Неизвестный художник. Портрет Х. Гюйгенса.
Между тем нашелся ещё один способ узнать долготу. Задача заключалась в том, чтобы в нужный момент посреди моря установить, сколько сейчас времени в порту. Для этого «портовое время» нужно было «везти» с собой: какие-то часы на борту корабля должны были отсчитывать часы, минуты и секунды с того момента, как корабль отправился в плавание. Часам следовало быть очень точными, так чтобы их ход не зависел от морской качки, сырости, холода или зноя. Такие часы, «помня» время в порту, могли избавить от астрономических наблюдений и позволить просто и надёжно определять долготу в любой момент. Но таких часов не было, и мало кто верил, что их можно создать.
К числу немногих принадлежал голландский учёный Христиан Гюйгенс. Он первым воплотил идею Галилея и создал часы с маятником. Оказалось, что Галлей был не совсем прав. Качания маятника занимали равное время, только если они были небольшими. Гюйгенс научился «сдерживать» маятник, и в 1657 г. появились на свет первые точные механические часы. А вскоре, экспериментируя с линзами, Гюйгенс изобрёл волшебный фонарь. Это устройство, «прадедушка» всех проекторов, позволяло многократно увеличивать картинки, нарисованные на стекле, и демонстрировать что-то вроде мультфильмов. Отец Гюйгенса, посланник при французском дворе, просил сына прислать ему волшебный фонарь для короля Людовика XIV. Изобретателю такое предложение не понравилось. Он полагал, что демонстрация «игрушки» уронит его репутацию как серьёзного учёного. Христиан не смел отказать отцу, но послал фонарь, предварительно вынув из него линзу, без которой тот не мог работать. Людовик остался без «мультфильмов». Зато репутация Гюйгенса не была поколеблена, и король пригласил его стать одним из отцов-основателей французской Академии наук. Ещё бы, ведь Гюйгенс изучал часы и мог решить проблему с долготой! Гюйгенс не переставал думать о точности и всё время вносил усовершенствования в часовой механизм. Размышления о часах привели учёного к открытию важных физических законов. В 1670 г. Гюйгенс завершил трактат о часах и посвятил его Людовику XIV. Теперь, приобретя точный ход, часы могли стать украшением гостиной и даже поместиться в кармане владельца. Однако точные и надёжные, большие или маленькие, часы по-прежнему оставались наземной игрушкой для знатных особ. Помещённые на корабль, они начинали спешить или отставать, а то и вовсе прекращали ход. При морской качке маятник раскачивался как попало, сбивая весь механизм.
Всё больше людей предлагали решения, как справиться с долготой. И всякий раз их идеи не выдерживали проверки. Прославленные астрономы и великие математики, Галилей и Галлей, Ньютон и Рен, предлагали свои способы. Все они смотрели на небо и не нашли там ответа.
Между тем наступил XVIII в. Проблема долготы вошла в поговорки. Когда хотели сказать «это невозможно», говорили «как найти долготу». О ней шутили чаще, чем о вечном двигателе. А морякам было не до шуток. В 1707 г. английский флот после победы над французским возвращался из Средиземного моря. Дорога к британскому берегу лежала мимо островов Ушант и Силли. Про этот путь домой сложили песню:
Мы будем шуметь и грозить океанам,
Пока не наступит приветствия миг,
И встретит нас берег английским туманом,
От Ушанта до Силли – тридцать пять лиг.
Погода была пасмурной, корабли шли в тумане. Вычисления показали, что эскадра плывёт западнее Ушанта, и Англия совсем рядом. Это известие не обрадовало лишь одного моряка. Он явственно ощущал запах горящих водорослей. Их собирали и жгли обитатели Силли – значит, Ушант далеко позади, и, чтобы не напороться на рифы Силли, надо двигаться в другом направлении. Своими сомнениями моряк поделился с офицерами и за несоблюдение субординации был тут же вздёрнут на рее. А скоро ни у кого не оставалось сомнений в его правоте, но было поздно. В разыгравшейся буре корабли несло на рифы. Четыре из них пошли ко дну, погибли две тысячи моряков, включая победоносного адмирала. Такой катастрофы английский флот не испытывал никогда прежде. Беда случилась у самого британского берега. Причиной стала неверно вычисленная долгота.
Неизвестный художник. Портрет Дж. Харрисона.
