Christopher Hansteen var Norges fremste naturforsker i første halvdel av 1800-tallet, og i dag er han mest kjent som astronom og matematiker ved universitetet i Christiania. Mye av hans vitenskapelige virksomhet var knyttet til det gamle observatoriet som sto ferdig i 1834, og som ligger i parken bak Nasjonalbiblioteket. Observatoriet sto sentralt i den nye nasjonen, fordi oppmåling av himmel og jord var nødvendig for å plassere Norge i tid og rom. Ved 200-årsjubileet for Universitetet i Oslo i 2011 ble derfor observatoriets slagord, som opprinnelig ble nedlagt på grunnsteinen, løftet opp som hele universitetets visjon: Et nos petimus astra – Også vi søker stjernene.¹

Hansteen var imidlertid mest opptatt av jorda, og han var internasjonalt anerkjent for sine undersøkelser av jordas magnetisme. Så fort han var ferdig med det daglige pliktarbeidet på observatoriet, vendte han blikket mot jordas indre: «Naar jeg skulde give en Oversigt over min videnskabelige Virksomhed, da maatte jeg fornemmelig opholde mig ved Studiet af Jordklodens magnetiske Egenskaber, hvilket fra 1807 til 1832, følgelig i et Fjerdedel Seculum, nærmest udelukkende har optaget min Tid.»² Høydepunktet var Hansteens reise gjennom Russland fra 1828 til 1830 hvor han lokaliserte en magnetpol i Sibir. Hansteens undersøkelser av jordas magnetisme hadde en internasjonal innretning, og reiser som den til Sibir var en nødvendig forutsetning for å kartlegge det globale fenomenet.

Hansteens hovedverk Untersuchungen über der Magnetismus der Erde (1819) bygde også på resultater fra en rekke andre reiser.³ Alle disse målingene var samlet i en rekke tabeller bakerst i boka, i et appendiks som strakte seg over 148 sider.⁴ Som historisk kilde er tabellene umiddelbart uforståelige, men det er egentlig bare en katalog over utallige reiser over hele jorda hvor det var foretatt magnetiske målinger. Med boka fulgte et magnetisk atlas som viste hvordan jordas magnetiske system så ut og hvordan det hadde utviklet seg over tid, siden de første magnetiske målingene ble registrert på slutten av 1500-tallet.⁵ Alle disse reisene var grunnlag for Hansteens undersøkelser, men ikke alle var vitenskapelige reiser. Hva var det som gjorde en reise vitenskapelig?

Én tilnærming for å besvare spørsmålet er å se nærmere på vitenskapens sosiale relasjoner. Bredere kunnskap om den sosiale konteksten kan fortelle mye om reisenes formål og funksjon. Jakten på jordas magnetisme var nært knyttet til navigasjon, og mange av reisene på 1500- og 1600-tallet var organisert og finansiert av marinen og handelskompaniene. En annen tilnærming er å undersøke selve praksisen i form av instrumenter og målemetoder. Studiet av jordas magnetisme ble vitenskapeliggjort på 1700- og 1800-tallet, blant annet ved hjelp av mer presise instrumenter. Samtidig ligger noe av svaret allerede i de systematiske tabellene bakerst i boka til Hansteen: Tallene viste verdier fra magnetiske målinger som var utført på forskjellige steder over hele jorda. Hver enkelt måling var et produkt av en posisjon og en praksis. Reisene var trådene som knyttet de enkelte målingene sammen i et globalt nettverk. Og målingene fikk vitenskapelig verdi, fordi de ble tatt med i tabeller og oppsummert på kart.

I denne artikkelen skal jeg lese Hansteens Untersuchungen med henblikk på de mange reisene, som lå til grunn for arbeidet. Jeg vil vise hvordan reiser var avgjørende for studiet av jordas magnetisme, og at dette studiet samtidig var avgjørende for alle reiser på grunn av betydningen for kompass og navigasjon. Jeg vil også drøfte hva som eventuelt gjorde en reise «vitenskapelig», og jeg vil hevde at det primært handlet om målemetoder og presisjon. De viktigste reisedeltakerne var derfor instrumentene.⁶

Oppdagelsen av jordas magnetisme

I Untersuchungen systematiserte Hansteen datidens kunnskap om jordas magnetisme og argumenterte for at jorda hadde fire magnetiske poler, ikke bare to, slik vi gjerne tror i dag. Videre utviklet han matematikken som var nødvendig for å beregne polenes beliggenhet og bevegelse. Hansteen hadde også en historisk tilnærming, basert på kilder og tabeller som dokumenterte endring over tid, og et vitenskapshistorisk perspektiv var integrert i hans tilnærming. Vi skal derfor ta utgangspunkt i Hansteens vitenskapshistoriske betraktninger.⁷

