Quả cầu rơi xuống lúc một giờ

Chiều nào, vào lúc còn năm phút nữa là một giờ, một quả cầu đỏ lại nhích lên nửa chừng cột buồm trên mái nhà Flamsteed ở Greenwich rồi dừng lại. Còn hai phút nữa là một giờ, nó nhích lên đỉnh. Đúng một giờ, nó rơi xuống.¹1Các giờ này là giờ Đài thiên văn Hoàng gia đưa ra cho khách tham quan. Vào mùa đông, quả cầu báo giờ hoạt động theo Giờ trung bình Greenwich; vào mùa hè, theo Giờ mùa hè Anh. Vì thế, mùa hè nó rơi vào buổi trưa tính theo vị trí Mặt Trời, xê dịch đôi chút. Toàn bộ màn trình diễn chỉ có vậy, và nó đã diễn ra từ năm 1833.

Hôm thứ Năm tôi đến xem, có khoảng bốn mươi người chúng tôi đứng trong sân bên dưới, phần đông giơ điện thoại lên quay một quả cầu làm điều mà những quả cầu vẫn làm.

Tôi đến để nhìn một chiếc đồng hồ không có mặt số. Quả cầu báo giờ cho biết giờ một lần mỗi ngày, với bất kỳ ai nhìn thấy nó, mà không phát ra âm thanh nào. Nó không tích tắc, không điểm chuông, không có kim. Trong năm phút, nó chuẩn bị, rồi chưa đầy một giây sau, nó cho bạn biết một điều chính xác.²2Hãy nhìn lên đỉnh cột, đừng nhìn chân cột. Đến lúc quả cầu chạm đất, thời khắc nó báo hiệu đã qua mất rồi. Người ta dựng nó lên cho những ai cần giây phút ấy hơn bất cứ điều gì khác mà chiếc đồng hồ có thể nói.

Đồng hồ dành cho tàu thuyền

Những người mà nó được dựng lên để phục vụ ở trên sông. Vào những năm 1830, đoạn sông Thames phía dưới Greenwich đầy những con tàu sắp ra khơi hàng tháng trời; chiếc nào cũng mang theo một đồng hồ hàng hải: một chiếc đồng hồ nặng, có lò xo được tinh chỉnh cẩn thận, đặt trong hộp có bộ treo các đăng, chỉnh theo giờ Greenwich và cố giữ đúng giờ ấy suốt chuyến đi, chính xác hết mức có thể.

Lý do là kinh độ. Người đi biển có thể xác định giờ trưa tại chỗ bằng mặt trời, vào lúc mặt trời lên cao nhất, dù con tàu đang ở đâu. Nếu đồng hồ hàng hải cho biết giờ trưa tại chỗ đến vào lúc hai giờ mười lăm theo giờ Greenwich, con tàu đang ở phía tây Greenwich, cách đó hai giờ mười lăm phút quay của Trái Đất; mà Trái Đất quay mười lăm độ mỗi giờ, nên vị trí ấy nằm ở kinh độ tây ba mươi ba độ ba phần tư. Cứ chênh bốn phút là một độ. Phương pháp thì đơn giản. Mọi thứ đều tùy thuộc vào chiếc đồng hồ.

Vậy nên chiếc đồng hồ phải đúng, hoặc ít nhất phải sai theo một cách đã biết.³3Người hoa tiêu không bao giờ chỉnh lại đồng hồ hàng hải. Ông ghi lại nó sai bao nhiêu (độ sai) và mức sai lệch ấy thay đổi bao nhiêu mỗi ngày (suất sai), rồi tính đến cả hai trong các phép tính của mình. Mở hộp đồng hồ để chỉnh kim còn gây hại hơn bất kỳ độ trôi nào. Sai một giây trên đồng hồ hàng hải thì vị trí sai mười lăm giây cung; ở xích đạo, con số đó tương đương khoảng một phần tư hải lý.⁴4Trái Đất quay 360 độ trong 24 giờ, tức là mỗi giây thời gian tương ứng với 15 giây cung. Một phút cung vĩ độ bằng một hải lý, vậy 15 giây cung là một phần tư hải lý. Càng xa xích đạo, các kinh tuyến càng xích lại gần nhau, và sai số cũng thu nhỏ theo. Một chiếc đồng hồ chậm nhanh vài giây mỗi ngày, sau một tháng, sẽ âm thầm khiến con tàu lệch đi hàng dặm; mà hàng dặm ấy là ranh giới giữa cửa cảng và những ghềnh đá bên cạnh.

