Дерек Хауз - Гринвичское время и открытие долготы

• Название: Гринвичское время и открытие долготы
• Автор: Дерек Хауз
• Издательство: Мир
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1982

Английский ученый Дерек Хауз в популярной форме рассказывает о многовековой истории постижения человеком понятий астрономического времени и долготы, о поисках способов наиболее точного измерения этих величин и ведущей роли, которую сыграла в этих исследованиях всемирно известная Гринвичская обсерватория, давшая свое имя нулевому меридиану. Написанная живо и увлекательно, богато иллюстрированная, книга Д. Хауза предназначена для широких кругов читателей, интересующихся историей науки и техники.

---

Библиографы долгое время пытались установить авторство этих стихов. Опубликованные в 1727 г. в последнем томе «Альманаха» Попа и Свифта, эти стихи сначала приписывались Попу, затем Свифту. В 1820 г. Джозеф Спенс высказал предположение, что они принадлежат Гею. Однако ответ на этот вопрос, возможно, дает следующий отрывок из письма от 23 декабря 1714 г., отправленного из Дублина Ричардом Коксом, бывшим лорд-канцлером Ирландии, в Лондон Эдварду Сотуэллу, секретарю премьер-министра в Уайтхолле: «Архидьякон Парнелл придумал грязные стишки, и они оценены, потому что высмеивают самоуверенного Уистона» [10]. Затем под заголовком «Круглый ноль долготы. Сочинение Уистона и Диттона» следовал текст, отличающийся лишь в деталях от того, что приведен выше.

Тем не менее Уистон и Диттон подали в конце апреля 1714 г. прошение в парламент, предлагая свое решение проблемы и претендуя на награду за «открытие долготы». Парламент для оценки этого предложения созвал комиссию экспертов, среди которых были Исаак Ньютон, президент Королевского общества, и Эдмунд Галлей, который впоследствии сменил Флемстида на посту королевского астронома. Ньютон в отчете, переданном парламенту 11 июня, так охарактеризовал сложившуюся ситуацию:

Сэр Исаак Ньютон, поддержанный комиссией, заявил, что для определения долготы на море выдвигались разнообразные проекты, простые в теории, но трудные для выполнения.

В одном предлагалось с помощью часов хранить точное время; но часов, которые могли бы перенести движение корабля, смену жары и холода, влажности и сухости, разницу в силе тяготения на разных широтах, еще не создано.

Другой проект предлагал использовать затмения спутников Юпитера. Но вследствие больших размеров телескопов, необходимых для таких наблюдений, и движения корабля эти затмения пока еще наблюдать невозможно.

В третьем говорилось о возможности определения при помощи наблюдений положений Луны, но имеющаяся на сегодня теория ее движения позволяет определить положение [Луны] с точностью до двух-трех градусов, но не в пределах одного градуса.

Четвертый - это проект мистера Диттона. Он удовлетворяет требованиям сохранения отсчета долготы в море, но не дает возможности определить ее, если в какой-то момент она будет утеряна, что легко может случиться в облачную погоду. Насколько это практично и каковы затраты, об этом лучше судить тем, кто разбирается в морских делах. Если они будут следовать этому методу, то всякий раз, когда они будут пересекать очень глубокие моря, им придется придерживаться только восточного или западного направления, не изменяя широты; если же их путь не лежит только в этом направлении, они должны будут сначала плыть в пункт с широтой, равной широте того места, до которого они собираются добраться в конце путешествия, и уже потом держаться только восточного или западного направления.

Первые три метода требуют регулируемых при помощи пружины часов, показания которых следует корректировать при каждом видимом восходе или заходе Солнца с тем, чтобы указывать время дня или ночи. В четвертом методе необходимость в часах отпадает; для первого метода нужно иметь пару часов; обо всем этом уже говорилось выше [11].

Парламент с одобрением воспринял отчет и поручил нескольким членам парламента составить билль (законопроект) по этому вопросу. Билль, предусматривающий общественную награду такому человеку или группе лиц, которые смогут определить долготу на море, был представлен палате общин 16 июня. В нем предлагалась беспрецедентных размеров награда «...первому автору или авторам, открывателю или открывателям любого такого метода... награда или сумма в 10 тыс. ф.ст., если этот метод позволит определить долготу в пределах одного градуса большой окружности, или шестидесяти географических миль (Географическая миля - это расстояние на экваторе, соответствующее одной минуте дуги, или 6,087 фут, очень близкое к морской миле (1852,2 м), длина которой, однако, изменяется в зависимости от широты, так как поверхность Земли не является точно сферической. По английскому уложению 1 миля (сухопутная) = 5280 фут (1609м)); 15 тыс. ф. ст. - если определение будет произведено с точностью двух третих от вышеуказанного расстояния, и 20 тыс. ф.ст., если определение будет произведено с точностью одной второй от вышеуказанного расстояния...» [12]. Половина суммы, как отмечалось в билле, может быть выплачена, как только члены комиссии удостоверятся, что «такой метод обеспечивает безопасность кораблей на расстоянии восьми географических миль от берегов, что считается зоной наибольшей опасности», другая половина будет выплачена, «когда корабль, выбранный для эксперимента всеми членами комиссии или большинством из них, переплывет через океан от Великобритании в любой порт Вест-Индии, указанный членами комиссии или большинством из них, без потери своей долготы в пределах точности, обозначенной выше».