Magnetismens mysterier hadde forundret folk siden antikken, og den tiltrekkende kraften ble omtalt hos både Platon og Aristoteles, skriver Hansteen, men dette var bare myter uten vitenskapelig interesse. Han var mer opptatt av den retningsgivende kraften, som var knyttet til utviklingen av kompasset i middelalderen. Han viser til sporadiske kilder hos både vikingene og kineserne og fremhever «Peter Adsigerus», ellers kjent som Pierre de Maricourt, som i 1269 utga den første avhandlingen om det magnetiske kompasset.⁸ Nyere kunnskap om jordas magnetisme var knyttet til skipsfart og navigasjon, og mye av den praktiske kunnskapen kom fra sjøfolk og navigatører, fortsetter han: «Man kan vel uden Overdrivelse paastaae, at Kompassets Opfindelse, mer end nogen anden Opdagelse, har omskabt Jordrigets Kredts».⁹

Det viktigste var oppdagelsen av at kompassnåla ikke pekte rett mot nord. Den hadde et lite avvik, også kalt misvisning eller deklinasjon. Selve oppdagelsen ble tilskrevet Christopher Columbus på reisen over Atlanterhavet i 1492, og kompasset åpnet for europeisk ekspansjon: «Det var altsaa Kompasset der viste Columbus Veien over det Atlantiske Hav til Amerika, som ledede Vasco da Gama omkring det Gode Haabs Forbjerg, og den uforfærdede Hernando Magillanes rundt omkring Jorden».¹⁰ Men heller ikke kunnskapen fra profesjonelle navigatører hadde vitenskapelig verdi, poengterer Hansteen. Deres instrumenter var upålitelige, og de manglet en teoretisk forklaring på fenomenet.

Ettersom Spania og Portugal dominerte verdenshavene, måtte handelsmenn i Nord-Europa finne alternative handelsruter, og polhavet i nord var eneste mulighet. Her fantes det to mulige ruter: Den ene gikk opp langs Norges kyst i retning av en nordøstpassasje, og her ledet nederlenderne an: Willem Barents kartla norskekysten og nye landområder som Bjørnøya og Spitsbergen, før de måtte overvintre i Novaja Semlja hvor Barents frøs i hjel. Den andre ruta gikk mellom Grønland og Nord-Amerika i retning av en nordvestpassasje, og her var det britene som dominerte, forklarer Hansteen: Blant annet organiserte John Davis tre ekspedisjoner langs Grønlands østkyst til området som i dag heter Davissundet.¹¹ De arktiske ekspedisjonene på slutten av 1500-tallet avdekket nye landområder og isdekte havområder, men de oppdaget også noe mye mer grunnleggende: I arktiske strøk søkte magnetnåla nedover.

Oppdagelsen av magnetnålas helning eller inklinasjon ble også utforsket av navigasjonseksperter og instrumentmakere på land. Hansteen viser blant annet til William Borough, en praktisk matematiker tilknyttet marinen i London, som i 1580 foretok den første pålitelige måling av magnetnålas misvisning: I boka A Discourse of the Variation of the Compasse, or Magneticall Needle (1581) viste han at misvisningen i London 16. oktober 1580 var 11°15’ østlig retning.¹² Boka inneholdt også en avhandling av instrumentmakeren Robert Norman som ved hjelp av et helningskompass, hadde påvist at nåla i London pekte 71 grader under horisonten. Dette var en ny form for tiltrekning, slik det også framgikk av tittelen på Normans avhandling The New Attractive (1581). Oppdagelsen av magnetnålas helning åpnet for en helt ny forståelse av magnetismen: Den tiltrekkende kraften hadde sitt opphav inni jordkloden. Først nå var det altså snakk om jordmagnetisme. Også Norman har derfor en sentral plass i Hansteens historiske fremstilling.¹³

Vendepunktet i teoretisk forstand var William Gilbert, som i boka De Magnete (1600) utviklet en ny eksperimentell metode og påviste at jorda var en stor magnet. De Magnete hadde også en dypere naturfilosofisk dimensjon, og for Gilbert var jorda beåndet og hadde en sjel. Han hevdet videre at de magnetiske bevegelsene var sirkulære, i likhet med de himmelske legemenes bevegelser, og han rokket ved det aristoteliske verdensbildet fra middelalderen, slik Kopernikus hadde gjort i astronomien. Gilbert hevdet at hele kosmos var styrt av denne magnetiske kraften, og han forsøkte å underbygge den heliosentriske modellen til Kopernikus med en magnetisk kosmologi. I boka Latitude & the Magnetic Earth (2002) blir Gilbert omtalt som den mest fremragende forskeren i Dronning Elisabeths England.¹⁴

Hansteen plasserte seg i den magnetiske tradisjonen fra William Gilbert.¹⁵ Det sentrale var den empiriske og eksperimentelle tilnærmingen, som ellers knyttes til den samtidige Francis Bacon og «baconiansk vitenskap», basert på presise målinger og instrumenter.¹⁶ Forsiden på Bacons hovedverk Instauratio Magna (1620), med et skip som seiler ut i Atlanterhavet, viste hvordan den nye vitenskapen skulle underlegge seg resten av verden.¹⁷ Hansteen var imidlertid mer opptatt av Edward Wright, en britisk navigasjonsekspert som faktisk hadde seilt ut i Atlanterhavet og fortatt magnetiske målinger, publisert i Certaine Errors in Navigation (1599). Nyere forskning viser at Wright bidro vesentlig med praktisk kunnskap og konkrete målinger i Gilberts De Magnete (1600), og i en bredere forstand var dette samspillet mellom teori og praksis avgjørende for oppkomsten av moderne vitenskap på 1600-tallet.¹⁸ Wrights sjøreise i Atlanterhavet har en sentral plass hos Hansteen, og resultatene ble oppsummert i den første tabellen over inklinasjon.¹⁹ Det sentrale for Hansteen var målingenes presisjon og pålitelighet, ikke hvorvidt reisen som sådan var vitenskapelig.

