doskonałości, których osiągnięcie raptem kilka lat wcześniej graniczyło z niemożliwością, a jeszcze wcześniej wydawało się zarówno niewyobrażalne, jak i całkowicie nieosiągalne. Wtedy jeszcze nie mieliśmy dostępu do tak czułych narządzi. Precyzja jako taka nie istniała, czekała na odkrycie, na ten moment, kiedy pierwsi adoratorzy znajdą dla niej zastosowanie służące wspólnemu dobru. Nic bardziej mylnego.

Precyzja była koncepcją powołaną do życia rozmyślnie, w obliczu powszechnej historycznej potrzeby. Ubrano ją w słowa z czysto praktycznych powodów, które nijak się mają do dążeń naukowców żyjących w XXI wieku, marzących o dowiedzeniu (lub zaprzeczeniu) istnienia wibracji powstałych w konsekwencji zderzeń odległych gwiazd. Nie, powód był dość przyziemny: otóż w XVIII wieku pojawiła się pilna potrzeba wynikająca z odkryć fizycznych, bezpośrednio powiązana z perspektywą pozyskania potencjalnie niebywałej energii z wody podgrzanej do wysokiej temperatury. Wiek wcześniej nazwano ten stan skupienia parąwodną i tak go zdefiniowano.

Narodziny precyzji można prześledzić do wizji pochwycenia i wykorzystania owej pary, niewidzialnej, gazowej postaci wrzącej wody, w celu wytworzenia energii, która zaprzężona do pracy (być może, przy odrobinie szczęścia) przyniosłaby korzyść rodzajowi ludzkiemu.

Do kluczowego inżynieryjnego objawienia doszło w pewien chłodny majowy dzień 1776 roku w Północnej Walii – zupełnym przypadkiem na kilka tygodni przed uchwaleniem Deklaracji niepodległości Stanów Zjednoczonych, kraju, gdzie nieustannie rozwijane technologie precyzyjne miały znaleźć praktyczne zastosowanie.

Obecnie uznaje się, choć nie jest to opinia jednogłośna, że wtedy właśnie zapadła decyzja o stworzeniu pierwszej konstrukcji obsługującej faktyczny, powtarzalny proces precyzyjny – taki, który można zmierzyć, zarejestrować oraz odtworzyć, i to, jak to było w tym przypadku, z tolerancją błędu sięgającą jednej dziesiątej cala czy też, jak to wówczas ujęto, angielskiej srebrnej monety o wartości raptem jednego szylinga.

1. Gwiazdy, sekundy, cylindry i para

(TOLERANCJA: 0,1)

Jest bowiem cechą człowieka wykształconego żądać w każdej dziedzinie ścisłości w tej mierze, w jakiej na to pozwala natura przedmiotu, i nie dążyć do niej, jeśli prawda dostępna jest jedynie w ogólnych zarysach.

Arystoteles (384–322 p.n.e.), Etyka nikomachejska7

Brać inżynierska za ojca prawdziwej precyzji uznaje żyjącego w XVIII wieku Anglika Johna Wilkinsona, ironicznie określanego mianem „uroczego wariata” – głównie dlatego że jego pasją i zarazem obsesją stało się żelazo. Skonstruował żelazną łódź, pracował przy żelaznym biurku, wzniósł żelazną ambonę, zażyczył sobie, aby pochowano go w żelaznej trumnie, którą trzymał w swoim warsztacie (i okazjonalnie wyskakiwał z niej, aby wystraszyć odwiedzające go przedstawicielki płci pięknej), a do tego zadbał o upamiętnienie swojej osoby, wznosząc żelazny słup w odludnej wiosce w południowej części hrabstwa Lancashire.

Ktoś mógłby jednak powiedzieć, że „Iron-Mad” („oszalały na punkcie żelaza”) Wilkinson, jak zwykle go nazywano, nie był pierwszy i równie dobrze jego poprzednicy mogliby zgłosić pretensje do „ojcostwa”. Jednym z nich był pewien pechowy zegarmistrz z York­shire John Harrison, który raptem kilkadziesiąt lat wcześniej skonstruował mechanizmy niemal perfekcyjnie odmierzające czas; innym – ku zaskoczeniu osób uważających precyzję za wynalazek w gruncie rzeczy współczesny – bezimienny rzemieślnik żyjący w starożytnej Grecji mniej więcej 2 tysiące lat przed Harrisonem. Jego arcydzieło rękodzieła precyzyjnego odkryła na przełomie XIX i XX wieku grupka rybaków łowiących gąbki w ciepłych wodach Morza Śródziemnego.

Łowisko, z którego regularnie korzystali, znajdowało się na południe od Peloponezu, nieopodal wysepki Andikitira. Połów był jak zwykle bogaty, ale tamtego dnia greccy rybacy znaleźli coś jeszcze: drzewce i sterty belek z rozbitego okrętu, najprawdopodobniej towarowca z czasów rzymskich. Pośród połamanych desek natknęli się na prawdziwy skarb: ogromny zbiór dzieł sztuki i wyrobów luksusowych – a pośród nich tajemniczy, zwapniały i przeżarty korozją obiekt z brązu i drewna, wielkości książki telefonicznej, który w pierwszym odruchu zignorowano i niewiele brakowało, a zostałby uznany za znalezisko o nikłej wartości archeologicznej.

