ウィリアム・エリス#

ウィリアム・エリス（William Ellis、1828年2月20日–1916年12月11日）は、グリニッジ王立天文台で時刻信号と航海用クロノメーターを管理し、のちに地磁気・気象観測を指揮した英国の天文学者である。時計を製作して販売した人物ではなく、観測で得た時刻を時計へ移し、離れた地点へ送り、海軍の時計を継続的に試験する実務を担った。グリニッジ時の普及を理解するには、台長の構想や時計師の製作とともに、こうした日常の測定・保守・計算を見る必要がある。1

本人が1866年に時計師へ行った講演は、当時の試験を具体的に伝える。低温・加熱・方位変更という条件の切替、歩度の評価、修理の見積と再試験、出納簿の管理までを一続きの仕事として説明している。精度は時計単体の性能だけで成立するのではなく、比較標準、試験環境、記録、製作者との往復によって維持されていた。2

計算員から観測員へ#

エリスはグリニッジで生まれ、地元の学校で学んだ。父トマス・エリスも天文台員で、ジョン・ポンド台長の時代の1825年に採用されていた。1917年の王立天文学会の追悼文は父をThomasと記す。1916年の『Nature』追悼記事にはHenryとあるため、家族名については前者の記録を採る。1 3

1841年、13歳のエリスは臨時計算員として働き始めた。当時のcomputerは計算機ではなく、観測値を整理して天体の位置などを求める人を指す。彼が加わったのは、ジョージ・ビドル・エアリーが組織した過去の月観測、1750–1830年分の整理計算だった。この特別事業が終わった1848年、チャールズ・トッドらとともに天文部門へ移った。若い時期から、観測結果をそのまま読むのではなく、補正し、比較可能な数値へ変換する仕事を経験したのである。1

1852年3月には、リチャード・キャリントンの後任としてダラム大学天文台へ移った。エアリーの推薦による採用で、テンプル・シュヴァリエの下で小惑星の位置観測を継続し、彗星も観測した。1852年のウェストファール彗星などの観測結果は『Astronomische Nachrichten』第37巻に掲載されたと追悼文は記している。1853年、ウィリアム・ロジャーソンの死去で欠員が出たグリニッジへ戻り、子午環と経緯儀による定例観測に従事した。復帰時期は追悼文では5月、後世の職員史では5–6月とされるため、日付までは確定しない。1 4

同僚にはエドウィン・ダンキン、ジョン・ヘンリー・ベルヴィル、ジョージ・クリズウィック、のちにはウィリアム・リン、ジェームズ・カーペンターがいた。1854年秋にはダンキンとともにハートン炭坑の振子実験の観測員も務めた。天文台の日常観測だけでなく、精密な時間比較を必要とする別の測定にも参加していた。1

時刻部門の形成と電信測量#

1855年、トッドがオーストラリアへ向かうと、天文台内の電気装置と時刻信号の管理がエリスへ引き継がれた。1856年にはベルヴィルの退職に伴ってクロノメーターの管理も加わった。これらの仕事が集まったものを、1917年の追悼文は後年のTime Departmentの成立として説明する。エリスは1874年末までその仕事を担った。1

ここでは、時刻を決める作業と時刻を伝える作業を区別できる。天体の観測と時計比較で基準時刻を確かめても、その情報を港、鉄道、電信会社へ届けるには電池、導線、接点、継電器、受信装置の系統を動かさなければならない。グリニッジの電気時計網は、エアリーが時計師チャールズ・シェパードや電信技師チャールズ・ヴィンセント・ウォーカーと整えたものであり、その発明全体をエリス一人へ帰すことはできない。エリスは運用者であり、1865年には英国時計学会の会員へシステムを解説した。5

電信は経度測定にも使われた。二地点の地方時の差を比較すれば、地球の回転に対応する経度差を求められる。しかし、単に電信が届いた時刻を読むだけでは足りず、各地点の時計がその地方時に対してどれだけ進み遅れしているかを測定する必要がある。エリスは信号の手配とグリニッジ側の時計誤差の決定に加わった。1

参加した事業にはエディンバラ（1857–1858年）、アイルランドのヴァレンティア島ナイツタウン（1862年）、グラスゴー（1865年）の経度測定がある。これらでは遠隔地側の観測員だったわけではない。1866年と1873年の米国側による大西洋横断経度測定にも同様に協力した。1874年の金星日面通過観測に関連するカイロの経度測定では、コーンウォールのポースカーノへ赴き、アレクサンドリアとグリニッジからの信号を受けて時計比較を行った。1

1866年講演に見るクロノメーター試験#

試験条件を変え、経過を追う#

1866年3月1日、エリスは英国時計学会で、グリニッジにおけるクロノメーターの扱いを講演した。以下はこの時点の制度の説明であり、前後すべての時代へ一律に当てはめるものではない。2

