Гринвичское время и открытие долготы - [10]

В 1637 г. Галилей первым обратил внимание на то, что длина маятника может служить элементом, регулирующим ход часов, однако ему так и не удалось практически усовершенствовать часовой механизм. Под действием силы тяжести маятник совершает естественное, регулярное движение. Это явление, называемое изохронностью, означает, что колебания маятника происходят с равными помежутками времени, почти не зависящими от угла отклонения маятника и веса его груза. Период колебания маятника, однако, связан с его длиной и поэтому легко регулируется.

Галилей произвел соответствующие расчеты для самых простых маятниковых часов со спусковым механизмом (см. приложение III), поддерживающим непрерывное движение маятника. Тем не менее, насколько нам известно, реальные часы по этим расчетам так никогда и не были изготовлены. Честь изобретения маятниковых часов - но не открытия изохронности маятника-принадлежит голландскому математику, астроному и часовых дел мастеру Христиану Гюйгенсу (1629-1695). Изобретение в 1657 г. маятниковых часов и балансной часовой пружины - в 1670-х гг., в разработке которой Гюйгенс также принимал участие, следует рассматривать как основные этапы в развитии науки измерения времени.

Прежде чем более подробно говорить о работах Гюйгенса и его хранителях времени, вспомним теоретические разработки тех лет, связанные с определением долготы. В 1634 г. Жан Батист Морин, доктор медицины и профессор математики Королевского колледжа в Париже, заявил, что он открыл секрет долготы. Для изучения этого открытия кардинал Ришелье учредил комиссию в составе адмирала и пяти ученых. Астролог, свято верящий в систему мира Птолемея, согласно которой Земля является центром Вселенной, Морин не доверял часам и поэтому писал, что не знает, достигнет ли дьявол успеха в изготовлении долготного хранителя времени, но пытаться это сделать человеку - просто безумие [28]. Сам же Морин предлагал применить для определения долготы описанный выше метод лунных расстояний, однако с учетом очень важного явления-лунного параллакса. С точки зрения геометрии метод Морина был верен, но, как решила комиссия, он не поможет определить долготу, так как таблицы положений звезд и Луны настолько несовершенны, что не позволят применить его на практике. Тогда Морин, рассчитывая на вознаграждение, обратился к Голландии, и тоже безуспешно. Все же в конце концов преемник Ришелье кардинал Мазарини в 1645 г. назначил Морину пенсию в размере 2 тыс. ливров.

После изобретения в 1657 г. маятниковых часов Гюйгенс обратился к проблеме измерения долготы, будучи уверен, что именно с помощью часов-морского хранителя времени, который сможет хранить время в течение многих месяцев в любых климатических условиях, несмотря на движение корабля, - вскоре представится возможность определить долготу. Поэтому в последующие годы он усердно занимался изготовлением разнообразных морских хранителей времени, которые в период 1662-1687 гг. испытывались - морских путешествиях. В 1668 г. один из хронометров Гюйгенса, выдержав два шторма и морское сражение, позволил определить разность долгот между Тулоном и Критом; полученный результат, 20° 30', отличался от истинного значения, 19° 13', всего на 100 км (если ошибку выразить в единицах длины) [29]. Ход первых хронометров Гюйгенса, регулируемых маятником (если хронометры подвергались качке), был очень беспорядочен. Поэтому в 1674 г. Гюйгенс отказался от маятника и предложил в качестве регулятора хода морского хронометра использовать баланс и балансную пружину. Это был смелый шаг, но, как мы увидим, должно было пройти еще сто лет, прежде чем появилась возможность изготовить по-настоящему удовлетворительный морской хронометр.

Морин, после того как его предложения по определению долготы были в 1630-х гг. отвергнуты, вдохновился идеей о создании обсерватории, которая позволила бы получать данные, необходимые для практических целей. При Людовике XIV, в 1667 г., в значительной степени благодаря стараниям министра финансов Франции Жана Батиста Кольбера, была создана Парижская обсерватория как часть основанной в предыдущем году Королевской Академии наук. Это предопределило ведущее место Франции в науке, а следовательно, обусловило ее господство и на море. Для сотрудничества с французскими учеными, такими, как Жан Пикар, Адриан Озу и Филипп де ла Гир, в Парижскую обсерваторию были приглашены с назначением им высоких окладов многие знаменитые иностранные ученые, среди которых были Христиан Гюйгенс из Лейдена, Оле Рёмер из Копенгагена и Джованни Доменико Кассини из Болоньи.

Британский эквивалент Французской Академии наук - Королевское общество Лондона для совершенствования естественнонаучных знаний было основано Карлом II четырьмя годами раньше, в 1662 г. «Определение долготы» было одним из многих предметов натурфилософии, которые привлекли к себе внимание только что созданного научного общества. Ниже цитируется 26-я строфа поэмы «В честь избранной компании философов и остряков, которые встречаются еженедельно по средам в Грешэмском колледже»:

 26. Наш колледж вскоре целый мир измерит,