Jakten på lengdegradene

Sjøreiser og navigasjonskunst var nødvendige forutsetninger for oppdagelsen av jordas magnetisme. Samtidig var den praktiske kunnskapen avgjørende for alle slags sjøreiser, på grunn av betydningen for navigasjon. Utover 1600-tallet var det derfor stor interesse for å kartlegge jordas magnetisme, og interessen var størst i marinen og handelskompaniene. Problemet var bare at kompasset ikke var tilstrekkelig pålitelig. Det var noe av bakgrunnen for jakten på lengdegradene knyttet til oppføringen av observatoriet i Greenwich i 1675 og etableringen av Board of Longitude i 1714, som er kjent fra Dava Sobels bestselger Longitude (1995).²⁰

Skipsfart og navigasjon var en viktig kontekst for Hansteens virksomhet. Han skisserte også hovedtrekkene i historien om lengdegradene: «Udtrykkelig til dette Öiemeds Opnaaelse anlagdes det berömte Astronomiske Observatorium i Greenwich i 1675».²¹ Det fantes to astronomiske tilnærminger, forklarer Hansteen, og den ene var knyttet til utviklingen av nye instrumenter: «Konstnerne anvende Skarpsindighed paa at opfinde nye og nöyatigere Instrumenter og Uhre, hvormed astronomiske Iagttagelser ombord kunde anstilles». Den såkalte klokkemetoden gikk ut på å ta med seg tiden på turen, og kort sagt ble kompasset erstattet med en klokke. Det var ganske lett å bestemme tiden om bord på et skip ved hjelp av sola og stjernene, og hvis man også visste hva klokka var ved avreisestedet, var det enkelt å beregne lengdegraden ved hjelp av tidsforskjellen. Problemet var at ingen urverk var presise nok til at metoden kunne brukes i praksis.

Den andre metoden gikk ut på å hente tiden ned fra himmelen, forklarer Hansteen: «Astronomerne bleve opfordrede til en nöyaktigere Bestemmelse af Fixstjernernes Steder og af Solens, Maanens og Planeternes Bevægelser.» Denne månedistansemetoden forutsatte at man først bestemte en nullmeridian, og så måtte astronomer måle når månen passerte foran bestemte stjerner. De detaljerte månetabellene kunne så tas med om bord, og ved å sammenlikne målingene fra land med tilsvarende målinger til sjøs, var det mulig å anslå tidsforskjellen og lengdegraden. Da kongen bestemte at det skulle oppføres et observatorium i Greenwich i 1675, var det eksplisitt knyttet til månedistansemetoden.

Historien tok en ny vending i 1714, etter flere dramatiske forlis med tap av skip og mannskap. Det britiske parlamentet utlyste en prisoppgave for å løse lengdegradsproblemet, og samtidig etablerte de en lengdekommisjon (Board of Longitude), som skulle vurdere de ulike løsningene. For å vinne premien på 20 000 pund, måtte løsningen testes på en seilas over Atlanterhavet. Avviket fra en astronomisk bestemmelse i De karibiske øyene kunne ikke være mer enn en halv grad, det vil si 30 nautiske mil eller ca. 56 kilometer. Her var det altså behov for høy presisjon, og Sobel gir en levende beskrivelse av de mange ulike forsøkene.

Helten i Sobels Longitude er John Harrison, en selvlært urmaker fra Yorkshire som i løpet av nærmere førti år, med ulike metoder og modeller, utviklet et mekanisk instrument for tidsmåling, som gikk så presist at det faktisk kunne brukes til posisjonsbestemmelse. Løsningen hans var ganske enkelt å lage en bærbar tidsmåler, også kalt et kronometer. Harrisons håndverksmessige tilnærming ble imidlertid motarbeidet av de akademiske forskerne ved universitetene og ved observatoriet i Greenwich, som snarere sverget til den matematiske månedistansemetoden.

Skurken i fortellingen til Sobel er Neville Maskelyne, som hadde overtatt som kongelig astronom ved observatoriet i Greenwich. Han motarbeidet Harrison og misbrukte sin posisjon for å fremme sitt eget arbeid. For eksempel da Harrisons fjerde konstruksjon (H-4) ble testet på Jamaica i 1762, etter mer enn to måneder til sjøs, og kronometeret bare gikk fem sekunder feil, hevdet Maskelyne at det like gjerne kunne skyldes flaks. Først i 1773, etter at kongen selv hadde grepet inn og støttet Harrison, fikk han sin rettmessige belønning.