年次の競争試験に参加したい製作者は、前年末ごろまでに海軍本部の水路部長へ申請した。通常は一製作者につき一個で、指定された1月の受入日に持参する。箱の蓋を外して試験室や加熱装置の空間を節約することはあっても、時計をジンバルから取り外すわけではなかった。受入直後の歩度を採点へ直ちに使わず、最初の土曜日から本試験を始めるという区切りもあった。2

低温試験は人工冷却ではなく冬の外気を利用した。北側窓の外の雨雪を避けられる小屋へ置き、数が多ければ室内で北窓を開けた。したがって寒さの程度は年によって違った。室温を経て加熱へ進み、ガスで温める鉄板製の二重容器を使った。時計は木の桟に載せ、鉄へ直接触れさせず、燃焼生成物を時計室へ入れない構造だった。2

最初の加熱後には室温で方位を変えた。文字盤のXIIを北、東、南、西へ日ごとに向け、歩度に地磁気の影響が出るかを見る試みである。これは時計を縦・横に立てる姿勢差試験と同じ意味ではない。エリスは、年次試験へ出品された時計で明瞭な磁気作用を自分は検出していない一方、海軍所有品には実例があったと区別している。2

さらに二度目の加熱を行い、例年7月末ごろに試験を終えた。加熱はそれぞれ3–4週間に及び、本人は短時間の試験だけでは温度補償の欠陥を見逃し得ると強調した。これは時計を一度正確に合わせる作業ではなく、異なる条件で長く使っても歩度が予測できるかを調べる試験だった。2

評価するのは時刻の一致より歩度の安定#

講演の採点法は、週歩度の最大値と最小値の差に、隣り合う週の歩度差の最大値の2倍を加えるものである。式で書けば、

[ N=(r_{\max}-r_{\min})+2\max_i|r_{i+1}-r_i| ]

となる。ここで (r_i) は第 (i) 週の歩度、単位は秒／週であり、(N) も同じ単位を持つ評価値である。値が小さい時計を上位に置く。一定して速い時計は補正して使えるが、週ごとに突然速さが変わる時計は航海で予測しにくいため、後者を二重に重く扱う。これは講演でエアリーが採用した規則として紹介されるもので、エリス自身の発明とは記されていない。2

公表表は、週歩度を時間順に並べた表、温度順に並べ替えた表、変動幅をまとめた表に分かれた。時間順なら次第に進みが大きくなる加速や不規則性を追え、温度順なら補償の効き方を見やすくできる。ただし大きな別の欠陥があると温度効果が隠れることも、エリスは注意している。2

温度の把握には、温度変化に大きく歩度が反応するようにした「クロノメトリカル・サーモメーター」も使った。本人の説明では、通常の補償テンプと金属の配置を逆にし、鋼を外側に置く。一定期間の歩度に、その間ずっと受けた温度の影響を積算させる発想である。一時点の温度計の読みと、時計が一週間に受けた熱の履歴は違う。エリスはこの方法にも低温域と中高温域の応答差があり得ると述べ、測定手段を無条件に完全なものとは扱っていない。2

温度補償、油、磁気を切り分ける#

講演は、工作の良否だけで性能を説明しない。温度補償の過不足、加熱によって性質を損なう油、時間とともに変わる歩度を別々に検討する。1860年のエアリー報告を引用し、通常温度へ戻した後にも歩度が変わる例を示している。温度を上げた間の誤差と、加熱後に残る変化を分けて見ることは、材料や潤滑の影響を診断するうえで重要だった。2

磁気の具体例はBrockbanks No.425で、1839年に天文台へ持ち込まれた時計についてのエアリーの検討である。時計の下に自由に向く羅針盤を置き、その距離を調節して地磁気の作用を打ち消す試みを、エリスは過去の事例として紹介した。エリスの入所前の出来事であり、彼の発明や本人が試験した時計と解してはいけない。本人も、磁化した部品を交換するのが最も満足できる方法とし、この装置は海上など交換の機会がない場合の手段と位置付けた。2

海軍時計の保管・修理・再配備#

競争試験の順位表だけが仕事ではなかった。艦から戻ったクロノメーターは、錆、破損、外見で分かる状態を点検し、良好なら貯蔵時計群へ加えて歩度を測った。修理を要する場合は製作者の代理人に天文台員の立会いで開けさせ、製作者から作業内容、費用、所要期間の見積を提出させた。原則の受渡しは月曜日の午前10時から午後1時までだった。2

修理後は室温で数週間測り、続いて3週間の加熱試験を行った。温度補償が不十分なら、具体的な不調と歩度表を製作者へ返して調整を求める。追加の大修理には新たな見積と承認が必要だった。合格後も船への交付命令が来るまで測定を続けたのであり、「修理完了」と「任務に使えることの確認」は別の段階だった。2

