Долгота

6. Премия

Петиция купцов и военных моряков поступила в Вестминстерский дворец 25 мая 1714 года. Комитет собрался уже в июне.

Его членам было приказано действовать быстро, и они обратились к сэру Исааку Ньютону (в ту пору — маститому семидесятидвухлетнему старцу) и его другу Эдмунду Галлею. Галлей за несколько лет до того совершил плавание к острову Святой Елены и составил каталог звёзд Южного неба — которое в этом смысле было тогда непаханым полем. За свой каталог (включавший более трёхсот звёзд) Галлей был избран в Королевское общество. Кроме того, он много путешествовал, составляя карту магнитных склонений, так что о проблеме долготы знал не понаслышке.

Ньютон приготовил письменный доклад, который и зачитал на собрании комитета, после чего, превозмогая «умственную усталость», ответил на вопросы собравшихся. Он подытожил существующие методы нахождения долготы, добавив, что все они верны в теории, но «трудноисполнимы», что, конечно, было большим преуменьшением. Вот, например, как Ньютон описал подход часовщиков: «Один из методов основан на точных часах. Однако по причине движения судна, смены холода и тепла, сырости и влажности, а также разной силы притяжения на разных широтах таковые часы до сих пор не изготовлены». И вряд ли будут изготовлены, подразумевали его слова.

Быть может, Ньютон описал метод перевозки часов первым, чтобы выставить его на посмешище, прежде чем перейти к более многообещающим, хотя и несовершенным пока астрономическим решениям. Он упомянул луны Юпитера, которые прочно утвердились на суше, но на шаткой палубе до сих пор давали шаткие результаты. Напомнил про способы, основанные на исчезновении опорных звёзд за диском нашего собственного спутника, на солнечных и лунных затмениях, и «метод лунных расстояний», в котором требовалось определить видимое расстояние от Луны до Солнца днём, до конкретных звёзд — ночью. (В то самое время, пока Ньютон говорил, Флемстид в Королевской обсерватории дни и ночи корпел над таблицами для этого хвалёного метода.)

Комитет по долготе включил доклад Ньютона в свой официальный рапорт. Документ не отдавал предпочтение одному подходу перед другими, ни даже английскому гению перед изобретательностью других народов. Он лишь призывал поощрять любые решения, из любых областей знания, и щедро вознаградить лицо либо группу лиц любой национальности, сумевших достичь успеха.

Билль о долготе, принятый в правление королевы Анны, 8 июля 1714 года, содержал все эти пункты. Учреждалась первая, вторая и третья премии:

20 тысяч фунтов стерлингов за метод, позволяющий определить долготу с точностью до половины градуса большого круга;

15 тысяч фунтов стерлингов за метод, дающий точность в три четверти градуса;

10 тысяч фунтов за метод с точностью в градус.

На экваторе одному градусу долготы соответствует расстояние в шестьдесят морских миль (шестьдесят восемь сухопутных миль или сто одиннадцать километров), так что погрешность даже в несколько минут даёт заметную ошибку в определении координат судна. Тот факт, что правительство обещало такие большие деньги за «практичный и полезный» метод, допускающий многомильную промашку, ясно показывает, в каком плачевном состоянии пребывала навигация.

Билль учреждал авторитетную коллегию судей, получившую название Комиссия по долготе. Цель у неё была одна: распределять премиальные деньги. В комиссию вошли учёные, флотские офицеры и государственные чиновники. По должности в неё включались: королевский астроном, президент Королевского общества, первый лорд Адмиралтейства, спикер палаты общин, первый лорд Адмиралтейского совета, профессора савилианской, Лукасовской и плюмианской кафедр математики и астрономии в Оксфордском и Кембриджском университетах. (Ньютон был Лукасовским профессором на протяжении тридцати лет; в 1714 году он возглавлял Королевское общество.)

Комиссия, согласно биллю, должна была раздавать поощрительные награды, чтобы помочь нищим изобретателям в воплощении перспективных идей. Такая свобода распоряжаться грантами сделала его первым официальным НИОКР-агентством в мире. (Никто не мог тогда предвидеть, что она просуществует более ста лет. Ко времени своего роспуска в 1828 году комиссия успела распределить более ста тысяч фунтов стерлингов.)

Чтобы проверить действенность метода, его предстояло испытать на каком-нибудь из кораблей её величества, который «пройдёт из Британии до любого порта в Вест-Индии и ни разу не ошибётся при этом в определении долготы больше чем на указанные величины».

«Методов нахождения долготы» и до акта было хоть отбавляй, а после объявления премии они и вовсе хлынули рекой. Комиссию буквально осаждали толпы жуликов и благонамеренных невежд, желавших получить награду. В угаре алчности многие даже не трудились заглянуть в условия конкурса и бомбардировали комиссию прожектами по усовершенствованию корабельных рулей, превращению морской воды в питьевую и созданию особых штормовых парусов, не говоря уже о чертежах вечного двигателя и решениях задачи о квадратуре круга.

На волне шумихи, вызванной биллем, «нахождение долготы» стало синонимом погони за химерой. Долгота служила темой для светских бесед и мишенью для острословов. Не остались в стороне и литераторы; например, в «Путешествиях Гулливера» славный Лэмюэль Гулливер на вопрос, какой образ жизни он бы избрал, если бы волей судьбы родился бессмертным струльдбругом, увлечённо воображает, что увидел бы возвращение известных комет, пересыхание великих рек в ручейки и «метод определения долготы, вечный двигатель и панацею, доведённые до совершенства».

