История географических карт

Окружность Земли и длину одного градуса (¹/₃₆₀ ее часть) вычисляли еще Эратосфен и другие ученые древности, но все полученные результаты были как минимум сомнительными. Гиппарху удалось получить разницу между солнечными и звездными сутками (временной промежуток между двумя последовательными прохождениями меридиана какой-нибудь неподвижной звездой). Он составил список из 44 звезд, раскиданных по всему небу, с шагом по прямому восхождению ровно в один час, так чтобы в начале каждого звездного («сидерического») часа одна или несколько из них находились точно на меридиане. Он пошел еще дальше и принял меридиан Родоса за нулевой; он предложил определять долготу других мест относительно этого начального меридиана путем одновременного наблюдения лунных затмений. Это предложение основывалось на предположении о существовании надежного хронометра, который, безусловно, не существовал.

Самый популярный теоретический метод определения долготы был подсказан путешествиями Колумба, Кабота, Магеллана, Тасмана и других исследователей. Предлагалось составить карту отклонений стрелки компаса от направления на истинный север, то есть карту магнитного склонения. Склонение можно было измерить, если сравнить направление стрелки компаса и направление на Полярную звезду и отметить по картушке компаса число целых делений, их половинок и четвертей (градусов и минут дуги), на которые стрелка отклоняется от севера к западу или к востоку. Колумб еще в первом путешествии заметил, что магнитное склонение по мере продвижения на запад меняется. Позже другие навигаторы подтвердили факт существования «линии нулевого склонения», проходящей через оба полюса; они подтвердили также, что при пересечении этой линии магнитное склонение меняет знак. Учитывая все это и считая, что склонение линейно меняется с долготой, можно было не без оснований предположить, что решение наболевшей проблемы наконец найдено – для определения долготы достаточно всего лишь сравнить магнитное склонение в том месте, где вы находитесь, с табличными значениями склонения в тех местах, долгота которых уже установлена. Именно эта горячая надежда заставила Эдмунда Галлея и других исследователей тщательно наносить на карты предполагаемые линии равного склонения по всему миру. Однако Гиллебранд и другие ученые вскоре выяснили, что все далеко не так просто. Склонение не меняется равномерно с изменением долготы; кроме того, магнитное склонение меняется очень медленно, так медленно, что точные измерения расстояния восток—запад практически невозможны, особенно в море. И еще. Было обнаружено, что линии равного склонения не всегда идут с севера на юг; кое-где они идут почти точно с востока на запад. Несмотря на возникавшие одна за другой трудности, на протяжении многих лет этот метод мог похвалиться многочисленными сторонниками; тем не менее в конце концов он в муках скончался.

Вклад Галилея в решение проблемы долготы не ограничился открытием спутников Юпитера; кроме этого, он изучил поведение маятника. Использование раскачивающегося груза в качестве движителя для механизма часов стало первым шагом к созданию точного хронометра. Древние, естественно, знали о ходе времени; их астрономические наблюдения «хронометрировались» при помощи солнечных, песочных или водяных часов, однако мы мало знаем о том, как с ними обращались. По всей видимости, первым использовал часы с грузами для хронометрирования наблюдений Бернард Вальтер, ученик Региомонтана. Он писал, что 16 января 1484 г. видел восход планеты Меркурий и тут же подвесил груз к часам с пятидесятишестизубцовой часовой шестерней. До восхода Солнца прошел один час и еще тридцать пять зубцов, так что между этими событиями, согласно его вычислениям, прошел один час тридцать семь минут. Следующая важная фаза изобретения хронометра – присоединение к часам маятника в качестве движущей силы. Такие часы придумал Христиан Гюйгенс, голландский физик и астроном, сын Константина Гюйгенса. Он изготовил свои первые часы с маятником в 1656 г., чтобы повысить точность астрономических наблюдений, а позже, 16 июня 1657 г., продемонстрировал их Генеральным Штатам Голландии. В следующем году он опубликовал полное описание принципов работы механизма своего хронометра и физические законы, управляющие маятником. Это была классическая научная работа, и она сразу же сделала Гюйгенса одним из лидеров европейской науки того времени.