По современному курсу 20 тыс. ф. ст. в начале XVIII в. эквивалентны почти полумиллиону фунтов стерлингов. Вот это действительно приз! Но билль включал еще одно условие: прежде чем награда будет выплачена, «... метод для определения долготы должен быть проверен и оценен с точки зрения его практичности и полезности на море...» Формулировка «практичность и полезность» в последующие годы неоднократно служила причиной едкой критики билля.

Билль включал два важных дополнительных условия: во-первых, члены комиссии могли заплатить сумму до 2 тыс. ф.ст. за имеющее шанс на успех описание, «как провести эксперимент», во-вторых, если предложение не будет полностью соответствовать требованиям, предъявляемым условиями выплаты главной награды, но все-таки окажется «общественно весьма полезным», то по усмотрению членов комиссии возможна выплата меньшего вознаграждения. Награды может быть удостоен любой, чье предложение будет отвечать изложенным в билле условиям, не взирая на национальную принадлежность.

Впервые билль был зачитан 17 июня 1714 г., 3 июля он был одобрен палатой общин и 8 июля - палатой лордов. За двадцать дней до смерти, 20 июля, свою санкцию дала королева Анна.

Комиссия, занимавшаяся составлением этого закона, которая теперь стала называться Совет по долготе, состояла из верховного адмирала Великобритании, или первого члена Совета от адмиралтейства; председателя палаты общин; первого члена Совета от военно-морского флота, первого члена Совета от министерства торговли; адмиралов Белой, Красной и Голубой эскадр; главы Тринити - колледжа; президента Королевского общества; королевского астронома; профессоров математики ряда кафедр Оксфорда и Кембриджа и десяти членов парламента.

Принятие закона о долготе стимулировало появление многих технических проектов, предлагающих решение проблемы долготы, главным образом при помощи часов той или иной конструкции. Некоторые из них приводятся в книге Гулда [13]. Два чьих-то проекта были найдены в бумагах Флемстида, который также входил в Совет. Один из проектов содержал описание «механизма с десятичными часами» [14]. В другом - давалось описание «корабельных часов» [15]. Однако предложенные устройства не получили признания.

Даже знаменитый Кристофер Рен, будучи уже восьмидесятидвухлетним стариком, не остался в стороне. Много позднее, уже в XIX в., в архиве Королевского общества среди манускриптов Ньютона была найдена следующая статья:

Шифр сэра Кристофера Рена, описывающий три инструмента, пригодные для определения долготы в море; отправлено Обществу 30 ноября 1714 мистером Реном [сыном]:

OZVCAYINIXDNCVOCWEDCNMALNABECIRTEWNGRAMHHCCAW ZEIYEINOIEBIVTXESCIOCPSDEDMNANHSEFPRPIWHDRAEHHXCIF EZKAVEBIMOXRFCSLCEEDHWMGNNIVEOMREWWERRCSHEPCIP.

Копия - Эдм. Галлею [16].

Эта статья была расшифрована Фрэнсисом Уильямсом из Чигуэлла, Эссекс, и в 1859 г. представлена собранию Британской ассоциации:

а. Переверните строку задом наперед.

б. Выделите каждую третью букву в строке. Они дадут имена и даты.

в. То, что останется, таким образом, представит собой текст:

Детально выяснить смысл этой криптограммы так и не удалось. В первой фразе, очевидно, описывается прибор, похожий на современный морской хронометр с магнитным балансом, помещенный в вакуум. Эта мера, предложенная Реном (ошибочная, как оказалось впоследствии), применялась тогда для борьбы с воздействием температурных изменений на хранители времени. Во второй фразе Рен, вероятно, говорит о наблюдениях спутников Юпитера в море. Главная трудность этих наблюдений возникала вследствие корабельной качки, не позволяющей (и это доказано) удерживать телескоп достаточно неподвижно. В третьей фразе говорится о конструкции лага, применяемого для измерения скорости корабля [18].

16. 'Долготный безумец'. Деталь картины Хогарта из серии 'Карьера мота', 1735 г. (Британский музей.)