Ten dość żałośnie prezentujący się obiekt przeleżał kolejne dwa lata w szufladzie w Atenach, nie przyciągając niczyjej uwagi, aż wreszcie, kiedy wysechł na wiór, po prostu rozpadł się na trzy części. Wtedy to, ku zdumieniu wszystkich, okazało się, że krył w sobie ponad trzydzieści zachodzących na siebie metalowych kółek zębatych. Jedno z nich miało średnicę niemal równą szerokości obiektu, a inne – niecałego centymetra. Na wszystkich ręcznie wycięto trójkątne ząbki – na najmniejszych kółkach zliczono ich raptem piętnaście, na największym aż 223, co wydawało się to czystym absurdem. W dodatku wyglądało na to, że kółka wycięto z jednej płyty brązu.

Zaskoczenie badaczy szybko ustąpiło miejsca niedowierzaniu, sceptycyzmowi, a w końcu bojaźliwemu zaintrygowaniu. Wydawało się, że nawet najwybitniejsi inżynierowie hellenistyczni nie zdołaliby zbudować czegoś tak niezwykłego. Z tego powodu tę budzącą postrach machinę – o ile w ogóle machiną była – na blisko pół wieku ponownie schowano do szuflady, z dala od ludzkich oczu, niczym śmiertelnie groźny patogen. Nadano jej nazwę „mechanizm z Antykithiry” na cześć wyspy położonej w połowie drogi między Kretą a południowym wybrzeżem kontynentalnej Grecji, gdzie mechanizm znaleziono. Następnie po cichu, mimochodem wymazano go z historii greckich odkryć archeologicznych, wypełnionej po brzegi wazami, biżuterią, amforami, monetami oraz posągami z marmuru lub lśniącego brązu. Autorzy nielicznych cieniutkich książek i broszur, którzy w swoich publikacjach nawiązali do tajemniczego obiektu, dopatrywali się w nim astrolabium bądź planetarium, jednak ogólnie zainteresowanie znaleziskiem było znikome.

Tak było do 1951 roku, kiedy to Derek Price, młody brytyjski badacz historii i wpływu nauki na życie społeczne, uzyskał dostęp do mechanizmu z Antykithiry. Przez kolejne dwie dekady prześwietlał roztrzaskany zabytek, na który składało się łącznie ponad osiemdziesiąt odnalezionych części oraz trzy główne fragmenty, promieniami rentgenowskimi i gamma, starając się rozwikłać zagadkę sprzed dwóch tysiącleci. Ostatecznie Price uznał, że mechanizm na płaszczyźnie konstrukcji i zastosowania jest dużo bardziej złożony od zwykłego astrolabium i że prawdopodobnie stanowił serce tajemniczego urządzenia obliczeniowego o niewyobrażalnej złożoności, wykonanego w II wieku przed naszą erą przez prawdziwego geniusza.

Ze względu na ograniczenia technologii dostępnej w latach 50. Price nie mógł zajrzeć w głąb urządzenia. To się zmieniło dwadzieścia lat później wraz z wynalezieniem obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (MRI), dzięki któremu w 2006 roku, ponad wiek po odkryciu dokonanym przez poławiaczy gąbek, na łamach periodyku naukowego „Nature” opublikowano znacznie bardziej szczegółową i wnikliwą analizę znaleziska.

Grupa międzynarodowych specjalistów doszła do wniosku, że greccy nurkowie wydobyli na powierzchnię pozostałości miniaturowego, zamkniętego w pudełku urządzenia wyposażonego w pokrętła, wskaźniki i ogólną instrukcję obsługi, które można określić mianem komputera analogowego. Owo urządzenie służyło „obliczaniu i prezentacji cyklicznych ruchów ciał niebieskich, takich jak fazy Księżyca, oraz stanowiło kalendarz księżycowo-słoneczny”. Co więcej, wykonane z brązu elementy maszynerii były pokryte mikroskopijnymi napisami w korynckiej odmianie greki (dotychczas zidentyfikowano 3400 milimetrowych znaków), z których wynika, iż mechanizm wprawiony w ruch za pomocą korby znajdującej się z boku urządzenia umożliwiał śledzenie ruchu pięciu planet znanych starożytnym Grekom8.

Jakiś czas później niewielka, ale bardzo entuzjastyczna grupa zapalonych fanów niezwykłego instrumentu skonstruowała z brązu i drewna działające modele mechanizmu. Jeden z nich obudowano przezroczystym pleksiglasem, dzięki czemu można było podejrzeć pracę ogromnej liczby kół zębatych, które nadały machinie wygląd kilkupiętrowej planszy do gry w warcaby. Pierwszą wskazówką dającą wgląd w intencje twórców urządzenia była liczba zębów na kółkach. Przykładowo, kiedy badacze studiowali największe koło z 223 zębami, przypomnieli sobie o odkryciu dokonanym przez słynących z uważnej obserwacji nieba babilońskich astronomów, którzy wyliczyli, że kolejne zaćmienia Księżyca występują zwykle po 223 pełniach. A zatem to konkretne koło musiało odpowiadać za obliczanie dat zaćmień (pozostałe kółka oraz ich układy poruszały wskaźnikami na tarczach, wyliczając cykle i anomalie planetarne) oraz, co zabrzmi trywialnie, dat najbliższych wydarzeń sportowych, szczególnie igrzysk olimpijskich.

