Загадки долготы

Давайте рассмотрим проблему долготы, определяемой как расстояние в градусах к западу или востоку от нулевого меридиана. Нынешним международно признанным нулевым меридианом является воображаемая кривая, проходящая от Северного полюса к Южному полюсу через Гринвичскую королевскую обсерваторию в Лондоне. Таким образом, Гринвичу соответствует нулевая долгота, в то время как Нью-Йорк, например, расположен на 74° западной долготы, а Канберра в Австралии — примерно на 150° восточной долготы.

Можно было бы дать подробное определение долготы и способов ее определения в любой заданной точке земной поверхности, однако здесь нас интересуют не столько технические подробности, сколько исторические факты, связанные с ростом знаний человечества о загадках определения долготы. Самым важным из этих фактов является следующий: до революционного изобретения XVIII века картографы и навигаторы были не в состоянии определять долготу со сколь-либо серьезной точностью. Они могли лишь строить догадки и обычно ошибались на сотни миль, поскольку уровень развития техники не позволял им надлежащим образом выполнять эту работу.

Определение широты к северу или к югу от экватора не составляет большого труда: его можно производить с помощью сравнительно простых инструментов, измеряющих угловые координаты Солнца и звезд. Но для определения долготы необходимы более сложные приборы, сочетающие измерение положения в пространстве с измерением времени. На всем протяжении известной человеческой истории создание таких приборов находилось за пределами возможностей ученых, но в начале XVIII века, ознаменованного бурным развитием морской торговли, возникла насущная потребность в точном определении долготы. По словам одного из авторитетных деятелей того времени, «проблема определения долготы омрачала жизнь каждого моряка и подвергала угрозе каждое судно и его груз. Точное измерение казалось недостижимой мечтой, и слова «найти долготу» были расхожим газетным выражением, означавшим примерно то же самое, что «научить свинью летать».

Прежде всего был необходим инструмент, который мог с высокой точностью определять длительность плавания от пункта отправления, несмотря на морскую качку, колебания влажности и температуры. «Такие часы пока еще не созданы», — заявил Исаак Ньютон в 1714 году членам специального Совета по определению долготы при британском правительстве.

В самом деле, хронометры XVII и начала XVIII века были довольно грубыми устройствами, которые могли спешить или отставать на 15 минут в день. С другой стороны, хороший морской хронометр может дать такое же расхождение лишь после нескольких лет работы.

Лишь в 1720-х годах талантливый английский часовщик Джон Харрисон приступил к работе над первой разработкой, которая привела к изготовлению такого хронометра. Его целью было выиграть приз в 20 000 фунтов стерлингов, предложенный Советом по определению долготы «изобретателю любого прибора, который позволит определить долготу местонахождения судна с погрешностью до 30 морских миль после шестинедельного плавания». Хронометр, способный справиться с такой задачей, должен был спешить или отставать не более чем на три секунды в день. Потратив почти сорок лет на изготовление и тестирование нескольких прототипов, Харрисон смог удовлетворить эти требования. В 1761 году его изящный «хронометр № 4» покинул Британию на борту судна Ее Величества «Дептфорд», отправлявшегося на Ямайку в сопровождении сына Харрисона по имени Уильям. Через девять дней плавания Уильям, рассчитавший долготу с помощью хронометра, сообщил капитану, что на следующее утро они увидят остров Мадейра. Капитан поставил пять против одного на то, что он ошибается, но согласился держать прежний курс. Уильям выиграл пари. Два месяца спустя на Ямайке было установлено, что хронометр отстал всего лишь на пять секунд.

Харрисон превзошел требования, установленные Советом по определению долготы. Однако из-за бюрократических проволочек в британском правительстве он получил премиальные 20 000 фунтов лишь в 1776 году, за три года до своей смерти. Разумеется, он раскрыл секрет конструкции своего инструмента только после того, как взял в руки деньги. В результате такой задержки капитан Джеймс Кук был лишен хронометра во время своего первого плавания 1768 года. Только в третьем плавании (1778–1779) он смог с впечатляющей точностью составить карту Тихого океана, с указанием не только широты, но и точной долготы каждого острова и побережья. С тех пор «благодаря стараниям Кука и хронометру Харрисона… ни один штурман не имел оправдания за неспособность найти остров в Тихом океане или за крушение своего судна на неизвестно откуда взявшейся прибрежной отмели».

Действительно, благодаря точным измерениям долготы карты Тихого океана, составленные Куком, можно отнести к первым образцам современной картографии. Они напоминают о том, что для создания действительно хороших карт необходимы как минимум три предварительных условия: дальние путешествия, превосходные математические и картографические навыки и технически совершенные хронометры.

Лишь в 1770-х годах, когда хронометр Харрисона приобрел широкое распространение, третье предварительное условие можно было считать выполненным. Это замечательное изобретение дало картографам возможность точного определения долготы, недоступного шумерам, древним египтянам, грекам, римлянам и предположительно любым другим цивилизациям до XVIII века. Тем более удивительно и странно видеть древние карты, где широта и долгота географических объектов определена с современной точностью.

Точные измерительные приборы

Необъяснимо точные измерения широты и долготы можно обнаружить в той категории документов, где содержатся удивительные географические познания, о которых я упоминал.

К примеру, на карте Пири Рейса 1513 года Южная Америка и Африка помещены на точной относительной долготе, что теоретически невозможно для состояния науки того времени. Но Пири Рейс откровенно признавал, что его карта основана на более ранних источниках. Может быть, он взял точные значения долготы в одном из этих источников?

Большой интерес вызывает и так называемый портолан Дульсерта 1339 года, изображающий главным образом Европу и Северную Африку. Здесь широта точно соблюдается на огромном расстоянии, а общая долгота Средиземного и Черного морей указана с погрешностью в полградуса.

Хэпгуд заметил, что создатель первоисточника, с которого был скопирован портолан Дульсерта, достиг «большой точности в определении отношения широты к долготе. Он мог сделать это лишь в том случае, если располагал точными данными о сравнительной долготе большого количества мест от Галуэя в Ирландии до восточной излучины Дона в России».

Карта Зено 1380 года представляет собой другую загадку. На обширной территории, простирающейся к северу вплоть до Гренландии, с поразительной точностью по широте и долготе изображены удаленные друг от друга географические объекты. «Невероятно, что кто-то в XIV веке обладал знанием о точной широте этих мест, не говоря уже о точных значениях долготы», — утверждает Хэйгуд.