Долгота - Дава Собел

Куда более гуманный метод подсказывал компас; он был изобретён в двенадцатом столетии и в семнадцатом веке имелся на каждом корабле. Установленный в кардановом подвесе, чтобы сохранять горизонтальность при качке, и заключённый в нактоуз — ящик, обеспечивающий защиту от дождя и снега, — компас помогал морякам держать курс, когда тучи скрывали Солнце днём или Полярную звезду ночью. Однако многие навигаторы верили, что сочетание ясной погоды и хорошего компаса позволит также определить долготу. Если штурман видит и звёзды, и компас, он может узнать долготу по углу между направлениями на два полюса — истинный и магнитный.

Стрелка компаса указывает на магнитный северный полюс, а вот Полярная звезда висит над истинным — или по крайней мере близко к тому. Когда корабль идёт на запад или на восток по какой-нибудь из параллелей Северного полушария, наблюдатель может проследить, как меняется расхождение истинного и магнитного полюсов. С некоторых меридианов в Атлантическом океане оно видится большим, а вот с некоторых точек в Тихом покажется, будто оба полюса совпадают. (Чтобы увидеть этот феномен на модели, возьмите апельсин с «пупком» и воткните один бутон пресной гвоздики в дюйме от «пупка», а потом медленно вращайте апельсин на уровне глаз.) Можно составить таблицу — и такие таблицы составлялись неоднократно, — связывающую долготу с видимым расхождением между истинным и магнитным севером.

Так называемый метод магнитного склонения имеет одно большое преимущество над всеми астрономическими подходами: для него не надо знать точное время в удалённом месте или предсказанный час некоего небесного события. Нет надобности находить разницу в часах, ничто не надо умножать на пятнадцать. Градусы долготы определяются по относительным позициям магнитного полюса и Полярной звезды. Казалось, этот метод позволит наконец осуществить мечту мореходов и опоясать земной шар линиями долгот, но, увы, он был слишком неточен и ненадёжен. Любой компас даёт некоторую погрешность — порой разную в разных плаваниях. Более того, на результат влияют причуды магнитного поля Земли, которое меняется со временем, как установил Эдмунд Галлей в ходе двухлетней морской экспедиции, посвящённой исследованиям земного магнетизма.

В 1699 году Самуэль Файлер, семидесятилетний настоятель церкви в уилтширской деревне Стоктон, предложил прочертить меридианы на ночном небе. Файлер был убеждён, что он (либо кто-нибудь более сведущий в астрономии) может указать ряды звёзд, встающие на небе в определённое время. Таким образом, должны существовать двадцать четыре звёздных меридиана — по одному на каждый час суток. Коли так, рассуждал настоятель, несложно составить карту и таблицу, указывающие, когда конкретный ряд видим над Канарскими островами, через которые в ту эпоху проводили нулевой меридиан. В локальную полночь моряк видит ряд звёзд у себя над головой. Пусть для примера это будет четвёртый ряд, и пусть в таблице сказано, что над Канарами сейчас стоит первый. Тогда (если он правильно определил локальное время) разница составляет три часа, а значит, его корабль находится в сорока пяти градусах западнее этих островов. Впрочем, даже в ясную погоду метод Файлера требовал больше астрономических данных, чем имелось во всех обсерваториях мира, а рассуждения его были так же извилисты, как путь корабля в море.

Массовая гибель кораблей адмирала Шовелла у островов Силли в самом начале восемнадцатого века вызвала очередной всплеск долготного ажиотажа.

И здесь в гонку вступили ещё два участника, которым в итоге не досталось ничего, кроме насмешек и унижения: друзья-математики Уильям Уистон и Гемфри Диттон. Уистон, автор оригинальной теории Всемирного потопа, к тому времени не только сменил своего наставника, Исаака Ньютона, на посту Лукасовского профессора математики в Кембридже, но и успел лишиться должности из-за неортодоксальных религиозных взглядов. Диттон преподавал математику в лондонской благотворительной Школе Христа. Долгие вечера друзья проводили за приятной беседой и однажды придумали, как разрешить проблему долготы.

Позже в печати они изложили ход своих рассуждений. Мистер Диттон высказал мысль, что сигналом для моряков может служить звук. Если в определённое время в известных точках производить пушечные выстрелы либо другой громкий шум, в океане появятся слышимые ориентиры. Мистер Уистон горячо согласился и рассказал, что во время морского сражения у мыса Бичи-Хед находился в Кембридже, на удалении в девяносто миль, и тем не менее собственными ушами отчётливо слышал канонаду. Более того, он знает от надёжных людей, что во время Голландской войны грохот артиллерии долетал «до середины Англии, на куда большее расстояние».