Współcześni badacze twierdzą, że urządzenie zostało profesjonalnie zbudowane, a „niektóre elementy wykonano z dokładnością do kilku dziesiątych części milimetra”. To by oznaczało, że mechanizm z Antykithiry może się ubiegać o tytuł urządzenia wyróżniającego się precyzją, o ile nie pierwszego instrumentu precyzyjnego w historii ludzkości, co w kontekście wstępu do naszej opowieści ma kluczowe znaczenie.

Problem polega na tym, że takie twierdzenie byłoby błędne. Testy prowadzone przez zastępy zafascynowanych zabytkiem współczesnych analityków wykazały, że urządzenie było rozpaczliwie, karygodnie niedokładne – do tego stopnia, że nie spełniało przypisanej mu funkcji. Jeden ze wskaźników, mający określać pozycję Marsa, często myli się o trzydzieści osiem stopni. Alexander Jones, profesor z New York University i znawca starożytności, który może pochwalić się chyba największą liczbą publikacji poświęconych mechanizmowi z Antykithiry, opisuje jego zaawansowaną konstrukcję jako owoc „wczesnej, dynamicznie rozwijającej się tradycji rzemieślniczej”, wykorzystujący „wątpliwe rozwiązania”, o twórcach urządzenia zaś pisze, że wykonali „niezwykłe urządzenie, ale w żadnym razie niepozbawione wad”.

Jeden aspekt konstrukcji mechanizmu do dziś intryguje historyków nauki: choć obudowa skrywa niezwykle skomplikowany mechanizm zegarowy, najwyraźniej żaden z konstruktorów nie wpadł na pomysł, aby wyposażyć go w funkcję zegara.

Z naszej perspektywy może to budzić uzasadnioną konsternację i aż chciałoby się wytknąć starożytnym Grekom pominięcie najbardziej oczywistego zastosowania dla ich mechanizmu. Wówczas upływ czasu odmierzano na kilka sposobów: zwykle korzystano z zegara słonecznego, wodnego, klepsydry (działającej na tej samej zasadzie, co współczesny minutnik), lamp oliwnych (miarą upływającego czasu był spadający poziom oliwy) i wolnopalnych świec z podziałką. I choć Grecy dysponowali narzędziami umożliwiającymi tworzenie zegarowych kół zębatych i zaprzężenie ich do pracy w służbie obliczania upływu czasu, czego dowodem jest istnienie mechanizmu z Antykithiry, nigdy tego nie zrobili. Po prostu nikomu nie przyszło to do głowy. Ani Grekom, ani później Arabom czy wcześniej innym, starszym cywilizacjom Wschodu. Musiało minąć wiele wieków, nim ktoś skonstruował zegar mechaniczny, ale kiedy już się to stało, jego kluczowym komponentem była precyzja.

Z perspektywy współczesnego człowieka dziwne może się wydawać, że choć główną funkcją zegara skonstruowanego przez rozmaitych XIV-wiecznych wynalazców było wskazywanie upływających w ciągu dnia godzin i minut, to odmierzanie czasu miało tak naprawdę znaczenie drugorzędne. W swoim najwcześniejszym, średniowiecznym kształcie zegary wykorzystujące złożone układy trybów rodem z mechanizmu z Antykithiry oraz kwieciste, przepięknie wykonane elementy dekoracyjne i wskazówki oprócz wskazywania godziny dostarczały też informacji z zakresu astronomii. Zupełnie jakby wędrówka ciał niebieskich była ważniejsza od niezmordowanego, sygnalizowanego tykaniem upływu chwil, tej wskazującej zawsze ten sam kierunek strzałki czasu, którą Newton zwykł nazywać „trwaniem”.

Był ku temu powód. Naturalny cykl poranka, południa i zmierzchu pełnił funkcję ram czasowych – swoistego terminarza spraw przyziemnych. Wskazywał porę pobudki i rozpoczęcia pracy, odpoczynku, gdy można było nareszcie otrzeć pot z czoła i pójść do karczmy, oraz posiłków i snu. Bardziej wydumane niuanse upływu czasu (jakkolwiek by patrzeć, wytworu człowieka), takie jak szczegółowe ustalanie godziny, siłą rzeczy miały drugorzędne znaczenie. Ruchem ciał niebieskich zawiadywali bogowie, zatem ich wędrówka miała wymiar duchowy, a co za tym idzie, odgrywała w życiu ówczesnych ludzi znacznie ważniejszą rolę niż numeryczne koncepcje godzin i minut i tym bardziej zasługiwała na ekstrawagancką, mechaniczną oprawę.

