Нил Тайсон - На службе у войны: негласный союз астрофизики и армии

Но трудности трудностями, а необходимость найти решение этой задачи становилась все острее. Учреждение Королевской Академии наук и Парижской обсерватории во Франции в царствование Людовика XIV и Королевской Гринвичской обсерватории в Британии в царствование Карла II имели к этому прямое отношение. Все более и более знакомые морские пути были полны больших кораблей, груженных товарами и ощетинившихся пушками. Купцы гнались за прибылью, короли – за мечтой о великой империи, пираты и корсары – за всеми. Без точной системы отсчета долгот искать новых путей к новым землям было не просто храбростью – это было самоубийственным безрассудством и могло объясняться разве что ненасытной и ни перед чем не останавливающейся алчностью. И вот в марте 1675 года двадцативосьмилетний священник Джон Флемстид был назначен первым Королевским астрономом Британии. Ему было предписано «незамедлительно посвятить себя пунктуальнейшему попечению и заботам об исправлении таблиц небесных движений и мест неподвижных звезд, дабы установить столь необходимые значения долготы мест для совершенствования искусства мореплавания» [138],

Среди многих пунктов, на протяжении столетий использовавшихся философами и астрономами для проведения через них меридиана нулевой долготы, были: Ферро на Канарских островах; Удджайн в индийском штате Мадхья Прадеш; «агоническая линия» (вдоль которой совпадают – но лишь на время – направления на истинный и магнитный север), проходящая через Азоры; Парижская обсерватория; Королевская обсерватория в Гринвиче; Белый дом; Храм Гроба Господня в Иерусалиме. Среди предлагавшихся событий, к которым можно было бы «привязать» определение нулевой долготы, были затмения Луны или Солнца, затмения четырех Галилеевых спутников Юпитера, покрытия звезд Луной. Для этой цели подошли бы также идеальный компас, нечувствительный к вариациям земного магнетизма, и, наконец, снабженный высокоточными часами флот боевых кораблей и судов, оборудованных для чего-то вроде светомузыкального шоу [139].

Если бы вы основывали свои измерения на астрономическом событии, вы воспользовались бы точными и исчерпывающими эфемеридами, вычисленными на известный меридиан, а затем сравнили бы их с вашими собственными наблюдениями, выполненными там, где вам случилось быть, насчитывая при этом по пятнадцать градусов долготы за каждый час разности во времени – ведь двадцать четыре часа по пятнадцать градусов и дают полный 360-градусный суточный оборот Земли.

Но это гораздо легче сказать, чем сделать.

Во-первых, эфемериды все еще были неточными. Во-вторых, вам понадобился бы длинный мощный телескоп – и как вы уберегли бы такой чувствительный, но и такой громоздкий инструмент от повреждений в соленом морском воздухе, как обеспечили бы его устойчивость на качающейся палубе? Столкнувшись с этими трудностями в 1764 году при попытке наблюдать в море спутники Юпитера, преподобный Невил Маскелайн, автор «Справочника британского моряка» и первого «Морского астрономического ежегодника», выразился так: «Боюсь, что составление полного “Руководства по обращению с телескопом на борту” навсегда останется в списке “Пожелания”» [140].

Конечно, лучшим решением был бы надежный портативный хронометр. Он «позволил бы морякам, – пишет Дава Собел [141], – возить с собой время своего родного порта, словно бочку воды или бараний бок». Все дело в надежности. В 1500 году даже хорошие часы, прочно установленные на твердом основании, в среднем накапливали ошибку в десять-пятнадцать минут за каждый день хода. Это, однако, не обескуражило голландского математика Реньера Гемму Фризиуса, который предположил, что хорошие часы, точно выставленные в момент, когда судно покидает порт, можно постоянно сравнивать с местным временем, устанавливаемым в открытом море по солнцу, звездам или другими способами, предполагая, таким образом, что точность хода часов можно сохранить, несмотря на влажность, холод, жару, соль, тяжесть и качку [142]. Непростая задача. Только в 1759 году, через тридцать лет упорного труда, провинциальный английский мастер Джон Харрисон сумел осуществить предложение Геммы.

Харрисон взялся за дело не из профессионального честолюбия и не из жалости к своим терпящих кораблекрушения соотечественникам, но потому, что летом 1714 года доведенный до отчаяния британский парламент установил ряд значительных денежных премий за решение проблемы долготы. Первой о такой премии в 1598 году объявила Испания; ее примеру последовали Португалия, Венеция и Голландия, но безуспешно. Отчасти именно с целью решения той же задачи Франция и Британия вскоре основали национальные академии наук, стали строить обсерватории и переманивать к себе знаменитых европейских астрономов, впрочем, тоже безуспешно. На протяжении всего XVII века ни кораблекрушения, ни обещания наград не сдвинули дело с мертвой точки. А тем временем строительство империй ускорялось и морские трагедии учащались.

В 1707 году Британия пережила особенно ужасную морскую катастрофу: флот боевых судов Ее Величества под командованием адмирала сэра Клаудсли Шовелла (в его имени есть разночтения) затонул у островов Силли. Было потеряно четыре корабля, погибло 2000 человек. Растерянные капитаны судов, флотоводцы, лондонские купцы обратились к правительству с петицией, в которой просили назначить «достойное вознаграждение», способное поощрить «некоторых лиц посвятить себя» делу «определения долгот». Метод и механизм решения задачи не конкретизировались. Парламент обратился за консультацией к Ньютону, Галлею и другим именитым ученым, издал «Акт о долготе» и учредил Комиссию долгот для проверки поступающих предложений и результатов. Условия были четкими: 20 000 фунтов стерлингов за достижение точности в пределах полуградуса, 15 000 – за две трети градуса, 10 000 – за один градус. Точность должна была быть оценена в ходе плавания между метрополией и Вест-Индией на борту британского судна. Поскольку такое плавание должно было продолжаться шесть недель, любой часовой механизм, который за время путешествия ушел бы вперед или назад больше, чем на две минуты – время, эквивалентное половине градуса, – не мог претендовать на первый приз [143]. Это звучит довольно жестко, пока вы не осознаете, что ошибиться на полградуса – это все равно что, направляясь к Таймс-сквер в центре Манхэттена, оказаться на том берегу Гудзона в Плейнфилде, штат Нью-Джерси, или, задав вашему навигатору курс на Форт Уорт в Техасе, оказаться в Далласе [144].

Джон Харрисон изготовил не один, а несколько хронометров, причем точность их хода превосходила самые строгие требования «Акта о долготе». Первый из них, законченный в 1735 году и известный под обозначением Н-1, представлял собой замысловатый латунный настольный механизм, приводившийся в движение системой пружин, колесиков, стержней и противовесов; четвертый, Н-4, работу над которым закончили в 1759 году, был большим корабельным хронометром изысканной формы, уложенным горизонтально в специальный амортизированный ящик и ходившим на алмазах и рубинах. По поводу второго устройства его изготовитель заявил: «Полагаю, я смею сказать, что не существует другого механического или математического устройства во всем мире, более прекрасного и хитроумно устроенного, нежели этот мой часовой механизм, сиречь Хронометр для измерений долго ты» [145].