受入と交付、修理には別々の日計簿があり、その内容を台帳へ転記した。これにより特定個体の来歴や修理費を追えるようにしていた。エリスが関わったのは、海軍と時計製作者を結ぶこの運用全体である。天文台は民間時計を手数料だけで自由に試す営業所ではなく、海軍時計以外の試験には特別の許可が必要で、その試験料は徴収しない、と講演は明確に注意している。2

地磁気・気象研究への転身#

ジェームズ・グレーシャーが1874年末に退くと、エリスは自ら希望して地磁気・気象部門へ移り、1875年から1893年末の退職まで監督を務めた。時計の部署を離れても、大量の観測値を長期にわたり比較する経験は生きた。1

代表的な仕事は、1841–1877年のグリニッジにおける磁気偏角と水平磁力の日変化幅を、太陽黒点数の変化と比較した研究である。1880年に『Philosophical Transactions』へ発表した。1917年の追悼文が引用する本人の説明によれば、日々の磁気写真記録を見て近年と以前の違いに気付き、長期の図を作ったという。太陽黒点と地磁気の関係にはシュワーベ、サビーンらの先行研究があり、エリスが関係そのものを最初に発見したとするのは適切でない。彼の寄与は、グリニッジの長期系列によって関係を具体的に示し、検討を積み重ねたことにある。1

調査期間を1841–1896年へ広げた研究や、離れた場所で磁気変化が同時に起こる問題も扱った。1893年の退職に際しては、1841–1890年の50年分の気温観測の集成を仕上げるため、通常の退職年齢を迎えてからも在職を延長した。精密な計算と表の作成は、少年時代から晩年まで一貫する技能だった。1

1864年に王立天文学会会員、1865年に英国時計学会名誉会員となり、1873年には、のちの電気技術者協会に連なる学会へ加入した。王立気象学会では1875年から会員となり、1886–1887年に会長を務めた。1893年6月1日には王立協会フェローに選ばれた。気象学会長時代には気圧計史について講演し、多様な計器の形式をまとめた。時刻測定に限らず、測定器と観測記録を比較して評価する姿勢が見える。1

晩年と時計史上の位置#

エリスは1869年にサラ・エリザベス・キャンピオンと結婚した。1906年に妻を亡くし、1908年に遠縁のマーガレット・アン・エリスと再婚した。子供はいなかった。1893年末に退職した後も長年を過ごしたグリニッジ近郊に暮らし、1916年12月11日に88歳で亡くなった。1

エリスの時計史上の特徴は、製作者の名前で呼ばれる「作品」よりも、時計の信頼性を保つ仕組みにある。観測、時計比較、電気信号、加熱試験、修理の承認、台帳という作業は、どれか一つだけでは海上や遠隔地へ正確な時刻を届けられない。1866年講演は、時計を引き渡す前の測定と、その後も続く管理を同じ視野で捉えている。彼が統括した実務を読むことで、精密時計の歴史を発明と製作だけでなく、検査と運用の歴史としても理解できる。1 2

年表#

年表の生涯・業績は1、講演は2、復帰時期の幅は4、2023年の研究は5による。

史料の範囲と限界#

エリス本人の講演は管理実務を知るための詳しい一次史料だが、天文台側からの説明であり、製作者側が負担をどう評価したかを同じ詳しさで伝えるものではない。講演中でも、上位品への購入提示額では労力に見合わないとする製作者の声に触れている。2

生涯の中心資料は同僚による追悼文である。業績と人柄を顕彰する性格を持つため、先行研究への言及を踏まえ、単独発明や「世界初」へ膨らませない。本人製作の時計作品や特許を、この資料から確定することはできない。また父の名と復帰日のような史料間の相違は、出典を区別したまま扱う。1 3 4

参考文献#

1. H. P. H.（Henry Park Hollis）, “William Ellis,” Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 77 (1917), pp.295–299. 原文PDF（NASA ADS）、書誌・DOI。閲覧日：2026年11月13日。

2. William Ellis, “Lecture on the Treatment of Chronometers, at the Royal Observatory, Greenwich,” 1866年3月1日講演、The Horological Journal, 1866年4月1日, pp.85–92. 全文転記。閲覧日：2026年11月13日。

3. W. W. B., “William Ellis, F.R.S.,” Nature, 98 (1916), pp.312–313. DOI・公開本文。閲覧日：2026年11月13日。

4. Graham Dolan, “People: William Ellis,” The Royal Observatory Greenwich. 職員史。閲覧日：2026年11月13日。

5. Emily Akkermans, Kelley Wilder and Samantha Thompson, “Revealing observatory networks through object stories: Instrumental networks,” Science Museum Group Journal, 20 (Autumn 2023), “Greenwich Time System”節。論文。閲覧日：2026年11月13日。