Ostatecznie to jednak godziny i minuty zaczęły zyskiwać coraz większe poważanie i znaczenie, aż w końcu całkowicie zdominowały funkcje mechanizmów zegarowych podchodzących pod kategorię urządzeń mierzących czas. Aby ustalić porę dnia, starożytni spoglądali w niebo, ale kiedy okazało się, że odpowiedzi równie dobrze może udzielić urządzenie mechaniczne, zaroiło się od instrumentów oferujących taką funkcjonalność. I tak już zostało.

W pierwszej kolejności tego typu urządzenia pojawiły się w klasztorach. Mnisi musieli wstać odpowiednio wcześnie, aby odprawić liturgię godzin, od jutrzni po kompletę, a po drodze jeszcze tercję, nonę i nieszpory. Gdy w społeczeństwie przybyło profesji i zawodów (sklepikarzy, urzędników, przedsiębiorców wędrujących z jednego spotkania biznesowego na drugie, nauczycieli ze sztywnym planem lekcji czy robotników pracujących w systemie zmianowym), wzrosła też potrzeba dokładniejszego obliczania upływu czasu. Rolnik w polu zawsze mógł zerknąć na zegar na wieży odległego kościoła lub wsłuchać się w dźwięk dzwonu, ale już mieszkaniec miasta spieszący na ważne spotkanie musiał wiedzieć dokładnie, ile minut zostało mu do „wyznaczonej godziny” (termin ten rozpowszechnił się dopiero w XVI wieku, kiedy zegary stały się dość powszechnym widokiem).

Na lądzie z propagowania – chociaż ktoś mógłby rzec: definiowania – czasu zasłynęły głównie koleje. Ogromny zegar na stacji kolejowej przyciągał uwagę lepiej niż dowolny inny element dworca, a widok konduktora zerkającego na zegarek kieszonkowy (marki Elgin, Hamilton, Ball lub Waltham) zapisał się na kartach historii. Rozkład jazdy stał się pozycją obowiązkową w bibliotekach i prywatnych domach, a koncepcja stref czasowych oraz ich zastosowanie w kartografii wzięły swój początek od fascynacji czasem zaszczepionej społeczeństwu przez kolek.

Jednak zanim wzięli oni sprawy w swoje ręce, istniał jeszcze inny zawód jak żaden inny uzależniony od precyzyjnego obliczania upływu czasu. Rozwijał się on dynamicznie od czasu odkrycia obu Ameryk w XV wieku i późniejszej konsolidacji tras handlowych prowadzących do krajów Orientu. Chodzi o marynarkę handlową.

Dla żeglarzy przemierzających bezkres oceanu umiejętność nawigacji była niezbędna. Zgubienie drogi w najlepszym razie mogło wygenerować dodatkowe koszty, a w najgorszym przyczynić się do śmierci marynarzy. W związku z tym od zegarmistrzów specjalizujących się w zegarach okrętowych oczekiwano najwyższej precyzji9, ponieważ dla nawigacji kluczowe było określenie położenia okrętu w konkretnym punkcie czasu, co wymagało ustalenia konkretnej godziny na okręcie oraz w lokalizacji geograficznej stanowiącej stały punkt odniesienia.

Do realizacji tego celu gorliwie dążył John Harrison, cieśla i stolarz z Yorkshire, który w przyszłości miał stać się umiłowanym zegarmistrzem Anglików, a może nawet całego świata. Zasłynął on tym, że dostarczył żeglarzom pewne narzędzie pozwalające określić długość geograficzną. W pocie czoła stworzył zestaw zdumiewająco precyzyjnych zegarów i zegarków na rękę, których margines błędu sięgał raptem kilku sekund w roku, i to niezależnie od tego, jak bardzo w trakcie podróży rzucało sterówką okrętu. W 1714 roku w Londynie oficjalnie powołano Komisję Długości Geograficznej, która przygotowała nagrodę w wysokości dwudziestu tysięcy funtów dla osoby, która obliczy szerokość geograficzną z dokładnością do trzydziestu mil. Jej zdobywcą został właśnie John Harrison, który większość swego życia poświęcił doskonaleniu konstrukcji pięciu mechanizmów zegarowych.

Dziedzictwo pracy Harrisona jest nie do przecenienia. Kustosz Królewskiego Obserwatorium Astronomicznego w Greenwich, wzniesionego na wzgórzu górującym nad Narodowym Muzeum Morskim we wschodnim Londynie, codziennie o świcie nakręca trzy pokaźnych rozmiarów zegary, nazywane przez pracowników muzeum „harrisonami”. Świadom historycznego znaczenia tych mechanizmów – oraz czwartego, który już nie jest nakręcany – zawsze pamięta, by towarzyszył temu właściwy ceremoniał. Wspomniane zegary były prototypami morskiego chronometru, który dzięki umożliwieniu żeglarzom dokładnego ustalenia pozycji okrętu podczas rejsu uratował niezliczoną liczbę istnień ludzkich. Przed wynalezieniem chronometru, dzięki któremu kapitan nareszcie mógł ustalić swoją dokładną lokalizację, okręty nagminnie ryły w wyspy i cyple, które znienacka pojawiały się tuż przed dziobem. Prawdę mówiąc, to właśnie katastrofa eskadry okrętów wojennych pod dowództwem sir Cloudesleya Shovella, do której doszło u wybrzeży Kornwalii w 1707 roku (stracili w niej życie admirał oraz dwa tysiące żeglarzy) skłoniła brytyjski rząd do zajęcia się na poważnie problemem określenia długości geograficznej – czyli do powołania wspomnianej wcześniej komisji i wyznaczenia nagrody pieniężnej – co zaowocowało opracowaniem kolekcji zegarów nakręcanych codziennie w Greenwich.