Через семь лет парламент принял «Акт о долготе». Он гласил, что за простой и удобный способ определения долготы его автор получит награду. Если испытание метода во время плавания из Англии в Америку покажет отклонение от истинной долготы не больше 30 морских миль (56 км), приз составит 20 000 фунтов, равных 130 кг золота. Был образован Совет по долготе. В него вошли адмиралы и самые известные астрономы и математики. Совет должен был поощрять изобретателей и не пропустить момент, когда появится метод, достойный приза. Метод появился через 47 лет. Приз был вручён через 59. Изобретателя звали Джон Харрисон. Он не был ни математиком, ни астрономом, да и в школу никогда не ходил. Впрочем, в деревне Бэрроу графства Линкольншир никакой школы не было. Зато в семье плотника Харрисона были невесть откуда взявшиеся карманные часы. Когда шестилетний Джон заболел и целые дни проводил в постели, он получил в своё распоряжение эту бесполезную, но довольно занятную вещь. Он лежал и слушал, как они тикают, лежал и слушал. Потом сел и приоткрыл крышечку. Выбор профессии состоялся.
Мастер Т. Фалькмер. Часы солнечные экваториальные с астрономическими показателями. 1592 г.
Работать он начал как плотник – все Харрисоны становились плотниками. И когда вместе с братом он изготовил первые часы, никто не мог упрекнуть его в отступлении от семейной традиции, потому что часы были полностью из дерева. И они нисколько не уступали часам из металла и даже кое в чём их превосходили. Металлические часы приходилось регулярно смазывать. Чуть что в смазке не так – прощай точность. Попытки часовщиков улучшить смазку особого успеха не имели. Джон Харрисон увлёкся задачей и решил её совсем по-другому: он изобрёл часы, которые не нуждались в смазке. Над морским хронометром Джон начал работать через 16 лет после объявления приза. Ему было известно, что испытание хронометра будет проводиться во время шестинедельного плавания в Америку. Чтобы отклонение долготы составило не больше 30 миль, часы должны были «уйти» за этот период не больше, чем на 3 секунды в день. Когда первый проект был готов, он отправился в Лондон, к королевскому астроному Эдмунду Галлею. Знаменитый учёный, сам не сумевший решить вопроса о долготе, взялся помочь Харрисону и познакомил его с лучшим лондонским часовщиком Джорджем Грэхэмом, который мог бы тоже попытаться выиграть приз. Но, видимо, было в проекте Харрисона и в душе Грэхема что-то такое, что заставило признанного мастера дать ссуду деревенскому самоучке на продолжение работы.
Часы солнечные, складные. Германия. 1561 г.
Пять лет ушло у Харрисона на создание первой модели. Множество пружин и балансиров уравновешивали часовые детали во время качки. Весил хронометр 40 кг. За сутки он «убегал» на 8 секунд. Это было хуже, чем нужно, но лучше, чем у других. Совет по долготе выделил Харрисону средства для дальнейшей работы. Через шесть лет второй хронометр был готов к испытаниям. Но началась война, и проводить испытания стало опасно – а вдруг бесценное сокровище попадёт в руки к испанцам? Дожидаясь окончания боевых действий, Харрисон не сидел сложа руки. Он строил третий хронометр, лучше прежнего. Главным изобретением стали полоски из двух разных металлов, скреплённые вместе. Если такую пластину нагреть или охладить, один из металлов будет расширяться сильнее, чем другой. Но поскольку полоски скреплены на концах, та, что стала длиннее, вынуждена изогнуться. На море часам грозит перепад температур. Из-за нагрева и охлаждения части механизма меняют форму, и ход сбивается. Теперь, полоска из двух металлов стала выправлять детали, чувствительные к температуре, «в обратную сторону».
Часы огненные, водяные и песочные, рассчитанные на один час.
28 лет проработал Харрисон над хронометром и достиг заданной точности. Но в 1758 г. он переехал из деревни Бэрроу в Лондон и увидел, что местный часовой корифей Мадж создаёт изящные карманные часы, несколько менее точные, чем у него, но куда как более красивые. А только красивые вещи бывают совершенными. Да и места на корабле немного. Харрисон стал работать в другом направлении, и через три года был готов хронометр четвёртой модели. Он был похож на карманные часы и весил 1 кг. 68-летний мастер не решился отправиться в Америку, испытывать часы он доверил сыну. За всё плавание хронометр «ушёл» на 5 секунд, ошибка в определении долготы составила 1 милю, что было в 30 раз лучше результата, за который полагался приз. Однако вручить приз Харрисону никто не торопился. К тому моменту, когда он достиг результата, кое-чего сумели добиться и астрономы. Их лунный метод определения долготы был далеко не таким точным, зато гораздо более дешёвым. Морской хронометр Харрисона стоил трети корабля. В Комиссии по долготе образовалось две партии: «астрономическая» и «часовая». В течение 9 лет «астрономы» тянули с выдачей приза. В конце концов сын мастера обратился к королю. И Георг III взялся лично испытывать хронометр. Не могло же королевское решение о точных часах быть неточным. 10 недель отслеживал монарх часовой ход и убедился, что хронометр отклонялся на треть секунды в день, в то время как лучшие часы – на минуту. Харрисон получил приз, хотя и не весь. Ему шёл восемьдесят второй год.