En svakhet ved boka til Sobel er at den magnetiske navigasjonsmetoden blir marginalisert og latterliggjort. ILongitude lå løsningen enten i kronometeret eller i de astronomiske tabellene. Det er en fordreining av fortiden, fordi magnetisk navigasjon var et reelt tredje alternativ. Riktignok var det magnetiske kompasset upålitelig, men det fantes også en annen magnetisk navigasjonsmetode basert på magnetiske kart. Wright, for eksempel, hadde hevdet at magnetisk kartografi var nøkkelen til å beregne lengdegradene til sjøs. Denne tredje vei lå altså ikke i astronomien, men i kartleggingen av jordas magnetisme.

Den magnetiske tradisjonen fra Gilbert og Wright ble videreført på 1600-tallet av Henry Bond, den fremste pådriveren for magnetisk navigasjon i England.²² Han var navigasjonslærer ved den kongelige dokken i Kent, og i The Sea-Mans Kalendar for 1636 predikerte han at misvisningen i London ville være null grader i 1657. Det viste seg å stemme, og Royal Society opprettet umiddelbart en egen «Committee for the Variation», men de etablerte forskerne kom til kort i møte med den praktiske navigasjonskunsten. Det var en ydmykende start for det nye vitenskapsselskapet, og de fikk enda en utfordring da Bond lanserte en metode for å finne lengdegradene til sjøs i pamfletten The Longitude Found (1676). Utfordringen fra den praktiske navigasjonslæreren Bond var en viktig foranledning til opprettelsen av observatoriet i Greenwich i 1675, og et viktig formål med den astronomiske aktiviteten var å vise at også de teoretiske akademikerne hadde noe å bidra med i jakten på lengdegradene.

Hansteen knyttet an til denne magnetiske tradisjonen og dens betydning for praktisk navigasjon. Også Bond dukker opp i teksten og tabellene til Hansteen, riktignok uten noen bredere introduksjon.²³ Han er like fullt en påminnelse om den brede navigasjonskonteksten for Hansteens arbeid, knyttet til utviklingen av magnetiske kart for å finne lengdegradene. Senere sendte Hansteens sin bok og sitt atlas fra 1819 til Board of Longitude, som også mottok en rekke andre utkast til magnetiske kart og magnetiske navigasjonsmetoder.²⁴ Løsningen på lengdegradsproblemet var altså ikke det magnetiske kompasset, det mekaniske kronometeret eller de astronomiske tabellene, men snarere magnetiske kart.

Kartlegging av jordas magnetisme

Opprinnelig var det liten interesse for studiet av jordas magnetisme ved de etablerte universitetene. Interessen var heller ikke stor i Royal Society og ved observatoriet i Greenwich. Den eneste som fattet interesse var Edmond Halley, som ville rehabilitere den magnetiske tradisjonen og den magnetiske navigasjonsmetoden. Halley, skriver Hansteen, «var den förste, der indsaae, at Magnetnaalens forskjellige Misvisninger paa forskjellige Steder ei kunde forklares, uden ved at antage 4 tiltrækkende magnetiske Punkter eller Poler paa Jordens Overflade.»²⁵

Halley hadde studert matematikk og astronomi i Oxford, og i 1675 ble han assistent ved observatoriet i Greenwich. Han studerte solformørkelser og måneformørkelser, men han innså snart at slike observasjoner forutsatte et mer nøyaktig stjernekart. Halley organiserte derfor en ekspedisjon til St. Helena for å kartlegge stjernehimmelen på den sørlige halvkule. Med penger fra faren, støtte fra kongen, og transport fra Det Øst-Indiske kompani, reiste han på sin første ekspedisjon fra 1676 til 1678. Senere ble Halley sekretær i Royal Society, redaktør av Philosophical Transactions, og kongelig astronom ved Greenwich.²⁶

Halley er mest kjent for den berømte kometen som han observerte i 1682, men han var også opptatt av jordas magnetisme. På reisen til St. Helena hadde han skaffet seg kunnskap om praktisk navigasjon og magnetiske målinger, oppsummert i «A Theory of the Variation of the Magnetical Compass» i Philosophical Transactions i 1683.²⁷ Her lanserte han også sin teori om at jorda hadde fire magnetiske poler, og Halley ambisjon var å avdekke deres underliggende lovmessighet og periodisitet. Slike mer analytiske spørsmål bidro til at studiet av jordas magnetisme ble mer akseptabelt for akademikere ved de anerkjente universitetene. Nå trengte praktikerne hjelp av akademikerne til å analysere jordas magnetisme.

Halley var også kaptein i marinen og vitenskapelig rådgiver for lengdegradsbyrået, og i 1698 seilte han ut igjen med skipet Paramour for å kartlegge magnetnålas misvisning i hele Atlanterhavet. Denne reisen omtales gjerne som «den første vitenskapelige ekspedisjonen», men det er en sannhet med modifikasjoner: Den magnetiske kartleggingen hadde stor vitenskapelig verdi, men formålet med reisen var nært knyttet til militære og økonomiske interesser. Oppdraget var å finne en farbar vei til Stillehavet, og Paramour seilte helt ned til ismassene ved Antarktis før de måtte snu og seile hjem igjen. Resultatene fra reisen ble imidlertid avgjørende for utviklingen av magnetisk kartografi, og i 1702 publiserte Halley det første verdenskartet over magnetisk misvisning eller deklinasjon – et vannskille i kartografiens historie.²⁸ Formålet med Halleys kartlegging var eksplisitt knyttet til magnetisk navigasjon. Problemet var å lage magnetiske kart som var tilstrekkelig presise og pålitelige, gitt at den magnetiske kraften endret seg over tid.

