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?..

---

Вот почему Брадлей с большим интересом взялся за лунные таблицы, составленные немецким картографом Тобиасом Майером. Майер считал, что разрешил проблему долготы, а значит, может претендовать на премию, поэтому отправил свои таблицы, вместе с измерительным прибором собственного изобретения, первому лорду Адмиралтейства Джорджу Ансону (тому самому Джорджу Ансону, который в 1741 году огибал на «Центурионе» мыс Горн по пути к островам Хуан-Фернандес). Адмирал лорд Ансон, член Комиссии по долготе, отправил таблицы Брадлею, чтобы тот высказал своё учёное мнение.

Майер работал в Нюрнберге: определял точные координаты объектов для картографического бюро Гоманна. Для вычисления долготы он использовал, помимо прочего, затмения Луны и покрытие звёзд Луной (так называется исчезновение звезды за диском нашего спутника). Майер хоть и картировал сушу, своё положение во времени и пространстве определял, как моряк, глядя на небеса. И ради собственных целей создал то, что могло разрешить проблему долготы: составил первые таблицы, в которых указывалось положение ночного светила. В этом Майеру очень помогла четырёхлетняя переписка со швейцарским математиком Леонардом Эйлером, который свёл относительное движение Солнца, Земли, Луны и звёзд к серии изящных уравнений.

Брадлей сравнил результаты Майера с собственными записями и был поражён: Майер ни разу не ошибся больше чем на полторы дуговые минуты. А значит, таблицы позволят определять долготу с точностью до полуградуса — именно такое условие ставил Акт о долготе. Брадлей немедленно рекомендовал опробовать их в море. Испытания провёл капитан Кемпбелл на корабле «Эссекс» в 1757 году и продолжил их на следующий год у берегов Бретани, несмотря на Семилетнюю войну. Метод лунных расстояний должен был вот-вот оправдать возлагаемые на него надежды. Когда в 1762 году тридцатидевятилетний Майер скончался от инфекции, комиссия выделила его вдове три тысячи фунтов в признание заслуг покойного. Ещё триста фунтов получил Эйлер за основополагающие теоремы.

Так разные люди по всему миру вносили каждый свою лепту в общее дело: создание метода лунных расстояний. Неудивительно, что и сам метод обрёл в их глазах вселенское значение.

Даже самая сложность прибавляла ему солидности. Мало было замерить высоту нескольких небесных тел и угловое расстояние между ними; требовалось ещё учесть высоту над горизонтом и внести поправку на рефракцию. Дальше навигатор вступал в борьбу с проблемой лунного параллакса, поскольку таблицы были составлены для наблюдателя в центре Земли, корабль же двигался на уровне моря, а штурман на шканцах стоял ещё футами двадцатью выше. Каждый дополнительный фактор требовал и дополнительных вычислений. Человек, который проделал все эти неимоверно сложные операции на палубе кренящегося корабля, мог с полным основанием гордиться собой.

Для астрономов и адмиралов, входящих в Комиссию по долготе, героический метод лунных расстояний был закономерным итогом всего их жизненного опыта. Они поддерживали его с самого начала, и теперь, к 1750-м годам, совместными усилиями множества людей крупномасштабный международный проект обещал вот-вот принести плоды.

А что предлагал взамен Джон Гаррисон? Тикающую коробочку!

Хуже того, в часах Гаррисона всё сложности определения долготы брал на себя механизм. Мореходу не надо было учить математику и астрономию, набивать руку в измерениях и расчётах. Для учёных и навигаторов, привыкших определять путь по небесным светилам, это было как-то не вполне достойно. Чересчур легко, а значит, и ненадёжно. В былые времена Гаррисона с его волшебной гадательной шкатулкой могли бы обвинить в колдовстве. В просвещённую эпоху он встал поперёк дороги всему научному сообществу. Гаррисон сам загнал себя в это положение чрезмерной требовательностью к себе, а скепсис оппонентов довершил дело. Вместо ожидаемых лавров ему предстояли долгие мытарства. Они начались в 1759 году, когда Гаррисон наконец завершил свой шедевр — морской хронометр H-4.

10. Алмазная точность

Чертог светился, а внутри

Я в нём увидел мир иной:

Была там маленькая ночь

С чудесной маленькой луной.

