Гринвичское время и открытие долготы

Предисловие автора

I. Конференция рекомендует принять единый нулевой меридиан для всех государств вместо множества начальных меридианов, существующих в настоящее время.

II. Конференция предлагает... применение меридиана, проходящего через ось пассажного инструмента обсерватории в Гринвиче ... в качестве начального меридиана.

..........................

V. Всемирные сутки - это средние солнечные сутки; они должны начинаться во всем мире в момент средней полуночи на нулевом меридиане, совпадая с началом гражданских суток и датой на этом меридиане [1].

Сегодня Гринвич хорошо известен людям всего земного шара, и это - результат процитированных выше резолюций, принятых 22 октября 1884г. на заключительном заседании Международной меридианной конференции в Вашингтоне, целью которой было «обсуждение и по возможности установление меридиана, который можно было бы считать нулевым при определении долгот и измерении времени во всем мире» [2].

Эта книга повествует об истории возникновения гринвичского времени, которым триста лет назад пользовались лишь те несколько сотен человек, кто жил и работал в Гринвиче, но - что особенно важно отметить - среди них были два астронома из только что основанной Королевской обсерватории, расположенной в Гринвичском парке. Книга рассказывает о том, как два столетия назад гринвичское время стали применять моряки всех стран, пользуясь британским «Морским альманахом», ежегодная публикация данных которого основывалась на гринвичском меридиане; о том, как спустя еще одно столетие с расширением международных связей появилось стремление координировать ход времени на всем земном шаре - так возникла принятая в настоящее время система поясного времени, задаваемая гринвичским меридианом; о том, что сегодня среднее гринвичское время стало всемирным временем, применяемым как в быту, так и в науке, и почему именно гринвичское время (а, скажем, не парижское) было выбрано в качестве всемирного времени.

Необходимость в таком всемирном времени и временной шкале, пригодной для всего мира, возникла совсем недавно. С древнейших времен человек регулировал свою повседневную деятельность по Солнцу: по его восходу, кульминации (полудню, или середине дня) и заходу. Действительно, у многих древних цивилизаций сутки делились на 12 «дневных» часов (от восхода до захода Солнца) и на 12 «ночных» часов (от захода до восхода Солнца), и эти часы имели разную продолжительность. А так как летние дни длиннее зимних, то не только продолжительность дневных часов отличалась от продолжительности ночных часов (исключая дни равноденствия в марте и в сентябре), но и сами эти часы изменяли свою «длину» в зависимости от сезона. Путешественники отмечали также, что продолжительность этих часов изменяется в соответствии с тем, насколько близко или далеко они находятся от экватора.

Такая система «неравных часов», основанная на местном восходе и заходе Солнца, несмотря на все ее противоречия, была вполне удовлетворительна (исключая северные районы, где разница между продолжительностью дня и ночи могла быть очень большой) для многих повседневных бытовых и деловых целей. Вплоть до XV в. она применялась на практике в некоторых районах Италии. Однако греческие астрономы поделили сутки на 24 ч равной продолжительности, и их последователи в других государствах продолжили эту традицию.

Тем не менее, какая бы система часов ни применялась, время, измеряемое обычным человеком, было местным временем, т.е. временем, которое показывали солнечные часы в том месте, где они находились. Для этого человека было не важно, что в пунктах, расположенных к западу или востоку от него, солнечное время на самом деле было другим. Так, вследствие вращения Земли, когда в Лондоне наступал полдень, в Плимуте было 11 ч 44 мин, а в Норидже уже 12 ч 05 мин, или, говоря другими словами, в Лондоне полдень (когда Солнце находилось в зените) наступал на 16 мин раньше, чем в Плимуте, и на 5 мин позже, чем в Норидже. Но какое это имело значение в те времена, когда максимальная скорость передвижения человека зависела от лошади?! Во всяком случае, только в последние несколько столетий и то это относится в основном к городам - время измеряли с более или менее приемлемой точностью.

Возможно, обычный человек и не нуждался в более точном времени, однако для географов, составителей карт, астрономов, мореплавателей такая необходимость существовала. Им нужно было измерять время не для своих личных нужд, а, например, с целью определить разницу между долготами в определенных пунктах. Как это сделать - теоретически было ясно. Скажем, вы хотите найти разность между долготами Лондона и Плимута: если вы измерите точное время в Лондоне, допустим в полдень, и таким же образом определите его в тот же самый момент в Плимуте, получив, скажем, 11 ч 44 мин, то разница в 16 мин даст вам разницу в долготе между меридианами Лондона и Плимута, при этом известно, что 16 мин времени соответствует 4° (градусы дуги). И так как полдень в Плимуте наступает позднее, чем полдень в Лондоне, Плимут должен находиться западнее Лондона на 4°. (Более подробно проблемы определения долготы освещаются в приложении I.)

