Небесный землемер - [28]
Не так давно ученые пришли к выводу, что это может сделать Луна.
И все-таки почему именно Луна?
Ранним утром 1528 года из Парижа по Большой Северной дороге выехала коляска, в которой сидел придворный врач Франциска II Жан Фернель. Но он спешил не к больному. И в чемоданчике, который он держал в руках, были не медицинские, а астрономические инструменты. Молодой врач увлекался астрономией.
Время от времени он просил кучера остановиться и измерял высоту Солнца. Фернель задумал определить длину градуса меридиана к северу от Парижа, чтобы затем заново вычислить размеры Земли. Наконец через три дня он оказался в небольшом городке Амьене. Его прибор показал, что Солнце здесь стоит в полдень ровно на один градус ниже, чем в то же время в Париже.
Фернель заночевал тут. А утром отправился в обратный путь. На этот раз он не смотрел на небо, а старательно отсчитывал обороты колеса своей коляски. До Парижа он насчитал их 17 024. Фернель вылез из коляски и измерил окружность колеса. Она оказалась равной 20 французским футам. Тогда Фернель помножил длину обода колеса на число его оборотов: получилось, что расстояние между Парижем и Амьеном равно 56 747 туазам.
Разумеется, сейчас никто не будет считать расстояние между городами по оборотам колеса, как это делал в XVI веке француз Фернель. Как измеряют расстояние в градусах, мы уже знаем. А вот чем промерить на земной поверхности сто с лишним километров, которые и составляют линейную длину градуса? Не тянуть же за собой все 100 километров рулетку.
Древние математики, придумавшие остроумный способ определения дуги в градусах, не смогли изобрести столь же удобный метод измерений линейной длины градуса, да и вообще больших расстояний. Эратосфен, когда ему понадобилось узнать, насколько Сиена отстоит от Александрии, пользовался сведениями, полученными от караванщиков, которые, как известно, считали шаги верблюда. А ученые, мерившие градус меридиана в Аравийской пустыне, на протяжении десятков километров укладывали деревянный шест.
Как же сейчас измеряют расстояние хотя бы от Риги до Владивостока — от западных до восточных границ страны?
Более удобный на практике способ мерить большие расстояния изобрел спустя почти столетие после поездки Фернеля по окрестностям Парижа голландец Снеллиус. Он предложил перенести измерения с Земли на бумагу.
Предположим, мы хотим узнать, чему равна та же дуга от Парижа до Амьена. Для этого вовсе не надо измерять все расстояние между городами. Достаточно промерить небольшой кусок — километров в десять. Затем выбрать в окрестности какой-нибудь заметный предмет, который хорошо виден из его конечных точек, и мысленно соединить концы измеренного отрезка с намеченной колокольней или башней.
Теперь достаточно измерить углы полученного треугольника, чтобы легко высчитать, чему равна другая его сторона. Ее можно взять за основание нового треугольника, избрав его вершиной соседний холм или высокое дерево.
Так, переходя от одного видного издалека предмета к другому, можно покрыть треугольниками громадную полосу на поверхности Земли — вдоль любого меридиана или параллели — и вычислить длину этих отрезков градусной сетки, не измеряя линейкой ничего, кроме самого первого куска. Все остальные расчеты производятся на бумаге, куда перенесены воображаемые треугольники.
Этот способ, получивший название триангуляции (от латинского слова триангулум, что значит «треугольник»), является основным способом измерения больших расстояний на Земле.
Первую нить треугольников протянул с севера на юг Голландии сам изобретатель нового способа измерений — Снеллиус. Бесчисленные мельницы и колокольни, видимые на плоской, как блюдечко, голландской равнине издалека, словно сами образовали естественные треугольники.
А вот Лакондамину, прокладывавшему треугольники в горах Перу, и Мопертюи, трудившемуся в болотистой тайге Лапландии, пришлось гораздо труднее. Они вынуждены были взбираться на окрестные горы и даже строить специальные вышки в вершинах треугольников, чтобы разглядеть соседние «сигналы». Лакондамин построил на своей дуге 32 треугольника, Мопертюи обошелся втрое меньшим количеством. Дуга же Струве состояла из 258 треугольников.
Таким образом, задача свелась к измерению углов, а не линий. Углы воображаемых треугольников меряют так же, как и высоту Солнца или Полярной звезды при определении широты. Только в зрительную трубку прибора наблюдатель вместо Полярной звезды ловит вначале одну вершину треугольника, потом другую. И так же на круге с делениями отсчитывает затем величину угла.
Но деревянные вышки с большого расстояния плохо видны. Поэтому углы большей частью измеряли ночью, зажигая на их верхушках лампу.
Потом придумали, как измерять углы и днем. Один из геодезистов забирался на башню и пускал в вершину соседнего угла солнечных «зайчиков» — только не карманным зеркальцем, а целой системой сложных зеркал. Другой наблюдатель «ловил» этот солнечный «зайчик».
Отраженный солнечный луч виден очень далеко. Поэтому стало возможным строить большие треугольники. В равнинных степных районах обычно строят треугольники, у которых каждая сторона тянется на 20–25 километров, а в горной или лесной местности — на 30 и больше. Цепочки таких треугольников, расположенных крест-накрест, образуют огромную сеть, каждая ячейка которой составляет уже 200 километров в длину и столько же в ширину.