Jednak znaczenie harrisonów wykracza daleko poza powód, dla którego zostały zbudowane. Owe chronometry – oraz ich następcy – umożliwiły lokalizowanie okrętu i wyznaczanie trasy w sposób efektywny, dokładny i precyzyjny, dzięki czemu przyczyniły się do zbicia ogromnych fortun przez kompanie handlowe. I choć takie stwierdzenie może być nieco nie na miejscu, to fakt, że zegary Harrisona zostały wynalezione w Anglii i tam też wyprodukowano ich kolejne egzemplarze, pozwolił Wielkiej Brytanii przez ponad wiek niepodzielnie panować na morzach i oceanach w okresie rozkwitu jej imperialnej potęgi. Precyzyjny mechanizm zegarowy stworzony do precyzyjnej nawigacji; precyzyjna nawigacja w służbie morskiej wiedzy, kontroli i potęgi.

Kustosz wsuwa na dłonie białe rękawiczki i korzystając z unikatowych zestawów podwójnych kluczy z brązu, otwiera wysokie, przeszklone gabloty skrywające wielkie zegary. Wszystkie trzy zostały wypożyczone na czas nieokreślony z Ministerstwa Obrony Wielkiej Brytanii. Najstarszy, ukończony w 1735 roku, znany obecnie jako H1, można nakręcić jednym silnym pociągnięciem łańcucha wykonanego z brązowych ogniw. Modele późniejsze, pochodzące z połowy XVIII wieku H2 oraz H3, wymagają przekręcenia klucza.

Ostatni, oszałamiający H4, „zegar morski”, który zapewnił Harrisonowi nagrodę komisji, nie pracuje i nie jest nakręcany. Ukryty w srebrnej obudowie o średnicy niecałych trzynastu centymetrów z wyglądu przypomina pokaźnych rozmiarów zegarek kieszonkowy o grubości herbatnika. Ten model wymaga smarowania, aby mógł pracować, ale jednocześnie gęstniejący olej negatywnie wpływa na jego precyzję działania; zegar gubi chód, jak mawiają zegarmistrzowie. Gdyby jednak H4 uruchomić, poruszałaby się tylko jego druga wskazówka, co nie wyglądałoby zbyt spektakularnie, a cena takiej prezentacji byłaby wysoka – nieuniknione zużycie mechanizmu. Dlatego też władze obserwatorium przez kolejne lata utrzymywały zegar H4 w stanie pierwotnym, podobnie jak postąpiły władze oksfordzkiego Ashmolean Museum z nietkniętymi smyczkiem skrzypcami Stradivariusa10, traktując eksponat jako świadectwo kunsztu jego twórcy.

Czego jak czego, ale kunsztu Harrisonowi nie sposób było odmówić! Zanim zdecydował się wziąć udział w konkursie, zdążył skonstruować wiele wysokiej klasy, niezwykle dokładnych czasomierzy. W zdecydowanej większości były to zegary wyposażone w mechanizm wahadłowy do użytku na stałym lądzie, a w tej grupie znalazła się znaczna liczba zegarów stojących, przy czym każdy kolejny był bardziej zaawansowany od poprzedniego. Talent Harrisona objawiał się twórczym rozwijaniem mechanizmów zegarowych – w odróżnieniu od wielu innych XVIII-wiecznych zegarmistrzów, którzy skupiali się na zdobieniach.

Przykładowo Harrisona fascynowało zagadnienie tarcia. Wbrew ówczesnej praktyce wszystkie wczesne modele swoich zegarów wyposażył w drewniane kółka zębate, których nie trzeba było smarować. Negatywną cechą oleju jest to, że z upływem czasu staje się bardziej kleisty i zaczyna spowalniać pracę mechanizmu zegarowego. Aby rozwiązać ten problem, pierwszą partię drewnianych kół zębatych wykonał z bukszpanu, kolejne zaś ze zbitego, nieunoszącego się na wodzie karaibskiego gwajakowca (Lignum vitae). W obu przypadkach elementy zegara połączył ośkami z brązu. Zaprojektował również wyjątkowy mechanizm wychwytowy – tykające serce zegara – pozbawiony elementów rozsuwanych (a co za tym idzie, niegenerujący tarcia), który po dziś dzień znamy jako wychwyt pasikonikowy. Został on tak nazwany ze względu na element mechanizmu, który po zetknięciu z kołem wychwytowym odskakuje niczym pasikonik wyskakujący z trawy.

