Тим Харфорд - 50 изобретений

Чем здесь могло помочь точное измерение времени? Помните, почему время на часах в Эксетере отличалось от времени в удаленном на несколько сот километров Лондоне? Полдень там настает на четырнадцать минут позже. Если знать, когда наступает полдень в Гринвичской обсерватории в Лондоне или любой другой ориентирной точке, можно на основе наблюдений за солнцем вычислить разницу во времени и понять расстояние. Маятниковые часы Гюйгенса были в шестьдесят раз точнее любого предшествующего устройства, но даже пятнадцать секунд в день за долгое морское плавание складываются в десятки минут, а ведь маятник на палубе корабля качается не очень равномерно.

Правители морских государств остро осознавали проблему долготы. Примерно за век до появления изобретения Гюйгенса король Испании учредил награду за решение этой проблемы. Широко известно, что более поздняя награда, предложенная британским правительством, заставила англичанина Джона Гаррисона кропотливо совершенствовать часы и получить в 1700-х годах довольно точное устройство [434]. Оно отмеряло время с отклонением в пару секунд в день [435].

Со времен Гюйгенса и Гаррисона часы становились все точнее. А после того как сдался непримиримый декан Эксетера, весь мир пришел к соглашению в отношении «правильного времени»: им стали считать всемирное координированное время (Сoordinated Universal Time), или UTC, с различными глобальными часовыми поясами, благодаря которым двенадцать часов дня теперь хотя бы примерно соответствуют высшей точке солнца. В основе UTC — атомные часы, измеряющие колебания энергии электронов. Сами Главные часы, которые обслуживает Военно-морская обсерватория США на северо-западе Вашингтона, представляют собой комплекс из нескольких часовых механизмов, самый совершенный из которых — четверо «фонтанных» атомных часов, в которых замороженные атомы поднимаются в воздух и опадают вниз. Если что-то пойдет не так — например, вошедший в помещение технолог изменит температуру и, возможно, время, — несколько запасных механизмов готовы в любую наносекунду взять работу на себя. Эти сложные методики позволяют достичь точности до секунды каждые 300 миллионов лет [436].

Есть ли смысл в такой точности? Ведь утреннюю поездку на работу мы не планируем до миллисекунд. Смысл точных наручных часов всегда был не в практичности, а в престиже. Более века до появления часовых сигналов в первых радиопередачах члены лондонского семейства Белвилл зарабатывали на жизнь, каждое утро устанавливая свои часы по Гринвичу и за умеренную плату «продавая время» по всему городу. Их клиентами в основном являлись торговцы часами, для которых синхронизация своего товара по Гринвичу была делом профессиональной чести [437].

Кое-где значение имеет даже миллисекунда. Одно из таких мест — рынок ценных бумаг. Можно заработать состояние, воспользовавшись шансом арбитражной сделки за мгновение до конкурентов. Финансисты недавно вычислили, что было бы выгодно потратить 300 миллионов долларов на прокладку туннеля между Чикаго и Нью-Йорком, чтобы спрямить оптоволоконные кабели и ускорить таким образом обмен информацией между городами на три миллисекунды. Разумно спросить, так ли уж полезно для общества подобное вложение денег, но стимулы для таких инноваций предельно ясны, и сложно удивляться тому, что люди на них реагируют [438].

Точное измерение повсеместно принимаемого времени лежит в основе вычислительных сетей и сетей связи [439]. Однако, как было с кораблями, а затем с поездами, самое большое влияние атомные часы, наверное, оказали на путешествия.

Никому уже не надо находить курс по движению солнца. Благодаря GPS самые примитивные смартфоны определяют местоположение владельца, улавливая сигналы сети спутников. Зная, где на небе должен быть каждый из них в данный момент времени, путем триангуляции сигналов можно определить, где вы находитесь. Эта технология произвела революцию повсюду — от мореплавания до авиации, от разведки местности до туризма. Но для правильной работы спутники должны быть согласованы во времени.

На спутниках GPS обычно установлено четверо атомных часов на основе цезия и рубидия. Гюйгенс и Гаррисон могли лишь мечтать о такой точности, но ее все еще не хватает: остается погрешность в пару метров, которая усиливается помехами при прохождении сигнала через ионосферу Земли [440]. По этой же причине беспилотным автомобилям, кроме GPS, нужны сенсоры: пара метров на шоссе — это разница между ездой в своем ряду и лобовым столкновением.

Тем временем часы продолжают совершенствоваться. Ученые недавно разработали модель, основанную на элементе иттербии. Когда примерно через пять миллиардов лет Солнце умрет и поглотит нашу планету, они отклонятся не более чем на сотую долю секунды [441]. Как дополнительная точность повлияет на экономику за этот период? Время покажет.

Это был союз блестящих научных умов. Клара Иммервар только что стала первой женщиной в Германии, получившей докторскую степень в области химии. Это потребовало упорства. Женщинам запрещалось учиться в Университете Бреслау, поэтому у каждого лектора по отдельности она просила разрешения присутствовать на занятиях в качестве гостя. Затем обивала пороги, чтобы ее допустили к экзамену. Присуждая докторскую степень, декан сказал: «Наука приветствует любого человека, невзирая на пол». После чего подверг эту благородную мысль сомнению, отметив, что обязанность женщины — заниматься семьей, и он надеется, что это не заря новой эры [442].

Клара не видела причины, по которой замужество должно было помешать карьере, но ее ждало разочарование. Мужу оказалась больше нужна хозяйка званых ужинов, чем равный специалист. Некоторое время Клара читала лекции, но вскоре узнала, что, по всеобщему мнению, их для нее пишет муж, и потеряла охоту к этому занятию. Он работал, заводил знакомства, путешествовал и флиртовал, а она сидела с ребенком. Неохотно, с обидой она отодвинула свои профессиональные амбиции в сторону.

Мы никогда не узнаем, чего достигла бы Клара Иммервар, если бы отношение к женскому полу в Германии начала ХХ века было иным. Но мы можем догадаться, чего она ни за что не стала бы делать. В отличие от мужа, она не стала бы пионером в области применения химического оружия. Чтобы помочь Германии победить в Первой мировой войне, он с энтузиазмом отстаивал использование хлора против войск Антанты. Она обвинила его в варварстве. Он ее — в предательстве. После первой ужасающе эффективной хлорной атаки под Ипром в 1915 году его сделали армейским капитаном. Она взяла его пистолет и застрелилась [443].

Клара и Фриц Габер прожили в браке четырнадцать лет. Через восемь лет после свадьбы Габер совершил прорыв, который многие теперь называют самым значительным изобретением ХХ века. Без него население планеты было бы в два раза меньше [444].