เมื่อ 250 ปีที่แล้ว เรือหลายลำหายสาบสูญไปในทะเลอันกว้างใหญ่
กะลาสีสามารถใช้ตำแหน่งของดวงอาทิตย์บอกระยะความใกล้ไกลในทิศเหนือหรือใต้ได้
แต่ไม่มีทางบอกได้เลยว่าอยู่ห่างไปทางทิศตะวันออกและตะวันตกเท่าใด
เป็นเวลานับพันปีที่ช่างทำแผนที่สามารถบอกตำแหน่งบนพื้นโลกได้อย่างแม่นยำ โดยใช้เส้นตัดกันที่เรียกว่า เส้นรุ้งและเส้นแวง
เส้นรุ้ง
เส้นรุ้ง คือ เส้นสมมติรอบโลกลากขนานกันในแนวนอน
เส้นศูนย์สูตร ถือเป็นเส้นรุ้งเส้นที่มีความสำคัญที่สุด
ในช่วงเวลาเที่ยงวัน ดวงอาทิตย์จะอยู่ตำแหน่งสูงที่สุดที่บริเวณเส้นศูนย์สูตร ส่วนเส้นรุ้งอื่นๆ จะคำนวณจากมุมระหว่างดวงอาทิตย์และขอบฟ้า
เส้นแวง = มุมของดวงอาทิตย์กับขอบฟ้า
เส้นแวง
สำหรับเส้นแวงจะมีการคำนวณแตกต่างกัน
เส้นแวง คือเส้นสมมติที่ลากตามแนวตั้งจากขั้วโลกหนึ่งไปขั้วโลกหนึ่ง
เส้นแวง: เวลาที่ต่างกัน 1 ชั่วโมง = การห่างออกไปทางตะวันออกหรือตะวันตก 15 องศา
การเคลื่อนที่ในทิศตะวันออกหรือตะวันตกทุกๆ 15 องศา ส่งผลให้ดวงอาทิตย์ขึ้นช้าหรือเร็วกว่าเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง
การจะรู้ตำแหน่งของเส้นแวง จะต้องเทียบเวลาจากสถานที่สองแห่งพร้อมกัน
ตัวอย่างเช่น ถ้าเรารู้ว่าเวลาที่ออกจากท่าเรือคือบ่ายสองโมง แต่เมื่อดูจากตำแหน่งดวงอาทิตย์แล้วพบว่าเวลาบนเรือคือเที่ยงตรง แสดงว่าเรืออยู่ห่างจากท่า 30 องศาไปทางตะวันตก
กะลาสีจะอาศัยดวงอาทิตย์เพื่อบอกเวลาท้องถิ่น และใช้นาฬิกาลูกตุ้มเพื่อบอกเวลาเมื่อกลับมาถึงท่า
แต่วิธีนี้จะใช้การไม่ได้ หากเกิดคลื่นทะเลแปรปรวน
จอห์น แฮริสัน ปี ค.ศ.1693-1776 ช่างไม้และช่างทำนาฬิกา
จนกระทั่งลูกชายช่างไม้ผู้ไร้การศึกษาคนหนึ่งชื่อ จอห์น แฮริสัน ได้ค้นพบวิธีการแก้ปัญหาเส้นแวง
แฮริสัน มีความสนใจหมกมุ่นกับเรื่องของนาฬิกา และเขาก็พบว่าเรือจำเป็นต้องใช้นาฬิกาที่ทำงานด้วยหลักกลศาสตร์ ไม่ใช่แรงโน้มถ่วงของโลก
แฮริสันใช้เวลาถึง 31 ปี จึงประดิษฐ์นาฬิกาพกพาที่มีความเที่ยงตรงสูงได้สำเร็จ
นาฬิกาที่บอกเวลาเที่ยงตรง
ถือเป็นการปฏิวัติการเดินเรือเลยทีเดียว
ในปัจจุบัน เครื่องจับเวลาที่เที่ยงตรงนี้ได้ถูกนำมาใช้เป็นเวลามาตรฐานสำหรับการตั้งนาฬิกาเรือนอื่น
การเดินเรือทุกวันนี้ ใช้ระบบจีพีเอส หรือระบบบอกตำแหน่งทั่วโลก
ระบบจีพีเอสทำงานโดยใช้นาฬิกาอะตอมที่วัดแรงสั่นสะเทือนความถี่สูง ในการบอกตำแหน่งเส้นรุ้งและเส้นแวงบนโลก
ถึงแม้จะใช้วิธีการเทียบเวลาจากสองสถานที่ แต่ก็ยังไม่มีใครสามารถรู้ได้ว่า คุณอยู่ตำแหน่งไหนของโลก