Trước khi có quả cầu, thuyền trưởng nào muốn so đồng hồ hàng hải của mình với giờ Greenwich đều phải mang nó lên bờ, hoặc cử một sĩ quan mang đồng hồ bỏ túi đến đối chiếu với đồng hồ của đài thiên văn rồi chèo thuyền trở lại báo kết quả. Chẳng cách nào phù hợp với một dụng cụ tinh xảo. Quả cầu báo giờ đảo ngược vấn đề: thay vì mang đồng hồ đến với giờ chuẩn, nó đưa giờ chuẩn đến với đồng hồ, qua mặt nước thoáng, nhanh bằng ánh sáng.

Ý tưởng này đến từ một sĩ quan hải quân tên Robert Wauchope, người dựng quả cầu đầu tiên ở Portsmouth năm 1829. Bốn năm sau, Nhà thiên văn Hoàng gia John Pond lắp quả cầu ở Greenwich trên mái nhà Flamsteed, tòa nhà cổ nhất của đài thiên văn; kể từ đó, trừ những quãng ngừng vì bão tố hay sửa chữa, quả cầu vẫn rơi xuống đều đặn.

Vì sao lại là một giờ, không phải buổi trưa

Buổi trưa dường như là lựa chọn hiển nhiên. Đó là giờ các nhà thiên văn đo đạc, giờ mà chính mặt trời đánh dấu. Và chính vì thế mà người ta không chọn nó. Vào buổi trưa, các nhà thiên văn Greenwich bận bên những dụng cụ của mình, canh giờ lúc mặt trời đi qua kinh tuyến; không ai có thể rời việc để vận hành quả cầu. Một giờ cho họ một tiếng để làm xong, kiểm tra đồng hồ rồi lên mái nhà.

Cái giờ lạ lùng ấy trở thành thông lệ. Những quả cầu báo giờ ở các cảng khác làm theo Greenwich và rơi xuống lúc một giờ, còn ở Hoa Kỳ, bắt đầu từ Đài Thiên văn Hải quân tại Washington năm 1845, phần lớn quả cầu rơi xuống vào buổi trưa.⁵5Quả cầu ở Washington rơi vào buổi trưa theo giờ địa phương, kể từ năm 1845. Tàu bè ở các cảng Mỹ cũng gặp vấn đề như tàu bè trên sông Thames; chỉ là người ta giải quyết bằng một giờ ăn trưa khác. Chẳng ai đang vội lại thiết kế một tín hiệu giờ công cộng xoay quanh giờ ăn trưa của một nhóm nhân viên nhỏ. Nhưng tín hiệu ấy vốn là như vậy: không phải một điều trừu tượng được gửi xuống từ trời cao, mà là lời hứa của những con người cụ thể sẽ có mặt trên nóc một tòa nhà vào đúng một khoảnh khắc cụ thể.

Tôi thích năm phút báo trước hơn chính cú rơi. Còn năm phút nữa là một giờ, quả cầu nhô lên nửa chừng, và đó là lời nhắc: dừng việc đang làm, tìm cột buồm, mở sẵn đồng hồ hàng hải, chuẩn bị bút chì. Còn hai phút nữa là một giờ, nó lên đến đỉnh, và bạn dõi theo. Tín hiệu không phải lúc quả cầu chạm đất, mà là lúc nó bắt đầu chuyển động. Ai ngoảnh đi lúc một giờ rồi nhìn lại sẽ bỏ lỡ; phải đến ngày mai mới có cơ hội thứ hai.