Уильям Блейк. Хрустальный чертог[3]

Рим не сразу строился, гласит пословица. На возведение одной только Сикстинской капеллы — крохотной части Рима — потребовалось восемь лет, ещё одиннадцать — на внутреннюю отделку; с 1508 по 1512 год Микеланджело, лёжа на лесах, покрывал её потолок сценами из Ветхого Завета. От первых эскизов статуи Свободы до её отливки прошло четырнадцать лет. Столько же высекали монумент на горе Рашмор. Суэцкий и Панамский каналы рыли десять лет; примерно такой же срок отделяет решение отправить человека на Луну от посадки лунного модуля корабля «Аполлон».

Джону Гаррисону, чтобы собрать H-3, понадобилось девятнадцать лет.

Историки и биографы не могут понять, почему Гаррисон — который практически без всякого опыта изготовил башенные часы всего за два года и за девять лет смастерил два революционных морских хронометра — столько провозился с H-3. Гипотеза, будто трудоголик Гаррисон просто отлынивал от дела, не рассматривается. Напротив, есть свидетельства, что он целиком посвятил себя H-3 в ущерб семейному бюджету. Изредка он, правда, брался за обычные заказы, чтобы свести концы с концами, но все его задокументированные доходы того времени получены от Комиссии по долготе — она неоднократно переносила срок окончательной сдачи часов и пять раз выплачивала Гаррисону по пятьсот фунтов.

Королевское общество, созданное веком раньше как престижное объединение учёных, все эти годы поддерживало изобретателя, насколько могло. Его друг Джордж Грэм и другие почитатели из числа членов Общества убедили Гаррисона оторваться от верстака и принять золотую медаль Копли. Это произошло 30 ноября 1749 года. (Позже медаль Копли присуждалась Бенджамину Франклину, Генри Кавендишу, Джозефу Пристли, капитану Джеймсу Куку и другим выдающимся учёным.)

За наградой последовало и лестное предложение стать членом Общества, однако Гаррисон объявил, что уступает эту честь сыну. Он должен был понимать, что членство в Обществе даётся за научные заслуги и не переходит к родственникам, даже ближайшим, как права на дом или на землю. Тем не менее в 1755 году Уильям был избран в Королевское общество.

В сыне Гаррисон обрёл верного помощника на всю жизнь. Когда начиналась работа над морскими часами, Уильям был ещё ребёнком. Он взрослел и мужал в обществе H-3. Уильям Гаррисон вместе с отцом трудился над хронометрами до сорока пяти лет, сопровождал их в опасных морских испытаниях, поддерживал стареющего родителя в спорах с Комиссией по долготе.

Что до трудностей с H-3, для которого пришлось изготовить семьсот пятьдесят три отдельные детали, Гаррисоны на них не сетовали: не проклинали часы, отнявшие у обоих столько лет жизни. В воспоминаниях о главных вехах своей карьеры Джон Гаррисон отозвался об H-3 с благодарностью и теплотой: «...работая над третьим механизмом... я открыл много чрезвычайно важного и полезного, чего не узнал бы без этого... и что вполне оправдывает всё время и средства, затраченные на мой удивительный третий механизм».

Одно из новшеств, применённых Гаррисоном в H-3, по-прежнему используется в наши дни в термостатах и других приборах и называется, довольно прозаически, биметаллической пластиной. Она, как решётчатый маятник, только лучше, мгновенно компенсирует любые перепады температуры, способные замедлить или ускорить часы. В первых двух хронометрах Гаррисон отказался от маятников, но по-прежнему использовал решётки из латунных и стальных стержней, чтобы смена холода и тепла не влияла на балансы, а значит, и на точность хода. В H-3 он для той же цели применил куда более простое биметаллическое устройство, склёпанное из медных и стальных пластин.

Новая антифрикционная деталь, придуманная Гаррисоном для H-3, тоже дожила до наших дней: в шарикоподшипниках, без которых не обходится сейчас практически ни одна машина с движущимися деталями.

H-3 весил куда меньше своих предшественников — всего шестьдесят три фунта, на пятнадцать фунтов меньше, чем H-1, на двадцать шесть — чем H-2. Стержневые балансы с пятифунтовыми латунными шарами на концах исчезли — их заменили два кольцевых баланса, расположенные один над другим и связанные металлическими полосками.

Гаррисон стремился к компактности, памятуя, как тесно в капитанских каютах. Он не мечтал уместить морской хронометр в капитанском кармане, поскольку все знали: карманные часы никогда не дадут нужной точности. H-3, завершённый к 1757 году, имел два фута в высоту и фут в ширину — дальше уменьшать морские часы было некуда. Гаррисон был не вполне доволен своим изделием, тем не менее счёл размеры H-3 вполне мореходными.