Andre forsøkte å forbedre magnetisk navigasjon ved hjelp av kart over inklinasjon, og den som ledet an her var Johan Carl Wilcke, en tysk eksperimentalfysiker ved Det Physiska Kabinet i Stockholm. Wilcke viste blant annet til den britiske matematikeren William Whiston, som tidligere hadde utgitt to kart over magnetisk inklinasjon som dekket det sydlige England. Også Whiston knyttet kartleggingen av inklinasjon til navigasjon, slik han forklarte i The Longitude and Latitude found by the Inclinatory Dipping Needle (1721). Han argumenterte for at målinger av inklinasjon var mer stabile over tid, og derfor bedre egnet til navigasjon enn målinger av deklinasjon, som måtte gjøres på nytt hele tiden.²⁹ Whiston hadde havnet i skyggen av Halley, men nå ble han løftet frem igjen. Og Wilcke hadde en viktig støttespiller i Carl Gustaf Ekeberg, som var preses i det svenske vitenskapsakademiet og tilknyttet Admiralitetet og Öst-Indiska Compagniet. Han foretok målinger av inklinasjon på sine sjøreiser til Kina, og Wilcke oppsummerte resultatene i «Försök til en Magnetisk Inclinations Charta» i 1768 – det første verdenskartet over inklinasjon.³⁰

Hansteen plasserte seg i den kartografiske tradisjonen fra Halley og Wilcke. De to første kapitlene i Untersuchungen er viet Halleys kartlegging av deklinasjon og Wilckes kartlegging av inklinasjon. Hansteens bidrag videre utover 1820-tallet var knyttet til kartleggingen av det tredje aspektet ved jordas magnetisme, nemlig den magnetiske kraftens styrke eller intensitet. Og i 1831, etter reisen til Sibir, publiserte han det første verdenskartet over intensitet – tilsvarende Halleys deklinasjonskart fra 1702 og Wilckes inklinasjonskart fra 1768. Også Hansteen har derfor en sentral plass i kartografiens historie. Men hva var egentlig denne intensiteten, og hvordan ble den oppdaget?

Venus og magnetisk intensitet

Fra omkring 1760 skjedde det en endring i organiseringen av oppdagelsesreiser og vitenskapelige ekspedisjoner. Det vitenskapelige formålet ble mer fremtredende, og skipene fikk navn som La Recherche, Le Geographe og Le Naturaliste. Innsamlete objekter og målinger ble i økende grad gjenstand for analyse, og eksotiske samlinger ble avløst av museer og botaniske hager. Internasjonalt samarbeid ble en viktig forutsetning for global kartlegging av naturhistorie og geografi, mens større studieobjekter som himmelen og jorda, måtte studeres samtidig på flere steder.³¹ Oppdagelsen av magnetisk intensitet var et uventet resultat av presise målinger på mange av disse reisene.

I Frankrike var det en glidende overgang fra geografi til geodesi, studiet av jordas størrelse og form. Presise målinger på slutten av 1600-tallet hadde vist at jorda ikke var rundt som en kule, men snarere litt oval. Men var den som en sitron, som ble spissere mot polene, eller som en appelsin, som bulte ut ved ekvator? For å besvare spørsmålet organiserte det franske vitenskapsakademiet to ekspedisjoner til forskjellige steder på jorda. Den ene ekspedisjonen reiste til Quito i Peru for å måle jordas krumning ved ekvator. Den andre ekspedisjonen, ledet av Pierre Louis Maupertius, reiste til Torneå innerst i Bottenviken for å måle meridianbuen nær polarsirkelen. Maupertius utga sine resultater i boka Sur la figure de la terre (1738) hvor han slo fast at jorda var sammentrykt ved polene.³²

Det internasjonale samarbeidet var enda mer fremtredende i forbindelse med de mange reisene som ble organisert for å studere Venus.³³ Jevnlig passerer Venus mellom jorda og sola, og da blir planeten synlig som en liten svart prikk som beveger seg langsomt over solskiva. På 1600-tallet predikerte astronomer at slike passasjer finner sted med åtte års mellomrom, før en lengre pause på over hundre år. Vitenskapsselskapene i London og Paris tok derfor initiativ til et internasjonalt samarbeid for å kartlegge de kommende passasjene i 1761 og 1769. I 1761 reiste for eksempel Nevil Maskelyne fra London til St. Helena for å observere passasjen til Venus på den lille øya midt i Atlanterhavet. Også Danmark-Norge var en del av dette internasjonale nettverket, og Thomas Bugge ble sendt fra København for å observere fenomenet i Trondheim. Venuspassasjene var altså internasjonale begivenheter, og de var viktige for utviklingen av vitenskapelig samarbeid på tvers av landegrensene. Et annet resultat var et globalt nettverk av astronomiske observatorier, også på de mest eksotiske stedene i verden.