Но теорию и практику в этом вопросе разделяла большая пропасть. Как одновременно измерить местное время в удаленных друг от друга пунктах? Конечно, возможны другие методы определения разности долгот, например при помощи непосредственного измерения расстояний на земной поверхности или измерения магнитного поля Земли, однако наибольший успех сулил астрономический метод - путем измерения разности времен. Эта идея была высказана еще греческим астрономом Гиппархом около 180 г. до н.э., но точное определение долготы удалось осуществить лишь в 1650-х гг. - на суше и 1770-х гг. - в открытом море.

Начало истории введения гринвичского времени, таким образом, связано с попытками найти практический метод определения долготы, особенноуз море, так как именно там вследствие движения корабля и протяженности маршрутов возникали наибольшие трудности. Было очевидно, что введение единого времени - это не отвлеченная научная проблема, а практическая необходимость.

Значительная часть материала для этой книги была собрана в процессе подготовки экспозиции в недавно открытой Галерее времени в старой Королевской обсерватории.

Я приношу глубокую благодарность моим коллегам по Национальному морскому музею, в частности директору музея Безилу Гринхилу и его помощнику Дэвиду Уотерсу за поддержку моей работы и предоставленную мне возможность ознакомиться с многими музейными экспонатами, а также Сьюзен Гастон, д-ру Дж. Беннету, Алану Стимсону, Ричарду Гуду, Роджеру Стивенсону и другим нынешним и бывшим сотрудникам управления навигации и астрономии; я признателен также Брайану Тримейну за его помощь в изготовлении большого числа фотографий. Особенно я обязан Стивенсону, написавшему приложение III, и его жене Мери, преобразившей мои каракули в безупречный машинописный текст.

Я не мог бы написать эту книгу без содействия и поддержки сотрудников Гринвичской обсерватории в Хёрстмонсо, руководимой сначала Аланом Хантером, а затем проф. Ф. Грэхемом Смитом, любезно согласившимся написать вступительную статью к моей книге. Я чрезвычайно признателен Хемфри М. Смиту, бывшему руководителю Отдела времени, т. е. самому «мистеру GMT» (Greenwich Middle Time - среднее гринвичское время. - Прим. перев), помощь и опыт которого существенно облегчили мою задачу, - он и его коллеги по Хёрстмонсо, д-р Дональд Садлер, Филип Лори, д-р Джордж Уилкинс, Лесли Моррисон и д-р Джон Пилкингтон (написавший приложение IV), прочли технические разделы рукописи. Дэвид Колверт предоставил в мое распоряжение многие нужные фотографии. Я благодарен также О'Харе и Эндрю Мюррею.

К сожалению, я могу упомянуть здесь лишь очень немногих из тех, кто помогал мне в работе, среди них: проф. Эрик Форбс из Эдинбурга, Джон Норт из Гронингена и Бересфорд Хатчинсон из Британского музея, которые читали отдельные разделы моей рукописи; проф. Симмонс из Лестера, Сеймур Чэпин из Лос-Анджелеса, Августе Салинас из Сантьяго (Чили); Оуэн Джинджерич из Гарварда; полковник Хэмфри Килл и капитан Эдвард Мэй из Лондона; Рита Стентон из Мидлсекса и Джон Кембридж из Эссекса; Сюзанна Дебарба, Анна Стойко, д-р Гино и М. Морандо из Парижской обсерватории; д-ра Чарльз Коттер из Кардифа и Барбара Хайнс из Аберистуита; Норман Робинсон и его сотрудники из Британского научного общества; Энид Лэйк из Британского астрономического общества, капитан Эндрю Дэвид из Гидрографического управления; г-жа Макнамара из архива Главного почтового управления. Я благодарен маркизу Бюте и его архивариусу мисс Арме за разрешение воспользоваться архивами Джеймса Стюарта Маккензи, а также Парижской Академии наук за предоставленные в мое распоряжение фотокопии.

И наконец, я хочу воздать должное терпению моей жены и семьи, которое позволило мне написать эту книгу.

Национальный морской музей,

Гринвич, сентябрь 1979

Дерек Хауз