Jeśli jednak projektujemy przenośny zegar precyzyjny z myślą o użyciu na miotanym falami okręcie, nie możemy wykorzystać zwykłego wahadła. Trzy pierwsze chronometry zaprojektowane przez Harrisona na potrzeby konkursu napędzał układ obciążników, które w niczym nie przypominały ciężkich pionów znanych z typowych zegarów stojących. Harrison zastosował szalki z brązu, wyglądem przypominające dwa hantle, które zawiesił pionowo po bokach mechanizmu, poza układem kół zębatych, po czym połączył górne i dolne części sprężynami, aby spowodować, jak to sam ujął, efekt sztucznej grawitacji. Dzięki sprężynom ciężarki wychylają się w przód i tył, ku sobie i od siebie, powtarzając ten ruch w nieskończoność (oczywiście jeśli kustosz w białych rękawiczkach, następca kapitana okrętu na lądzie, będzie codziennie nakręcał mechanizm) przy akompaniamencie rytmicznego tykania.

Z każdym kolejnym zegarem – od H1 przez H2 po H3 – Harrison rozwijał rozwiązania wykorzystane w poprzednim urządzeniu, cierpliwie eksperymentując na mechanizmach (wykonanie H3 zajęło mu bite dziewiętnaście lat). We wszystkich egzemplarzach zastosował zasadniczo to samo rozwiązanie z szalkami z brązu, a wprawione w ruch mechanizmy zdumiewają i hipnotyzują zarówno formą, jak i porażającą złożonością. Wiele usprawnień wprowadzonych przez tego byłego stolarza, altowiolistę, stroiciela dzwonów i chórmistrza – XVIII-wieczni ludzie renesansu naprawdę dysponowali wszechstronnymi umiejętnościami i wiedzą – stało się kluczowymi elementami współczesnych urządzeń precyzyjnych. To właśnie Harrison zbudował zamknięte łożysko toczne, praprzodka łożyska kulkowego, na którym wyrosły takie potęgi biznesu jak Timken czy SKF. Z kolei inny jego wynalazek, termobimetal, mający kompensować wahania temperatury w zegarze H3, znalazł zastosowanie w urządzeniach, z których korzystamy na co dzień: termostatach, tosterach, czajnikach elektrycznych itp.

Tak się jednak złożyło, że żadne z trzech opisanych tu fantastycznych ustrojstw, którym nie sposób odmówić ani atrakcyjnej formy, ani rewolucyjnego projektu, nie odniosło sukcesu. Co prawda, kiedy już trafiły w ręce załogi, umożliwiały dość dokładne określenie pozycji statku, to jednak ich wyliczenia długości geograficznej znacząco przekraczały granicę błędu narzuconą przez komisję, tym samym nie miały szans na zgarnięcie nagrody. Komisja doceniła jednak błyskotliwość i determinację Harrisona, przyznając mu solidne dofinansowanie w nadziei, że z czasem uda mu się dokonać przełomu. I rzeczywiście tak się stało – między rokiem 1755 a 1759 Harrison skonstruował zegarek na rękę, który od czasu, kiedy przywrócono mu pierwotny wygląd i odnowiono, znany był po prostu jako H411.

Od strony technicznej zegarek był absolutnym sukcesem. Po blisko trzydziestu latach pracy graniczącej z obsesją Harrison zdołał zamknąć wszelkie usprawnienia, które opracował z myślą o pokaźnych rozmiarów zegarach z wahadłem, w srebrnej kopercie o średnicy niecałych trzynastu centymetrów, dorzucając kilka dodatkowych rozwiązań mających zagwarantować nienaganną pracę mechanizmu.

Najatrakcyjniejszy z punktu widzenia obserwatora element swoich zegarów, czyli wprawianą w ruch wahadłowy wagę dźwigniową, zastąpił reagującą na zmiany temperatury sprężyną spiralną, połączoną z tzw. balansem dynamicznie obracającym się to w jedną, to w drugą stronę z absolutnie niesłychaną częstotliwością około osiemnastu tysięcy ruchów na godzinę. Zegarek wyposażono ponadto w automatyczny remontoire, który osiem razy na minutę zwijał sprężynę napędową, dzięki czemu zapewniał jej stałe napięcie i równomierny ruch wskazówek. Jednak z działaniem zegarka wiązała się pewna niedogodność: wymagał smarowania. Aby zminimalizować tarcie i zapotrzebowanie na olej, Harrison tam, gdzie było to możliwe, wykorzystał diamentowe panewki, tym samym jako jeden z pierwszych zastosował wychwyt z kamieni szlachetnych.

Po dziś dzień głowimy się, w jaki sposób, nie mając dostępu do przyrządów precyzyjnych – których ewolucja będzie grała pierwsze skrzypce w dalszej części naszej opowieści – Harrison zdołał to wszystko osiągnąć. Zegarmistrzowie, którzy skopiowali H4 oraz jego następcę, K1 (używany przez kapitana Jamesa Cooka podczas wszystkich jego wypraw), musieli korzystać z obrabiarek, aby wyprodukować najdelikatniejsze elementy. Założenie, jakoby sześćdziesięciosześcioletni John Harrison wykonał je ręcznie, przechodzi ludzkie pojęcie.