Det var i denne forbindelse kong Christian 7. av Danmark-Norge inviterte pater Maximilianus Hell, bestyrer ved observatoriet i Wien, til å observere Venuspassasjen på festningen Vardøhuus i 1769, skriver Welhaven i en artikkel om Hansteen.³⁴ Reisen til pater Hell bød imidlertid på flere utfordringer. Hell var jesuitt, og katolikker hadde ikke adgang til riket, men Hell fikk et unntak på grunn av det vitenskapelige oppdragets viktighet. En annet utfordring var at posisjonen til Vardøhuus ikke var astronomisk bestemt. Da Hell ankom i oktober 1768, visste han ikke hva klokka var eller hvor han befant seg, noe som var en forutsetning for å kunne gjøre presise observasjoner. Han måtte derfor oppføre et observatorium, slik at han kunne måle tiden og bestemme beliggenheten. Først da fikk han koordinatene i tid og rom, som var nødvendige for å måle nøyaktig når Venus passerte foran solskiva 3. juni 1769. I mellomtiden kunne Hell og hans følge studere nordlys, morild og samisk kultur.³⁵

Formålet med disse reisene var å studere Venus, men på mange av reisene ble det også foretatt magnetiske målinger. Reisene fikk derfor stor betydning for kartleggingen av jordas magnetisme, forklarer Hansteen, som viser til forskjellige lærde, «der opholdte sig paa forskjellige steder i Sibirien for at iagttage Venus’s Gjennomgang foran Solen i Aarene 1761 og 1769.»³⁶ Han viser spesielt til Jacques Mallet, som ble sendt til Ponoi på Kola-halvøya for å observere Venus i 1769. Han registrerte en pulserende bevegelse, skriver Hansteen, og forsto at han hadde oppdaget et ukjent fysisk fenomen – senere identifisert som den magnetiske kraftens intensitet. Andre forskere var skeptiske til Mallets konklusjon og hevdet at målingene var misvisende. Uenigheten avdekket et fundamentalt spørsmål: Var Mallets forestilling feil, eller var instrumentene en feilkilde?

Hansteens var også interessert i andre magnetiske målinger fra Sibir som ble foretatt i forbindelse med de to Venuspassasjene. I 1761 reiste den franske jesuitten og astronomen Jean-Baptiste Chappe d’Auteroche til byen Tobolsk øst i Russland for å observere Venus. Noen år senere sendte det russiske akademiet en ekspedisjon til Jakutsk, lengst øst i Sibir, hvor Johannes Islenieff (Ivan Islenev) observerte Venus i 1768. Disse målingene var viktige for Hansteen, fordi de indikerte at det fantes en magnetpol i Sibir et sted mellom Tobolsk og Jakutsk: «Man ledes herved til at formode, at der etsteds i det Sibirske Ishav maae findes en magnetisk Kraft, som tiltrækker Magnetnaalens Nordende».³⁷

Formålet med disse reisene var å studere Venus, og resultatene var relevante både for å bestemme jordas størrelse og avstanden til sola. Og selv om formålet med en vitenskapelig reise var begrenset, hadde forskerne ofte med seg en rekke andre instrumenter, for eksempel til måling av jordas magnetisme. Noen av disse praksisene var spesialiserte og systematiske, men andre var mer tilfeldige og sporadiske. Nyere fagområder som etnografi og antropologi var sammenvevd med religiøse, moralske og politiske forestillinger om «de edle ville». En enkelt vitenskapelig reise kunne altså være mer eller mindre vitenskapelig, avhengig av hvilke observasjoner og resultater som trekkes frem.

Global ekspansjon

Selv om vitenskapelig samarbeid sto høyt i kurs på slutten av 1700-tallet, lå konkurransen mellom ekspansive europeiske imperier rett under overflaten. For de maritime stormaktene var observatoriet selve nøkkelen til navigasjonskunst og globalt herredømme, og kunnskap om både astronomi og jordmagnetisme var en kilde til rikdom og kontroll. Andre fagområder som naturhistorie og geografi var tett sammenvevd med politiske, imperialistiske og kommersielle interesser, og mye av interessen var rettet mot Stillehavet. Derfor var det avgjørende å finne en farbar vei, enten via en nordvestpassasje eller rundt Sør-Amerika, nær det ukjente terra australis incognita.³⁸

Vannskillet var de tre reisene til James Cook mellom 1768 og 1779 som både var oppdagelsesreiser og vitenskapelige ekspedisjoner, og som bidro til å befeste Storbritannias kontroll over verdenshavene. På den første reisen med skipet Endeavour utforsket han Stillehavet, New Zealand og Australias østkyst. Cook skulle også observere Venuspassasjen på Tahiti, og for å gjøre presise målinger, måtte han etablere et lite observatorium på øya midt i Stillehavet. På jordomseilingen med Resolution og Adventure fortsatte Cook å utforske Stillehavet, men nå dreide de også sydover. Da de til slutt møtte iskanten, hadde Cook satt ny rekord ved å seile helt til 71º10’ sørlige breddegrad. Cooks tredje reise med Resolution og Discovery gikk også til Stillehavet, men nordover langs vestkysten av det amerikanske kontinentet i jakten på en nordvestpassasje. Han oppdaget også Hawaii, hvor han ble drept i 1779.³⁹

