Долгота

7. Дневник часовщика

О ранних годах Джона Гаррисона известно мало; ниточки фактов, из которых биографам приходится ткать целое полотно, наперечёт.

Впрочем, эти эпизоды до того напоминают волнующие события из жизни других легендарных людей, что история Гаррисона обретает для нас плоть. Например, Гаррисон был самоучкой и поглощал науки с тем же рвением, что заставляло юного Авраама Линкольна читать ночью при свече. Он собственной изобретательностью и трудолюбием поднялся если не из нищеты, то из бедности, как Томас Эдисон или Бенджамин Франклин. И — если такое сравнение не кощунственно — Гаррисон начал жизнь плотником и провёл первые тридцать лет в безвестности, прежде чем его идеи начали распространяться по всему миру.

Джон Долгота Гаррисон родился 24 марта 1693 года в Йоркшире и был старшим из пятерых детей. В семье, по обычаю того времени, имена распределяли скупо, так что без карандаша и бумаги во всех Генри, Джонах и Элизабет недолго запутаться. Так, Джон Гаррисон доводился сыном, внуком, братом и дядей различным Генри Гаррисонам, а его мать, сестра, обе жены, единственная дочь и две невестки из трёх откликались на имя Элизабет.

Вероятно, первые его годы прошли в Ностелл-прайори — поместье богатого землевладельца, где Гаррисон-старший работал плотником. Позже — возможно, когда Джону было года четыре, но точно не позже его седьмого дня рождения — Гаррисоны по неизвестным причинам переехали в линкольнширскую деревеньку Барроу, называемую также Барроу-на-Хамбере по реке, на южном берегу которой она стоит.

В Барроу отец научил юного Джона плотничать. Неизвестно, кто и когда наставлял мальчика в музыке, но он играл на виоле, звонил в церковные колокола и временами подменял регента в приходской церкви. (Много лет спустя в «Описании механизмов для верного, или точного измерения времени» Гаррисон попутно изложит свою собственную радикальную теорию звукоряда.)

Подростком Гаррисон каким-то образом дал понять, что стремится к книжному знанию. Может, он сказал это вслух, а может, пытливость светилась в его глазах. Так или иначе, примерно в 1712 году священник одолжил Джону бесценное пособие: рукописную копию лекций по натуральной философии, прочитанных математиком Николасом Сондерсоном в Кембриджском университете.

К тому времени Джон уже выучился читать и писать. Он применил к работе оба своих умения, сделав аннотированную копию, которую озаглавил «Механика мистера Сондерсона». Юноша переписал всё от слова до слова, перечертил все схемы, чтобы лучше вникнуть в законы движения. Словно библейский начётчик, он вновь и вновь перечитывал свою копию, всякий раз добавляя замечания на полях. Почерк чёткий, убористый, какой и должен быть у человека столь методичного ума.

Джон Гаррисон отвергал Шекспира и не позволял держать дома его творений — всё, что нужно, он до конца жизни черпал из «Начал» Ньютона и лекций Сондерсона.

Гаррисону не было и двадцати, когда, в 1713 году, он собрал свои первые часы. Почему он взялся за этот проект и как преуспел, притом что никогда не учился у часовщика, — загадка. Однако сами часы сохранились: их циферблат и механизм — ископаемые свидетельства периода становления — хранятся под стеклом в музее гильдии часовщиков, занимающем одно из помещений Лондонской ратуши.

Часы эти уникальны не только тем, что их смастерил великий Джон Гаррисон, но и тем, что они почти полностью деревянные: шестерни из дуба, оси — из самшита, и лишь отдельные детали изготовлены из латуни и стали. Гаррисон, как всегда изобретательный и практичный, использовал те материалы, что были под рукой. Сразу видно, что часы сработаны искусным столяром — деревянные зубцы не истёрлись благодаря тому, как умно подобран рисунок древесины.

Историки гадают, какие часы Гаррисон разобрал (если разобрал) и внимательно изучил, прежде чем собрать свои. Существует рассказ (возможно, апокрифический), будто во время тяжёлой болезни маленький Джон слушал тиканье карманных часов, лежащих с ним рядом на подушке. Однако непонятно, откуда в бедной семье было взяться такой роскоши; часы в то время стоили очень дорого, да и сыскать их оказалось бы затруднительно: не было тогда в Северном Линкольншире другого часовщика, кроме самоучки Гаррисона.

Гаррисон смастерил ещё двое почти идентичных деревянных часов в 1715 и 1717 годах. Их маятники и корпуса утрачены, до наших дней дошёл только механизм и кусок дверцы размером с обычный лист бумаги от третьих часов. Собственно бумажный лист, наклеенный на дверцу, и сохранил её для вечности. Это «уравнение времени», составленное Гаррисоном, хранится теперь в той же витрине, что и его первые часы.