Đại bác và quả cầu

Một số thành phố thích âm thanh hơn. Ở Edinburgh, người ta đã bắn đại bác từ lâu đài vào lúc một giờ kể từ năm 1861, và đến nay vẫn vậy, trừ Chủ nhật và một vài ngày lễ. Đại bác có tác dụng trong sương mù, thứ mà quả cầu không làm được, và đến được với những người không nhìn lên đúng mái nhà. Nó có một nhược điểm mà bất cứ ai sống ở Edinburgh sớm muộn cũng hiểu: âm thanh truyền chậm.

Ở nhiệt độ phòng, âm thanh truyền trong không khí với tốc độ khoảng 343 mét mỗi giây. Đứng cách lâu đài một cây số, bạn sẽ nghe tiếng nổ muộn ba giây; cách hai cây số thì muộn sáu giây. Chỉnh đồng hồ bếp thì chẳng thành vấn đề. Nhưng hiệu chỉnh đồng hồ hàng hải thì tai hại, trừ phi bạn biết khoảng cách của mình và trừ đi độ trễ.⁶6Ở khoảng 20 °C. Âm thanh truyền hơi chậm hơn trong không khí lạnh; ở điểm đóng băng, tốc độ chỉ khoảng 331 mét mỗi giây, nên vào một buổi chiều tháng Giêng, tiếng súng đến còn muộn hơn nữa. Đường sắt cũng có tiếng còi riêng.

The startings and arrivals of the cars are now the epochs in the village day. They go and come with such regularity and precision, and their whistle can be heard so far, that the farmers set their clocks by them, and thus one well-conducted institution regulates a whole country.

Henry David Thoreau, Walden (1854), “Sounds”

Thoreau viết về tuyến đường sắt chạy ngang Walden Pond, ở Massachusetts. Nông dân ở đó không có đài thiên văn; họ có tiếng còi tàu, mà thời điểm vang lên muộn hơn tùy theo họ sống cách đường ray bao xa. Edinburgh giải quyết vấn đề tương tự bằng cả hai cách: một quả cầu báo giờ trên Đài tưởng niệm Nelson ở đồi Calton, để tàu thuyền trên vịnh Forth nhìn thấy, và một khẩu đại bác cho tất cả những người còn lại.

Người ta nhìn thấy quả cầu, chứ không nghe thấy nó. Từ bờ bên kia sông ở Greenwich, ánh sáng chỉ mất vài phần triệu giây để đến nơi—chậm đến mức chẳng thủy thủ nào có thể đo được. Đó là điều tôi muốn nói khi bảo nó chân thực. Quả cầu không cần hiệu chỉnh gì cả. Ai nhìn thấy nó bắt đầu rơi đều trông thấy đúng cùng một khoảnh khắc, dù đứng ở đâu, miễn là họ nhìn thấy nó.

Quả cầu cũng có nhược điểm riêng. Không thể nhìn thấy nó vào ban đêm, trong sương mù hay mưa lớn; những ngày gió quá mạnh, người ta cũng không kéo nó lên, bởi một quả cầu trượt lên trượt xuống cột buồm giữa cơn bão sẽ gây nguy hiểm cho cột buồm lẫn những người bên dưới. Đại bác có thể bắn trong mọi kiểu thời tiết. Còn quả cầu thì phải được người ta tin, có lẽ vì vậy mà chỉ còn lại rất ít quả.

Dây điện

Điện báo đã làm thay đổi ý nghĩa của quả cầu báo giờ. Cho đến khoảng năm 1850, quả cầu chỉ có thể báo giờ của chiếc đồng hồ đặt ngay bên cạnh. Có dây điện rồi, nó có thể báo giờ của một chiếc đồng hồ ở cách xa, mà không cần ai tại chỗ phải biết lúc ấy là mấy giờ.

Ví dụ điển hình nhất là ở Deal, trên bờ biển Kent, nơi tàu thuyền chờ gió trong vùng Downs, vùng nước kín gió giữa bờ biển và bãi cát Goodwin, để xuôi theo eo biển Manche. Năm 1855, một tháp tín hiệu cũ của Bộ Hải quân trên bờ biển được lắp quả cầu báo giờ; từ đó, cứ khi tín hiệu điện từ Greenwich, cách đó khoảng một trăm kilômét, truyền đến, quả cầu lại rơi xuống lúc một giờ. Người phụ trách ở Deal kéo quả cầu lên lúc còn năm phút nữa là một giờ, rồi kéo lên đỉnh khi còn hai phút, đúng như ở Greenwich, sau đó chờ dây điện nhả quả cầu xuống.⁷7Đường dây không phải lúc nào cũng đáng tin: có ngày tín hiệu đến quá yếu để nhả quả cầu, hoặc hoàn toàn không đến. Suốt nhiều năm, dây chạy dưới đất mà không được cách điện tử tế; ở gần biển thì thế chẳng khác nào tự chuốc rắc rối. Nó hoạt động chập chờn cho đến năm 1927.