Po ukończeniu prac Harrison przekazał zegarek resortowi marynarki wojennej, aby został poddany najważniejszemu testowi. Instrument (dostarczony przez syna Harrisona, Williama, który reprezentował ojca) trafił na pokład HMS Deptford, okrętu rangi czwartej wyposażonego w pięćdziesiąt dział pokładowych, któremu powierzono misję przepłynięcia dziewięciu tysięcy kilometrów z Portsmouth na Jamajkę12. Analiza przeprowadzona pod koniec rejsu wykazała, że błąd pracy chronometru wyniósł 5,1 sekundy, czyli pozostawał w granicach narzuconych przez komisję. Przez 147 dni podróży (w drodze powrotnej, kiedy okrętem miotały potężne sztormy, William Harrison owijał chronometr kocami) łączny błąd urządzenia wzrósł do raptem jednej minuty i 54,5 sekundy, co w przypadku mechanizmu zegarowego używanego na morzu było wynikiem bez precedensu.

Chciałbym móc powiedzieć, że dzięki swojemu zdumiewającemu dziełu John Harrison zdobył nagrodę, jednak, ku zaskoczeniu wielu, tak się nie stało. Komisja przez wiele lat unikała wskazania zwycięzcy, kierując się opinią ówczesnego astronoma królewskiego, który stwierdził, że trwają prace nad dopracowaniem znacznie lepszego sposobu na obliczenie długości geograficznej, tak zwanej metody odległości księżycowej, a co za tym idzie, zapotrzebowanie na chronometr zniknęło. Biedny John Harrison nie miał innego wyjścia, jak udać się do samego króla Jerzego III (który, nawiasem mówiąc, czujnie obserwował postępy prac Harrisona) i poprosić go o interwencję w tej sprawie.

W konsekwencji doszło do serii upokarzających wydarzeń. H4 poddano kolejnemu testowi – tym razem, w trakcie rejsu trwającego czterdzieści siedem dni, błąd chronometru wyniósł 39,2 sekundy – czyli ponownie w granicach narzuconych przez Komisję Długości Geograficznej. Następnie Harrisonowi nakazano publicznie rozmontować zegarek, który trafił w ręce przedstawicieli Królewskiego Obserwatorium, gdzie przeszedł dziesięciomiesięczne testy, tym razem na stałym lądzie. Harrison, który przecież nie był już pierwszej młodości – miał siedemdziesiąt dziewięć lat – był zmęczony i poirytowany działaniami komisji, a im bardziej przedłużały się procedury, tym większe narastało w nim zgorzknienie. Trudno się temu dziwić.

Koniec końców, w dużej mierze za sprawą interwencji króla Jerzego, niemal cała obiecana suma trafiła w końcu do Harrisona. Przez potomnych został zapamiętany głównie jako skrzywdzony geniusz, który pozostawił po sobie niezwykłe dziedzictwo w postaci zegarów oraz dwóch chronometrów: H4 i K1. Trzy z przyrządów Harrisona wciąż niezmordowanie odmierzają czas jako wiecznie żywe świadectwo warsztatu ich twórcy, który poświęciwszy swoje życie precyzji i dokładności, pomógł odmienić oblicze naszego świata.

Dla starożytnych Greków mechanizm z Antykithiry pod względem budowy i wykonania był urządzeniem zdumiewającym i precyzyjnym, jednak jego niedokładność i, co zrozumiałe, amatorska konstrukcja czyniły go przyrządem zawodnym, a z praktycznego punktu widzenia niemal bezużytecznym. Z drugiej strony mechanizmy zegarowe Johna Harrisona cechowała zarazem precyzja i dokładność, jednak biorąc pod uwagę, że dopracowanie tych urządzeń zajęło długie lata i wymagało znacznych nakładów środków, dopatrywanie się w nich prekursorów rewolucji precyzyjnej byłoby bezzasadne. Nie podważając wagi myśli technicznej Harrisona, warto podkreślić, że jego mechanizmy zegarowe zatraciły swoją użyteczność po raptem trzech stuleciach. Zarówno stojący w kabinie nawigacyjnej chronometr ukryty w pudełku z mosiężnymi okuciami, jak i sekstant w wodoszczelnym pudełku z marokańskimi zdobieniami są obecnie raczej dekoracją wnętrza niż niezbędnym wyposażeniem okrętu. Dzisiaj dokładny czas można uzyskać przez radio. Dane dotyczące długości i szerokości geograficznej docierają na mostek w formie cyfrowej po wysłaniu zapytania do globalnego systemu nawigacji satelitarnej (GPS). W przypadku mechanizmów zegarowych nie ma znaczenia, jak kunsztownie wykonane są ich koła zębate ukryte wewnątrz misternie zdobionej obudowy ani jak ciepło o nich myślimy – na zawsze pozostaną wytworem minionej technologii, a to, że nadal mamy dla nich miejsce na okrętach, należy odczytywać jako wyraz zapobiegliwości. Żeby dzieła Johna Harrisona wróciły do łask, musiałaby się stać jedna z dwóch rzeczy: albo okręt straciłby zasilanie lub dowodziłby nim kapitan gardzący nowoczesną technologią. Dopóki któraś z tych przesłanek się nie ziści, mechanizmy Johna Harrisona będą pokrywały się warstwami kurzu i soli morskiej lub wylądują w szklanych gablotach, a nazwisko ich twórcy rozmyje się w pamięci i ostatecznie nieuchronnie spowije je mgła historii, jak to bywa z pierwszymi przystankami na trasie podróży.