Таблица позволяла владельцу часов определять разницу между солнечным, то есть «истинным», временем и «средним», искусственным, зато более регулярным, какое показывают часы, отбивающие полдень через каждые двадцать четыре часа. Расхождение между солнечным полднем и средним полднем уменьшается и увеличивается на протяжении года по синусоиде. Мы сейчас обходимся без истинного времени, нам довольно гринвичского среднего, но в эпоху Гаррисона ещё были в ходу солнечные часы. Механические ходики требовалось сверять с часовым механизмом Вселенной, для чего применялся сложный математический трюк под названием «уравнение времени». Юный Гаррисон не только разобрался с этой хитростью, но и провёл собственные астрономические наблюдения, чтобы составить таблицу поправок.

Суть таблицы подытожена в её заголовке. Гаррисон своей рукой вывел название: «Таблица восходов и заходов Солнца на широте Барроу, 53 градуса и 18 минут, купно с расхождениями между Солнцем и часами, каковые имеют и должны быть, коль скоро оные указывают верное время». Надпись читается странно отчасти из-за своего почтенного возраста, отчасти из-за путаной формулировки. Даже самые ярые почитатели Гаррисона признавали, что он не умеет ясно выражаться на письме. Его тексты косноязычны до крайности. Какие бы блистательные мысли ни рождались в голове сельского умельца и ни воплощались в часах, на бумаге они тускнели. В последней опубликованной книге Гаррисона, где он живописует свои мытарства с получением премии, его невразумительное многословие проявилось во всей красе: первое предложение занимает двадцать пять страниц и почти лишено знаков препинания.

Гаррисон всю жизнь был добропорядочным семьянином. 30 августа 1718 года он женился на Элизабет Баррел. Следующим летом родился их сын Джон. Потом Элизабет заболела и умерла, за несколько месяцев до того, как мальчику исполнилось семь лет.

Подробностей частной жизни вдовца мы не знаем: он не вёл дневников, его письма того периода до нас не дошли. Как сообщают приходские записи, менее чем через шесть месяцев после смерти первой жены он взял себе новую, на десять лет моложе. Джон Гаррисон и Элизабет Скотт поженились 23 ноября 1726 года. Им предстояло прожить вместе пятьдесят лет. В 1728 году родился их сын Уильям, будущий коллега и соратник отца, в 1732 году — дочь Элизабет (о ней не сохранилось никаких сведений, кроме даты крещения — 21 декабря). Джон, сын Гаррисона от первого брака, умер, не дожив до девятнадцати лет.

Никто не знает, когда Гаррисон впервые услышал о премии за долготу. Предполагают, что новость бурно обсуждали в Гулле — третьем по величине порту Англии, от которого до дома Гаррисонов было всего пять миль. Оттуда на другую сторону Хамбера ходил паром, так что кто-нибудь из моряков или торговцев вполне мог рассказать о премии в Барроу.

Естественно предположить, что о проблеме нахождения долготы Гаррисон слышал и раньше — как сегодня каждый неглупый школьник знает, что весь мир ищет лекарство от рака или что до сих пор нет надёжного способа избавляться от ядерных отходов. Вопрос о долготе стоял первым пунктом в национальной повестке дня. Судя по всему, Гаррисон начал думать о нём ещё до того, как парламент объявил премию — или по крайней мере до того, как о ней услышал. Так или иначе, с дальним прицелом или без оного, Гаррисон занимался тем, что впоследствии помогло ему решить задачу.

Довольно быстро он зарекомендовал себя умелым часовщиком. Примерно в 1720 году сэр Чарльз Пелам заказал ему башенные часы для новой конюшни в своем имении Броксли-парк.

Гаррисону, церковному звонарю, не впервой было взбираться на верхотуру. Однако на сей раз ему предстояло не дергать верёвки, а создать совершенно новый инструмент, который будет сообщать точное время всей округе.

Башенные часы в Броксли-парке, которые Гаррисон завершил в 1722 году, идут и сегодня. За двести семьдесят лет они останавливались лишь раз — в 1884 году, когда хозяин нанял рабочих провести косметический ремонт.

Всё, от богато украшенного корпуса до механизма, в котором практически отсутствует трение, выдаёт в них творение искусного столяра. Например, часы не требуют смазки: все трущиеся детали сделаны из lignum vitae— «древа жизни», как называли тропическое дерево бакаут (его древесина чрезвычайно прочна и выделяет собственную смазку в виде невысыхающего масла). Гаррисон не использовал в часах железа или стали, которые ржавеют от сырости; если ему требовались металлические детали, он делал их из латуни.