Đường sắt đã sớm nhận ra rằng dùng một giờ chung dễ vận hành hơn dùng nhiều giờ khác nhau. Từ tháng Mười Một năm 1840, Great Western Railway dùng giờ London trên tuyến đường của mình; đến năm 1847, Railway Clearing House khuyến nghị tất cả các công ty thành viên làm theo. Suốt một thời gian, nước Anh dùng hai giờ cùng lúc: giờ đường sắt và giờ mặt trời của từng thị trấn. Chiếc đồng hồ trên tòa nhà Exchange ở phố Corn, Bristol, vẫn có hai kim phút cách nhau khoảng mười phút, một chỉ giờ Bristol, một chỉ giờ London. Mãi đến năm 1880, giờ Greenwich mới trở thành giờ chính thức theo luật của Vương quốc Anh.

There was even railway time observed in clocks, as if the sun itself had given in.

Charles Dickens, Dombey and Son (1848), chapter 15

Dickens viết những lời ấy như một lời than phiền, về một khu phố London bị xới tung để làm đường sắt. Đọc lại hôm nay, đó cũng là lời mô tả xác đáng về điều quả cầu báo giờ và sợi dây điện của nó đã làm: mặt trời không chịu khuất phục, nhưng đã bị một chiếc đồng hồ đặt trong tòa nhà trên đồi lấn át.

Quả cầu ngày nay dùng để làm gì

Radio khiến quả cầu báo giờ trở nên không cần thiết. Từ năm 1924, BBC phát sáu tiếng bíp ngắn trước mỗi giờ; tàu thuyền có thể bắt được giờ Greenwich ở bất cứ nơi nào thu được tín hiệu, trong sương mù, ban đêm, chẳng cần nhìn thấy cột buồm nào. Người ta hiệu chỉnh đồng hồ hàng hải bằng radio, rồi bằng vệ tinh; giờ đây, phần lớn thế giới nhận giờ từ đồng hồ nguyên tử mà chẳng cần nghĩ đến, ngay trong chiếc điện thoại dùng để quay quả cầu.

Thế mà những quả cầu vẫn tiếp tục rơi. Ở Lyttelton, cảng của Christchurch tại New Zealand, một trạm quả cầu báo giờ xây năm 1876 bị hư hại trong các trận động đất năm 2010 và 2011; rồi tháp đổ trong một dư chấn vào tháng Sáu năm ấy. Người ta xây lại nó, và trạm mở cửa trở lại vào tháng Mười Một năm 2018.⁸8Tôi chưa từng đến Lyttelton. Những gì tôi biết về nơi ấy đều đến từ ảnh chụp tòa tháp được xây lại; như những thứ được dựng lại khác, nó trông có vẻ tự tin hơn đôi chút so với tòa tháp cũ. Không ai ở Lyttelton cần nó để chỉnh đồng hồ hàng hải. Họ vẫn xây lại, như người ta sửa chiếc đồng hồ của ông bà mình: không phải vì cần nó báo giờ, mà vì xưa nay nó vẫn là chiếc đồng hồ ấy.

Quả cầu báo giờ nổi tiếng nhất thế giới hoàn toàn không báo giờ. Từ đêm cuối cùng của năm 1907, một quả cầu được hạ dọc theo cột ở Times Square, New York, để đánh dấu năm mới bắt đầu. Đó là quả cầu báo giờ bị đảo ngược: nó từ từ đi xuống trong một phút rồi chạm đích lúc nửa đêm, thay vì chờ trên đỉnh rồi rời xuống lúc một giờ. Nhưng ngữ pháp của nó vẫn vậy. Mọi người cùng nhìn vào một vật, cùng một khoảnh khắc, rồi đồng lòng.