Aby precyzja przeobraziła się w zjawisko, które wywróci do góry nogami naszą rzeczywistość – a nikt nie podważy, że właśnie tak się stało i nie sposób powiedzieć, kiedy proces ten dobiegnie końca – jej wdrażanie musi być powtarzalne; konkretny przedmiot noszący cechy precyzyjne można kopiować w nieskończoność metodą, która nie nastręcza nadmiernych trudności, a jednocześnie pozwala powtarzać procedurę w rozsądnym tempie i stosunkowo niedużym kosztem. Prawdziwy rękodzielnik znający swoje rzemiosło (jak John Harrison) może, o ile dysponuje adekwatnymi umiejętnościami, czasem, narzędziami oraz wysokiej jakości materiałami, zbudować pojedynczy egzemplarz wysoce szykownego urządzenia o niekwestionowalnej precyzji. Niewykluczone nawet, że wykona kilka dodatkowych kopii, a wszystkie będą budzić podziw jakością i kunsztem wykonania.

Takich obiektów jest w bród w muzealnych gablotach na wystawach poświęconych historii nauki (myślę tu głównie o muzeum w Oksfordzie, Cambridge i Yale). Znajdziemy tam astrolabia oraz modele układu słonecznego, sfery armilarne, astraria, oktanty i kwadranty, oszałamiająco złożone sekstanty ścienne i przenośne, których mamy aż nadto. Większość tych urządzeń jest niezwykle misterna i została zbudowana z jubilerską starannością.

Jednocześnie wszystkie te instrumenty siłą rzeczy wykonano ręcznie. Każde kółko zębate zostało ręcznie przycięte, podobnie zresztą jak wszystkie pozostałe elementy konstrukcji (w astrolabium byłyby to przykładowo: mater, rete, tympan i alidada; gdyby tak zebrać te wszystkie pojęcia, powstałby całkiem obszerny słownik), śruby ruchu leniwego, ruchome lusterka (słownictwo związane z sekstantem jest równie bogate). Co więcej, łączenie poszczególnych elementów oraz regulacja ich pracy wymagały, nomen omen, zegarmistrzowskiej precyzji. Nikt nie podważa faktu, że efekty tej pracy były imponujące, ale biorąc pod uwagę zastosowane metody, liczba urządzeń musiała być mocno ograniczona, a do tego dostępna wyłącznie dla wybrańców. Może i były precyzyjne, ale tylko nieliczni mogli owej precyzji doświadczyć. Dopiero kiedy dostępność urządzeń precyzyjnych wzrosła, koncepcja precyzji jako takiej zyskała szansę, aby wstrząsnąć całym społeczeństwem, jak to się dzieje obecnie.

Człowiekiem, który tego dokonał – to jest zbudował urządzenie o wysokiej dokładności, lecz nie pracą własnych rąk, ale maszynowo, i to wykorzystując maszynę wykonaną do wykonywania – z rozmysłem użyłem tutaj dwukrotnie słowa „wykonywać”, gdyż maszyna wykonująca maszyny, dzisiejsza „obrabiarka”, była, jest i jeszcze na długo pozostanie istotnym elementem opowieści o precyzji – był żyjący w XVIII wieku Anglik, jak twierdzili niektórzy, ponoć niezdrowo zafiksowany na punkcie żelaza – metalu o wyjątkowych właściwościach – dzięki któremu mógł nadać kształt wszystkim swoim zdumiewającym pomysłom.

W 1776 roku liczący sobie wówczas czterdzieści osiem lat John Wilkinson, który do osiemdziesiątego roku życia dorobi niemałej fortuny, zapozował Thomasowi Gainsborough do portretu, zatem nie można powiedzieć, aby był osobą anonimową. Z drugiej strony nie zyskał też światowego rozgłosu. Znaczące jest, że wspomniany portret, któremu nie sposób odmówić atrakcyjności, wpisujący się jednocześnie w cykl malunków brytyjskiej socjety, przez wiele dekad wisiał nie na eksponowanym miejscu w Londynie czy Kumbrii, gdzie Wilkinson przyszedł na świat w 1728 roku, lecz w niezbyt popularnej galerii muzeum zlokalizowanego gdzieś w odległym Berlinie, obok czterech innych dzieł Gainsborough, m.in. szkicu buldoga. Pozwala to wysnuć wniosek, że w rodzimej Anglii nikt szczególnie do Wilkinsona nie wzdychał. Powiedzenie wywiedzione z Nowego Testamentu, iż tylko w swojej ojczyźnie prorok jest lekceważony, wydaje się mieć tu zastosowanie – dzisiaj mało kto pamięta o zasługach Wilkinsona. Przyćmił go, i to na każdej płaszczyźnie, jego znacznie lepiej znany kolega i klient, pochodzący ze Szkocji James Watt, którego silniki parowe na dobrą sprawę miały szansę zaistnieć dzięki myśli technicznej Wilkinsona.