Дава Собел - Долгота

• Название: Долгота
• Автор: Дава Собел
• Издательство: Астрель
• Жанр: Прочая документальная литература
• Год: 2012
• ISBN: 978-5-271-42800-5

Из-за проблемы в определении географических координат дальние плавания на протяжении веков оставались крайне рискованным предприятием. Лучшие умы всего мира бились над этой задачей.

Наконец в 1714 году Британский парламент посулил ученому, который сумеет решить проблему определения долготы, фантастическую по тем временам награду в 20 000 фунтов.

Как ни странно, верное решение нашел часовщик-самоучка Джон Гаррисон - человек, который потратил на это сорок лет своей жизни…

Как ему это удалось?..

---

Таблица позволяла владельцу часов определять разницу между солнечным, то есть «истинным», временем и «средним», искусственным, зато более регулярным, какое показывают часы, отбивающие полдень через каждые двадцать четыре часа. Расхождение между солнечным полднем и средним полднем уменьшается и увеличивается на протяжении года по синусоиде. Мы сейчас обходимся без истинного времени, нам довольно гринвичского среднего, но в эпоху Гаррисона ещё были в ходу солнечные часы. Механические ходики требовалось сверять с часовым механизмом Вселенной, для чего применялся сложный математический трюк под названием «уравнение времени». Юный Гаррисон не только разобрался с этой хитростью, но и провёл собственные астрономические наблюдения, чтобы составить таблицу поправок.

Суть таблицы подытожена в её заголовке. Гаррисон своей рукой вывел название: «Таблица восходов и заходов Солнца на широте Барроу, 53 градуса и 18 минут, купно с расхождениями между Солнцем и часами, каковые имеют и должны быть, коль скоро оные указывают верное время». Надпись читается странно отчасти из-за своего почтенного возраста, отчасти из-за путаной формулировки. Даже самые ярые почитатели Гаррисона признавали, что он не умеет ясно выражаться на письме. Его тексты косноязычны до крайности. Какие бы блистательные мысли ни рождались в голове сельского умельца и ни воплощались в часах, на бумаге они тускнели. В последней опубликованной книге Гаррисона, где он живописует свои мытарства с получением премии, его невразумительное многословие проявилось во всей красе: первое предложение занимает двадцать пять страниц и почти лишено знаков препинания.

Гаррисон всю жизнь был добропорядочным семьянином. 30 августа 1718 года он женился на Элизабет Баррел. Следующим летом родился их сын Джон. Потом Элизабет заболела и умерла, за несколько месяцев до того, как мальчику исполнилось семь лет.

Подробностей частной жизни вдовца мы не знаем: он не вёл дневников, его письма того периода до нас не дошли. Как сообщают приходские записи, менее чем через шесть месяцев после смерти первой жены он взял себе новую, на десять лет моложе. Джон Гаррисон и Элизабет Скотт поженились 23 ноября 1726 года. Им предстояло прожить вместе пятьдесят лет. В 1728 году родился их сын Уильям, будущий коллега и соратник отца, в 1732 году — дочь Элизабет (о ней не сохранилось никаких сведений, кроме даты крещения — 21 декабря). Джон, сын Гаррисона от первого брака, умер, не дожив до девятнадцати лет.

Никто не знает, когда Гаррисон впервые услышал о премии за долготу. Предполагают, что новость бурно обсуждали в Гулле — третьем по величине порту Англии, от которого до дома Гаррисонов было всего пять миль. Оттуда на другую сторону Хамбера ходил паром, так что кто-нибудь из моряков или торговцев вполне мог рассказать о премии в Барроу.

Естественно предположить, что о проблеме нахождения долготы Гаррисон слышал и раньше — как сегодня каждый неглупый школьник знает, что весь мир ищет лекарство от рака или что до сих пор нет надёжного способа избавляться от ядерных отходов. Вопрос о долготе стоял первым пунктом в национальной повестке дня. Судя по всему, Гаррисон начал думать о нём ещё до того, как парламент объявил премию — или по крайней мере до того, как о ней услышал. Так или иначе, с дальним прицелом или без оного, Гаррисон занимался тем, что впоследствии помогло ему решить задачу.

Довольно быстро он зарекомендовал себя умелым часовщиком. Примерно в 1720 году сэр Чарльз Пелам заказал ему башенные часы для новой конюшни в своем имении Броксли-парк.

Гаррисону, церковному звонарю, не впервой было взбираться на верхотуру. Однако на сей раз ему предстояло не дергать верёвки, а создать совершенно новый инструмент, который будет сообщать точное время всей округе.

Башенные часы в Броксли-парке, которые Гаррисон завершил в 1722 году, идут и сегодня. За двести семьдесят лет они останавливались лишь раз — в 1884 году, когда хозяин нанял рабочих провести косметический ремонт.

