Извечные тайны неба

Совершенно очевидно, что ни песочные, ни огненные часы для транспортировки времени с места на место в течение многих месяцев также как солнечные и водяные часы не годились.

Надо ясно понимать, что и часовое дело, и сама система счета времени в течение суток прошли долгий и тернистый путь. В античности, например, сутки тоже делились на 24 часа, но 12 часов приходились на светлый и 12 часов на темный период суток независимо от времени года. Отсюда, естественно, продолжительность «дневных» и «ночных» часов в одни и те же сутки была разной да еще заметно менялась в течение года. Этот же порядок счета времени долго сохранялся в Европе.

Новый день долгое время начинался не в полночь, как теперь, а с заходом Солнца или с наступлением утра.

Известный французский историк М. Блок в книге «Феодальное общество» приводит характерный пример зыбкости средневекового счисления времени. «В Монсе должен был состояться судебный поединок. На заре явился только один участник, и когда наступило девять часов – предписанный обычаем предел для ожидания, – он потребовал, чтобы признали поражение его соперника. С точки зрения права сомнений не было. Но действительно ли наступил требуемый час? И вот судьи графства совещаются, смотрят на солнце, запрашивают духовных особ, которые благодаря богослужениям навострились точнее узнавать движение времени и у которых колокола отбивают каждый час на благо всем людям. Бесспорно, решает суд, нона[11] уже минула. Каким далеким от нашей цивилизации, привыкшей жить, не сводя глаз с часов, кажется нам это общество, где судьям приходилось спорить и справляться о времени дня!»

Существовавшее положение дел не способствовало научной деятельности. Для определения долгот астрономы нуждались в надежных механических часах, а именно таких в древности не было.

Механические часы, преимущественно башенные, начали распространяться по Европе в XIV в. Еще позднее появились пружинные часы индивидуального пользования. Значительным центром производства портативных механических часов в XV в. стал Нюрнберг, в связи с чем часы той эпохи по их внешнему виду часто называли «нюрнбергскими яйцами».

Толчок к развитию часового дела дал Галилео Галилей, предложивший использовать в качестве регулятора часов маятник. Но наиболее удачное решение этой задачи предложил независимо от Галилея Христиан Гюйгенс. Он сконструировал устройство, в котором маятник регулирует вращение системы зубчатых колес, сам получая при этом импульс, необходимый для того, чтобы размах колебаний не затухал. Так были заложены принципиальные основы будущего точнейшего измерительного прибора.

По мере усовершенствования часов обычный маятник был заменен качающимся балансиром. Так появились на свет первые хронометры. Но они еще оставались очень капризными. Ход хронометров в сильной степени зависел от температуры. С изменением температуры менялись размеры балансира, и хронометр начинал либо спешить, либо отставать. А мореплаватели по-прежнему нуждались в точном времени.

Наибольшую озабоченность в развитии часового дела проявляло британское адмиралтейство. Во второй половине XVII в.

Великобритании все больше выдвигается на мировую арену как крупнейшая морская держава, оттесняя Голландию и Францию.

«Правь, Британия, морями» – так поется в известной английской песне XVIII в. Английские фрегаты бороздят моря и океаны. Но корабельные хронометры все еще нуждаются в усовершенствовании.

Специальным биллем от 20 июля 1714 г. британский парламент для поощрения изобретателей установил фантастическую по тем временам премию. За разработку надежного способа определения долготы на море с точностью до ¹/₂° правительство обещало награду в 20 тысяч фунтов стерлингов. Одним из экспертов при рассмотрении проекта билля выступал в парламенте президент Лондонского королевского общества Исаак Ньютон. И самым перспективным для решения задачи точного определения разности долгот оставался прежний путь – усовершенствование хронометра.

Решающего успеха в этом деле добился английский часовой мастер Гаррисон. Он первым изготовил балансир из материалов с различными коэффициентами расширения. Изменение температуры компенсировалось изменением формы балансира. Ошибки в ходе хронометра сократились до 1^s за целый месяц.

Новый хронометр Гаррисона подвергся суровому испытанию в 1761 г. в плавании от Портсмута до Ямайки и обратно. Ни тряска, ни штормы, ни повышенная влажность воздуха не вывели его из строя. По возвращении в Англию, после четырех месяцев пути, его показания были ошибочными всего на несколько секунд. Справедливости ради скажем, что обещанная премия была выдана Гаррисону далеко не сразу и после изнурительной борьбы. Но задача перевозки точного времени и, тем самым, определения долготы Гаррисоном была блестяще решена.