For Hansteen var reisene til Cook avgjørende fordi han hadde gjort magnetiske målinger nært Antarktis. Det var også disse resultatene, oppsummert av Wilcke og overført på en magnetisk globus som Hansteen kom over i 1807, som vekket hans interesse for studiet av jordas magnetisme. På globusen kunne Hansteen se konturene av en tredje magnetpol utenfor Sør-Amerika. Med henvisning til Halleys firepolsteori, konkluderte Hansteen at det måtte eksistere en motsvarende magnetpol i Sibir. Følgelig går det en linje fra kaptein Cook i Sørishavet til Hansteen i Sibir.⁴⁰

Også franske skip søkte mot spissen av Sør-Amerika for å finne en farbar vei til Stillehavet, og mest kjent er kanskje verdensomseilingen til Louis Antoine de Bougainville fra 1766 til 1769. Franske forskere kartla også jordas magnetisme, og de foretok svært presise målinger av kraftens styrke eller intensitet på utallige reiser og ekspedisjoner. Først nå, takket være bedre instrumenter og økt presisjon, ble det mulig å avdekke hva den pulserende bevegelsen til magnetnåla faktisk indikerte.⁴¹ Den viktigste reisen for Hansteens del ble ledet av Jean-François de la Pérouse, som seilte ut med Astrolabe og Boussole i 1785 med kurs mot Stillehavet. Skipene forsvant utenfor Ny Holland sammen med mannskapet og målingene, og i 1791 ble det organisert en redningsaksjon ledet av admiral Bruni d'Entrecasteaux på skipet La Recherche. De fant ikke skipet, men de magnetiske målingene ble oppsporet og brakt til Paris i 1802. Disse målingene fra den andre siden av kloden ble avgjørende for å indentifisere den magnetiske kraftens intensitet.

I mellomtiden var det opprettet en ny institusjon ved vitenskapsakademiet i Paris med ansvar for navigasjon. Det franske Bureau des Longitudes fra 1795 var inspirert av britenes Board of Longitude fra 1714. Forskjellen var at det franske lengdegradsbyrået ikke var begrenset til astronomi, men tok utgangspunkt i studiet av jordas fysikk, som også omfattet geodesi og jordmagnetisme. Det franske lengdegradsbyrået er derfor den første vitenskapelige institusjonen som var spesielt innrettet mot studiet av jordmagnetisme.⁴² Kort sagt studerte de både kart og kompass. Her ble alle de magnetiske målingene fra hele kloden samlet, systematisert og analysert. Beregningene viste at den pulserende bevegelsen til magnetnåla ikke var en misforståelse eller svakhet ved instrumentene, men snarere et nytt fysisk fenomen. Hvis jordmagnetismen var jordas sjel, var intensiteten jordas puls.

Humboldts holisme

I 1797 ankom den tyske naturforskeren Alexander von Humboldt det revolusjonære Paris, og han ble raskt kjent i miljøet omkring observatoriet og lengdegradsbyrået. Sommeren 1798 la han ut på en vitenskapelig reise til Sør-Amerika sammen med botanikeren Aimé Bonpland. De hadde med seg en rekke vitenskapelige instrumenter for å studere alt fra trykk og temperatur til planter og dyr, og formålet var å avdekke sammenhenger i naturen på tvers av fagområder som fysikk, botanikk, meteorologi og geografi. Den holistiske tilnærmingen er tydelig i de visuelle resultatene fra reisen, som høydeprofilen fra fjellet Chimborazo i Ecuador, som ble publisert i Humboldts Ideen zu einer Geographie der Pflantzen(1807): Her ser vi hvordan ulike planter var lokalisert i botanisk-geografiske soner i ulik høyde oppover fjellsiden, hvor temperatur og trykk gradvis avtok opp mot den snøkledde toppen. Fjellet fikk senere en ikonografisk status i fremstillinger av den heroiske og romantiske naturforskeren Humboldt på reise gjennom Sør- og Mellom-Amerika.⁴³

Humboldts utgangspunkt var at alle disse naturfenomenene var geografisk utbredt, og forskningen måtte derfor skje ute i felten, spredt over store landområder og helst over hele kloden. Forskningen hadde en romlig dimensjon, både geografisk og globalt. Derfor var det hensiktsmessig å visualisere et gitt fenomen på et kart, og da ble det mulig å sammenligne ulike fenomener, på ulike kart, for å avdekke skjulte sammenhenger.⁴⁴ Det var likevel stor forskjell på å beskrive fysiske fenomener som fjelltopper eller planter, som kunne telles og måles, og å visualisere usynlige fenomener som trykk, temperatur og magnetisme. Her fikk den tause naturen en stemme, og på kartene ble usynlige fenomener i naturen avdekket i all sin prakt.⁴⁵