Одно из удовольствий охоты за долготой состояло в том, чтобы высмеять других соискателей награды. Памфлетист, подписавшийся инициалами «Р.Б.», сказал о мистере Уистоне, отце метода «ракет и шутих»: «Если у него и есть мозги, они определённо свихнуты».

Едва ли не самые ехидные слова для конкурентов нашёл мистер Джереми Такер из Беверли. В своей книге он перечислил известные подходы: по выстрелам с сигнальных кораблей, по нагреваемой на огне магнитной стрелке, по движениям Луны, по возвышению Солнца и множество других, сопроводив их издевательскими комментариями. Сам Такер изобрёл новые часы, помещённые в вакуумный колпак, и объявил свой способ наилучшим: «Одним словом, я убеждён, что мой читатель теперь ясно видит: фонометры, пирометры, селенометры, гелиометры и прочие -метры в подмётки не годятся моему хронометру» .

Остроумию мистера Такера мы обязаны самим словом «хронометр». Придуманное в 1714 году ради шутки, оно стало законным названием морского прибора для измерения времени. Впрочем, хронометр Такера не дотягивал до своего наименования. Надо отдать изобретателю должное: он ввёл два существенных новшества. Первым был стеклянный колокол, соединённый с откачивающим насосом: частичный вакуум защищал часы от перепадов влажности и давления. Кроме того, Такер изобрёл вспомогательную пружину, которая поддерживала ход часов во время завода главной. Обе пружины заводились снаружи колокола при помощи специальных стержней. До тех пор пружинные часы при заводе просто останавливались и не отсчитывали время. Такер поместил весь механизм на карданов подвес, как у корабельного компаса, чтобы уберечь его от качки в штормовом море.

Чего часы Такера не могли, так это сохранять постоянный ход при смене температур. Вакуумный колпак немного оберегал от резких тепловых перепадов, однако совершенства ему недоставало, и Такер это отлично знал.

Температура в помещении сильно влияет на ход часов. Металлический стержень маятника удлиняется в жару, сокращается в холод и отсчитывает секунды в разном темпе в зависимости от температуры. Точно так же пружина при нагревании становится более мягкой и слабой, при охлаждении — более твёрдой и тугой. Такер, проверяя свой хронометр, тщательно изучил этот вопрос. К предложению, поданному им в Комиссию по долготе, были приложены результаты испытаний при разных температурах и составленная по ним таблица поправок. Моряку просто надо было сопоставлять время на циферблате с высотой ртутного столбика в термометре. И это делало всю затею неосуществимой: кто-то должен был постоянно наблюдать за хронометром, записывать все колебания температуры и учитывать их при вычислении долготы. Даже в таких идеальных условиях, как признавал сам Такер, его часы давали погрешность до шести секунд в день.

Казалось бы, что такое шесть секунд в сравнении с пятнадцатью минутами ошибки у старых часов? Из-за чего придираться?

Из-за того, что речь шла о деньгах.

Чтобы получить двадцать тысяч фунтов стерлингов, надо было определять долготу с погрешностью в полградуса, а значит, часы не могли отставать или уходить вперёд больше чем на три секунды в сутки. Нетрудно сосчитать: полградуса долготы соответствуют двум минутам времени, значит, это и есть максимально допустимая ошибка за шестинедельное плавание в Вест-Индию. Расхождение всего на три секунды в сутки, умноженное на сорок суток пути, даёт те самые две минуты.

Книга Такера, лучшее из предложений, поступивших в Комиссию по долготе, особых надежд не внушила. Слишком много было ещё не сделано, слишком многое предстояло доработать.

Ньютон терял терпение. Он был убеждён, что вся надежда на звёзды. Метод лунных расстояний, неоднократно предлагавшийся в прошлом, по мере развития астрономии завоёвывал всё больше сторонников. Одно из препятствий устранил сам Ньютон: закон всемирного тяготения сделал странности лунной орбиты понятными и более или менее предсказуемыми. Оставалось дождаться, когда королевский астроном закончит свой звёздный атлас.

Флемстид, скрупулёзный до крайности (кое-кто сказал бы, излишне скрупулёзный), трудился над картой небес уже сорок лет — и по-прежнему держал результаты под замком в Гринвичской обсерватории. Ньютон и Галлей сумели раздобыть записи Флемстида и напечатали собственную пиратскую версию его каталога. Астроном в ответ сжёг триста экземпляров из четырёхсот — все, сколько смог добыть.

«Я предал их огню примерно две недели назад, — писал он своему бывшему помощнику Абрахаму Шарпу. — Сэру И.Н. следовало бы понять, что этим я оказал ему и доктору Галлею очень большую услугу». Другими словами, координаты звёзд были недостаточно выверены, поэтому их публикация лишь компрометировала серьёзного исследователя.

Несмотря на скандал с преждевременным изданием каталога, Ньютон по-прежнему верил, что путь кораблям укажет часовой механизм Вселенной. Часы, изготовленные ремесленниками, могут стать подспорьем для астрономических методов, но никогда их не заменят. На восьмом году существования Комиссии по долготе, в 1721 году, Ньютон писал Джосайе Берчетту, секретарю Адмиралтейства:

«Хорошие часы помогают вести счисление пути на протяжении нескольких дней и определять время для наблюдения светил; для этой цели можно употреблять часы на рубиновых камнях, пока не будут изобретены более точные. Но когда долгота в море утрачена, по часам её заново не отыскать».

Ньютон умер в 1727 году и не увидел, как, четырьмя десятилетиями позже, великую премию получил механик-самоучка за карманные часы размером с тарелку.