Năm phút báo trước

Tôi nán lại trong sân sau khi quả cầu rơi. Phần lớn đám đông rời đi ngay, như người ta vẫn rời một buổi xem pháo hoa. Quả cầu nằm dưới chân cột buồm; một người đàn ông đứng gần tôi xem đồng hồ đeo tay rồi, tôi nghĩ, lại xem điện thoại, sau đó gật đầu với mình như thể cả hai đều đạt yêu cầu.

Điều quả cầu đem lại thực ra không phải là giờ giấc. Ai trong sân hôm ấy cũng có thể xem giờ chính xác đến từng mili giây trong túi áo. Nó đem lại thứ hiếm hơn: năm phút để một nhóm người xa lạ cùng đồng ý dõi theo một vật, rồi một khoảnh khắc hoàn toàn giống nhau với tất cả họ. Lời báo trước quan trọng hơn cú rơi. Một tín hiệu đòi hỏi bạn phải chuẩn bị thì nhiều khả năng bạn sẽ bắt kịp.

Tôi bắt đầu giữ một phiên bản nhỏ của quả cầu cho riêng mình. Vào những ngày làm việc, còn năm phút nữa là một giờ, tôi dừng việc đang viết; đến một giờ, tôi lại bắt đầu. Việc ấy không khiến tôi đúng giờ hơn. Nó khiến ngày dài có một điểm giữa, điều mà phần lớn đồng hồ không làm được.

Các giờ này là giờ Đài thiên văn Hoàng gia đưa ra cho khách tham quan. Vào mùa đông, quả cầu báo giờ hoạt động theo Giờ trung bình Greenwich; vào mùa hè, theo Giờ mùa hè Anh. Vì thế, mùa hè nó rơi vào buổi trưa tính theo vị trí Mặt Trời, xê dịch đôi chút. ↩
Hãy nhìn lên đỉnh cột, đừng nhìn chân cột. Đến lúc quả cầu chạm đất, thời khắc nó báo hiệu đã qua mất rồi. ↩
Người hoa tiêu không bao giờ chỉnh lại đồng hồ hàng hải. Ông ghi lại nó sai bao nhiêu (độ sai) và mức sai lệch ấy thay đổi bao nhiêu mỗi ngày (suất sai), rồi tính đến cả hai trong các phép tính của mình. Mở hộp đồng hồ để chỉnh kim còn gây hại hơn bất kỳ độ trôi nào. ↩
Trái Đất quay 360 độ trong 24 giờ, tức là mỗi giây thời gian tương ứng với 15 giây cung. Một phút cung vĩ độ bằng một hải lý, vậy 15 giây cung là một phần tư hải lý. Càng xa xích đạo, các kinh tuyến càng xích lại gần nhau, và sai số cũng thu nhỏ theo. ↩
Quả cầu ở Washington rơi vào buổi trưa theo giờ địa phương, kể từ năm 1845. Tàu bè ở các cảng Mỹ cũng gặp vấn đề như tàu bè trên sông Thames; chỉ là người ta giải quyết bằng một giờ ăn trưa khác. ↩
Ở khoảng 20 °C. Âm thanh truyền hơi chậm hơn trong không khí lạnh; ở điểm đóng băng, tốc độ chỉ khoảng 331 mét mỗi giây, nên vào một buổi chiều tháng Giêng, tiếng súng đến còn muộn hơn nữa. ↩
Đường dây không phải lúc nào cũng đáng tin: có ngày tín hiệu đến quá yếu để nhả quả cầu, hoặc hoàn toàn không đến. Suốt nhiều năm, dây chạy dưới đất mà không được cách điện tử tế; ở gần biển thì thế chẳng khác nào tự chuốc rắc rối. ↩
Tôi chưa từng đến Lyttelton. Những gì tôi biết về nơi ấy đều đến từ ảnh chụp tòa tháp được xây lại; như những thứ được dựng lại khác, nó trông có vẻ tự tin hơn đôi chút so với tòa tháp cũ. ↩