Всё, от богато украшенного корпуса до механизма, в котором практически отсутствует трение, выдаёт в них творение искусного столяра. Например, часы не требуют смазки: все трущиеся детали сделаны из lignum vitae— «древа жизни», как называли тропическое дерево бакаут (его древесина чрезвычайно прочна и выделяет собственную смазку в виде невысыхающего масла). Гаррисон не использовал в часах железа или стали, которые ржавеют от сырости; если ему требовались металлические детали, он делал их из латуни.

Для дубовых шестерён Гаррисон изобрёл совершенно новую технологию. Каждое колесико в его зубчатой передаче похоже на детский рисунок Солнца: древесные волокна расходятся из центра по радиусам, словно проведённые карандашом по линейке. Для большей прочности зубцов Гаррисон брал древесину быстрорастущих дубов, более широкослойную и прочную за счёт высокого процента механической ткани. (Под микроскопом видно, что ранняя часть годового слоя, нарастающая весной и в начале лета, когда развиваются крупные сосуды, пористая, поздняя, то есть сформировавшаяся в конце лета и осенью, кажется сплошной.) Там, где Гаррисон готов был ради лёгкости материала пожертвовать прочностью, например для некоторых частей шестерни, он брал древесину медленнорастущих дубов, более узкослойную и не такую тяжёлую.

Сегодня мы, вооружённые рентгеном, можем лучше оценить, насколько Гаррисон чувствовал и знал дерево. Задним числом понятно и другое: именно в Броксли-парке он сделал первый шаг к созданию морского хронометра, когда устранил необходимость в смазке. Часы, которые не нужно смазывать, — по тем временам вещь неслыханная — куда надёжнее в дальнем плавании. Смазка густеет либо разжижается от смены температур, отчего часы идут медленнее или быстрее, а то и вовсе встают.

В следующие годы Гаррисон объединился с братом Джеймсом, тоже искусным мастером, который был на одиннадацать лет его младше. С 1725 по 1728 год братья построили двое напольных часов. На их деревянных циферблатах стоит имя Джеймса Гаррисона. Имени Джона Гаррисона нет нигде, ни снаружи, ни внутри, хотя исследователи убеждены, что его вклад в работу — основной. В последующие годы Джон нередко бывал очень щедр: естественно предположить, что он решил поддержать братишку в начале карьеры — позволил тому поставить своё имя на совместно изготовленных часах.

Часы эти шли почти точно благодаря двум оригинальным новшествам. Эти изобретения Гаррисона получили название «решетчатый маятник» и «кузнечик». Вы сами догадаетесь, почему маятник решётчатый, если заглянете через стеклянный глазок в корпусе часов, изготовленных братьями Гаррисон, у стены в Лондонской ратуше. Несколько стержней из двух разных металлов, составляющие маятник, идут параллельно, как в решётке для жарки мяса. И этой решётке не страшны температурные перепады.

Почти все маятники Гаррисоновой эры расширялись от тепла, так что в жаркую погоду они становились длиннее и отсчитывали время медленнее. В холод они сокращались, и часы начинали спешить. У всех металлов есть это неприятное свойство, но разные металлы при смене температур ведут себя по-разному. Совместив в одном маятнике длинные и короткие стержни из двух материалов — латуни и стали, Гаррисон устранил проблему. Сжатие одних стержней компенсирует расширение других, так что маятник не ускоряется и не замедляется.

Кузнечиковый механизм спуска — деталь, отсчитывающая биения часового сердца, — получил название от движения своих скрещенных частей. Они дёргаются, как ноги прыгающего кузнечика, тихо и без трения, от которого не свободны другие виды спусковых механизмов.

Братья Гаррисон проверили точность своих часов по звёздам. Крест нитей их самодельного астрономического инструмента составляли край оконной рамы и силуэт соседской трубы. Ночь за ночью они отмечали по часам время, когда определённая звезда исчезает за трубой. Каждую следующую ночь из-за вращения Земли это должно было происходить ровно на 3 минуты 56 секунд раньше, нежели в предыдущую. Чем точнее часы следуют этому небесному расписанию, тем ближе они к творению Всевышнего Часовщика.

За всё время испытаний маятниковые часы Гаррисонов ни разу не ошиблись более чем на секунду за месяц. Для сравнения: лучшие карманные часы того времени отставали или уходили вперед примерно на минуту в день. Удивительнее их точности только факт, что её добились сельские столяры, а не великие лондонские мастера Томас Томпион или Джордж Грэм, у которых были и дорогие материалы, и опытные помощники.

В 1727 году, как позже вспоминал Гаррисон, мысль о премии за долготу заставила его обратиться к морским хронометрам. Он понял, что может разбогатеть и прославиться, если приспособит свои часы к плаванию на корабле.