Hos Humboldt ble studiet av jordas magnetisme løftet ut av den maritime konteksten og inkludert i en holistisk tilnærming til studiet av jordas fysikk. Ved hjelp av presise instrumenter påviste han at den magnetiske kraftens intensitet varierte fra Paris til Peru. Humboldt var også nyskapende innen magnetisk kartografi, og resultatene ble oppsummert på et lite kart over Sør-Amerika i 1804, hvor landområdene i Peru og Ecuador var delt inn i fem ulike «soner» med varierende intensitet. På kartet kunne man også se hvor magnetisk ekvator gikk gjennom Peru, nesten sju grader sør for ekvator.⁴⁶Derfor regnes Humboldt som oppdageren av intensitet som et separat magnetisk fenomen. Og den lille kartskissen fra 1804 blir gjerne omtalt som det første kartet over den magnetiske kraftens intensitet. I likhet med Halley, var Humboldt overbevist om at de magnetiske kartene kunne brukes til navigasjon.

Hansteen kan plasseres i en bredere tradisjon som vokste frem tidlig på 1800-tallet, omtalt som «humboldtiansk vitenskap».⁴⁷ Hansteen var inspirert av Humboldts reise til Sør-Amerika, og i Untersuchungen forsøkte han å kombinere Halleys teori om de fire polene med Humboldts kartlegging av intensitet. I det medfølgende magnetiske atlaset var det riktignok ingen kart over intensitet, ganske enkelt fordi det ikke fantes nok målinger, men det var her Hansteen skulle bli ledende internasjonalt. Hansteen var også informert om at Humboldt planla en tilsvarende asiatisk reise, men Humboldt slet med å skaffe finansiering. Humboldt var altså den opprinnelige inspirasjonen til Hansteens senere reise til Sibir fra 1828 til 1830.⁴⁸ I mellomtiden hadde også Humboldt fått støtte, og vinteren 1829 jaget Hansteen og Humboldt hverandre over den russiske tundraen. De konkurrerte også om hvem som skulle sette standard for studiet av jordas magnetisme internasjonalt.⁴⁹ Hansteen kom seirende ut av denne konkurransen, og i 1831 publiserte han sitt verdenskart over intensitet, som tydelig viste at jorda hadde fire magnetpoler.⁵⁰

Avslutning

Utgivelsen av Untersuchungen i 1819 ble et vendepunkt for Hansteen. Tidligere hadde han studert andres reiser og samlet tabeller og målinger fra bøker og kart. Nå begynte han å samle inn egne målinger ved hjelp av et nytt instrument for måling av intensitet, som han hadde utviklet selv. «Hansteens magnetometer» ble standardinstrumentet internasjonalt, og forskere i flere land foretok systematiske målinger for Hansteen på sine ulike reiser. Sommeren 1819 reiste Hansteen også selv til observatoriene i London og Paris, og han foretok målinger hele veien med sitt magnetometer.⁵¹ I London oppsøkte han også den britiske lengdekommisjonen og foreslo at de burde organisere en global kartlegging av jordas magnetisme.⁵² Først ti år senere begynte den magnetiske kartleggingen av de britiske øyene, direkte inspirert av Hansteen arbeid, og på 1830-tallet ble kartleggingen utvidet over hele jordkloden i det som er kalt «The Magnetic Crusade».⁵³

For Hansteen var reisene viktige som kilder til magnetiske målinger og pålitelige resultater, men de var også ressurser i Hansteens promotering av forskningens betydning for samfunnet og for nasjonen. De vitenskapelige reisene var avgjørende, poengterte Hansteen, for at Norge skulle hevde seg internasjonalt på vitenskapenes arena, og forskningens nytte var nært knyttet til nasjonal heder og ære. Derfor var Karl Johan en av Hansteens viktigste støttespillere, og kongen bidro med midler både til utgivelsen av boka i 1819 og til reisen fra 1828 til 1830. Det ble også lagt merke til internasjonalt at lille Norge hadde finansiert en vitenskapelig reise til Sibir – i en tid hvor de ennå ikke hadde ferdigstilt slottet til kongen.

Hansteen engasjerte seg også for at staten skulle bevilge midler til andre vitenskapelige reiser i inn- og utland. Det var imidlertid krevende å overbevise myndighetene om verdien av kostbare utenlandsopphold og langsiktig forskning. Hansteen viste derfor til Halley, som på slutten av 1600-tallet hadde fått støtte fra staten til å kartlegge jordas magnetisme i Atlanterhavet. Den umiddelbare relevansen av dette studiet var kanskje ikke opplagt, skriver Hansteen, men Halleys forskning hadde jo åpnet for polekspedisjoner, verdensomseilinger, hvalfangst og global handel. Vitenskapelige reiser i inn- og utland var en forutsetning for den videre utviklingen av naturvitenskap i Norge, hevdet Hansteen, i tillegg til bøker, samlinger, instrumenter og bygninger.⁵⁴ Reisene var nødvendige både for å kartlegge globale fenomener og for å knytte norske forskere til det internasjonale vitenskapelige fellesskapet.