Соответственно, если разместить в стратегических точках сигнальные корабли, проблема долготы разрешится. В известное время производится выстрел из пушки; всякий капитан в зоне слышимости сможет засечь его по локальному времени корабля, после чего, учтя скорость звука, легко определит своё местонахождение.

Увы, мореходы, с которыми Уистон и Диттон поделились своим планом, их обескуражили: оказывается, звук разносится над морем не настолько надёжно. Тут бы проект и похоронили, не приди Уистону мысль совместить звук и свет. Если сигнальную мортиру зарядить бомбой, которая взлетит на милю в воздух и там взорвётся, моряки смогут засечь время от вспышки до того, как грохот выстрела достигнет корабля — примерно как, отсчитывая секунды от молнии до раската грома, можно узнать, далеко ли гроза.

Уистона, разумеется, тревожило, как далеко будет видна вспышка, поэтому он с особым удовольствием наблюдал фейерверк в честь заключения Утрехтского мира 7 июля 1713 года. Зрелище убедило его, что бомбу, разорвавшуюся на высоте 6440 футов (так он оценивал максимальные возможности тогдашних мортир), удастся разглядеть с расстояния в сто миль. Уистон с Диттоном тут же взялись за статью. Она была опубликована на следующей неделе в «Гардиан» и предлагала такие меры.

Вдоль всех основных торговых путей надо разместить с интервалом 600 миль суда особого типа. Здесь Уистон и Диттон затруднений не предвидели, поскольку недооценили требуемую длину якорных цепей. Они считали, что глубина Атлантического океана не превышает триста морских саженей (650 м), хотя на самом деле она составляет в среднем две тысячи морских саженей, а кое-где океанское дно опускается до отметки 3450 морских саженей.

Там, где глубина не позволит зацепиться якорем за дно, Уистон и Диттон предлагали опускать в нижние слои воды (где, по их мнению, отсутствуют течения) плавучие якоря. Так или иначе, рассуждали они, мелкие затруднения устранятся по ходу дела методом проб и ошибок.

Оставалась задача посложнее: найти широту и долготу каждого плавучего корпуса, ведь сигнал должен был исходить из точки с известными координатами. Их математики планировали определять по спутникам Юпитера либо даже по солнечным или лунным затмениям, благо делать это предстояло нечасто. Годился даже метод лунных расстояний — в любом случае капитаны проходящих кораблей избавлялись от сложных астрономических наблюдений и трудоёмких расчётов.

Итак, штурману требовалось всего лишь дождаться полуночной вспышки, засечь время от неё до грохота выстрела и плыть дальше, зная своё местоположение относительно точки с известными координатами. Если туман не позволит увидеть вспышку, какие-никакие прикидки можно сделать по звуку, тем более что вскоре представится возможность уточнить координаты — ведь впереди ещё такое же сигнальное судно.

Авторы рассчитывали, что ни пираты, ни военные корабли противников не посягнут на плавучие корпуса, более того, что все морские державы возьмут их под своё покровительство. Следует издать законы, по которым «величайшим преступлением будет нанести им ущерб либо подражать их сигналам для забавы или обмана».

Критики тут же заметили, что если преодолеть все явные затруднения (в первую очередь огромную стоимость проекта), останется много других препятствий. В частности, для обслуживания плавучих корпусов потребуются тысячи матросов, а жизнь у бедняг будет хуже, чем у смотрителей маяков: одиночество во власти стихий, угроза голода, вынужденная трезвость...

10 декабря 1713 года предложение Уистона и Дитгона было опубликовано повторно, на сей раз в «Англичанине». В 1714 году оно вышло книгой под названием «Новый метод определения долготы на море и на суше». Несмотря на все очевидные изъяны проекта, Уистон и Диттон всколыхнули общественное мнение. Со своей неукротимой настойчивостью и тягой к общественному признанию два математика сумели объединить лондонских судовладельцев и капитанов. Весной 1714 года они составили петицию за подписями «капитанов кораблей её величества, лондонских купцов и шкиперов торгового флота». Этот документ, брошенный парламенту как перчатка, требовал от правительства приблизить день, когда проблема долготы перестанет быть проблемой, а для этого объявить крупную награду тому, кто найдёт практичный и точный метод её определения.