Для дубовых шестерён Гаррисон изобрёл совершенно новую технологию. Каждое колесико в его зубчатой передаче похоже на детский рисунок Солнца: древесные волокна расходятся из центра по радиусам, словно проведённые карандашом по линейке. Для большей прочности зубцов Гаррисон брал древесину быстрорастущих дубов, более широкослойную и прочную за счёт высокого процента механической ткани. (Под микроскопом видно, что ранняя часть годового слоя, нарастающая весной и в начале лета, когда развиваются крупные сосуды, пористая, поздняя, то есть сформировавшаяся в конце лета и осенью, кажется сплошной.) Там, где Гаррисон готов был ради лёгкости материала пожертвовать прочностью, например для некоторых частей шестерни, он брал древесину медленнорастущих дубов, более узкослойную и не такую тяжёлую.

Сегодня мы, вооружённые рентгеном, можем лучше оценить, насколько Гаррисон чувствовал и знал дерево. Задним числом понятно и другое: именно в Броксли-парке он сделал первый шаг к созданию морского хронометра, когда устранил необходимость в смазке. Часы, которые не нужно смазывать, — по тем временам вещь неслыханная — куда надёжнее в дальнем плавании. Смазка густеет либо разжижается от смены температур, отчего часы идут медленнее или быстрее, а то и вовсе встают.

В следующие годы Гаррисон объединился с братом Джеймсом, тоже искусным мастером, который был на одиннадацать лет его младше. С 1725 по 1728 год братья построили двое напольных часов. На их деревянных циферблатах стоит имя Джеймса Гаррисона. Имени Джона Гаррисона нет нигде, ни снаружи, ни внутри, хотя исследователи убеждены, что его вклад в работу — основной. В последующие годы Джон нередко бывал очень щедр: естественно предположить, что он решил поддержать братишку в начале карьеры — позволил тому поставить своё имя на совместно изготовленных часах.

Часы эти шли почти точно благодаря двум оригинальным новшествам. Эти изобретения Гаррисона получили название «решетчатый маятник» и «кузнечик». Вы сами догадаетесь, почему маятник решётчатый, если заглянете через стеклянный глазок в корпусе часов, изготовленных братьями Гаррисон, у стены в Лондонской ратуше. Несколько стержней из двух разных металлов, составляющие маятник, идут параллельно, как в решётке для жарки мяса. И этой решётке не страшны температурные перепады.

Почти все маятники Гаррисоновой эры расширялись от тепла, так что в жаркую погоду они становились длиннее и отсчитывали время медленнее. В холод они сокращались, и часы начинали спешить. У всех металлов есть это неприятное свойство, но разные металлы при смене температур ведут себя по-разному. Совместив в одном маятнике длинные и короткие стержни из двух материалов — латуни и стали, Гаррисон устранил проблему. Сжатие одних стержней компенсирует расширение других, так что маятник не ускоряется и не замедляется.

Кузнечиковый механизм спуска — деталь, отсчитывающая биения часового сердца, — получил название от движения своих скрещенных частей. Они дёргаются, как ноги прыгающего кузнечика, тихо и без трения, от которого не свободны другие виды спусковых механизмов.

Братья Гаррисон проверили точность своих часов по звёздам. Крест нитей их самодельного астрономического инструмента составляли край оконной рамы и силуэт соседской трубы. Ночь за ночью они отмечали по часам время, когда определённая звезда исчезает за трубой. Каждую следующую ночь из-за вращения Земли это должно было происходить ровно на 3 минуты 56 секунд раньше, нежели в предыдущую. Чем точнее часы следуют этому небесному расписанию, тем ближе они к творению Всевышнего Часовщика.

За всё время испытаний маятниковые часы Гаррисонов ни разу не ошиблись более чем на секунду за месяц. Для сравнения: лучшие карманные часы того времени отставали или уходили вперед примерно на минуту в день. Удивительнее их точности только факт, что её добились сельские столяры, а не великие лондонские мастера Томас Томпион или Джордж Грэм, у которых были и дорогие материалы, и опытные помощники.

В 1727 году, как позже вспоминал Гаррисон, мысль о премии за долготу заставила его обратиться к морским хронометрам. Он понял, что может разбогатеть и прославиться, если приспособит свои часы к плаванию на корабле.

Он уже разрешил проблему смазки и трения, так что был готов к схватке со штормовым морем. По иронии судьбы ради премии в двадцать тысяч фунтов Гаррисону пришлось отказаться от решетчатого маятника — конструкция из разных металлов отлично зарекомендовала себя на суше, но маятник есть маятник: он не может работать в качку. Гаррисон начал изобретать систему пружинных качелей, баланс которых не нарушат бушующие волны.

На её обдумывание ушло ещё четыре года, после чего Гаррисон отправился за двести миль в Лондон — чтобы изложить свой план Комиссии по долготе.