Капли девонского дождя

Неуклонно уточнялись сведения о Земле. В этом помогали и усовершенствованные приборы, и разработка новых вычислительных методов, и вертящиеся вокруг планеты спутники. Вот, например, как изменялись с годами данные о размерах Земли.

Героические усилия были затрачены, чтобы достичь более верных, обоснованных, проверенных результатов, даже если речь шла о нескольких метрах земного радиуса. Планету измерили вдоль и поперек.

Из всех геометрических фигур больше других соответствует форме Земли эллипсоид вращения. Казалось бы, теперь все выяснилось окончательно и никаких сомнений быть не может.

Не тут-то было!

Все началось опять с капризов маятников.

Секундный маятник на Бонинских островах Тихого океана делал в сутки на 14,2 качаний больше, чем предполагалось по расчетам, основанным на эллипсоидной форме планеты.

На острове Святой Елены число «лишних» качаний составило 10,3. И так почти на всех океанических островах.

Теория не вязалась с фактами.

Оказалось, что поверхности океанов и океанических островов расположены ближе к центру планеты, чем это предполагалось раньше.

Земля не обладает правильными геометрическими пропорциями.

Она не похожа ни на одну из известных геометрических фигур.

В 1873 году Листинг предложил для Земли особое, «земное» название — геоид.

«Геоид» означает «подобный Земле». Словно Земля может иметь не «подобную Земле» форму! Уклончивое определение. Однако существует оно без малого сто лет и, верно, сохранится надолго.

Если бы вся поверхность нашей планеты была залита недвижным, даже без волн, океаном, то форма Земли при этом стала бы идеальным геоидом.

Геоид — фигура выдуманная. И, строго говоря, форма Земли — не геоид, хотя и близка к нему.

Поверхность родной нашей планеты неповторима, как лицо матери. Да и могло ли быть иначе? Равнины, горы, холмы, моря, долины… Живое, вечно подвижное лицо, а не бездушная (но совершенная) геометрическая фигура.

От теории к практике

Рассказывают, древнегреческому философу Фалесу Милетскому во время его пребывания в Египте предложили измерить высоту пирамиды Хеопса. Сложная задача. Вдобавок ученый был слишком стар, чтобы карабкаться по камням, и не имел при себе никаких измерительных инструментов.

Мудрец нашел выход.

Он веревкой измерил свой рост и очертил вокруг себя круг этим радиусом. Встал в центре круга.

Вечерело. Солнце клонилось к горизонту. Длиннее становились тени. Когда тень Фалеса коснулась черты круга, Фалес подошел к тени пирамиды и отметил на земле положение ее макушки. В тот момент, когда тень мудреца сделалась равной его росту, тень пирамиды тоже сравнялась с ее высотой. Чтобы узнать высоту пирамиды, оставалось лишь измерить полную длину ее тени от макушки до середины основания.

Так теоретические познания помогли решить практическую задачу.

…В Вавилоне был сооружен канал Хабар, соединяющий реки Тигр и Евфрат, а в городе Ниппуре — водопровод.

В Индии пять тысяч лет назад строились города с четкой, правильной планировкой.

В долине Нила египтяне издавна строят каналы и разветвленные оросительные системы.

Воздвигались в разных странах величественные храмы. О знаменитой Вавилонской башне создавались легенды. Александрийский маяк — другое чудо света — возносился на стометровую высоту.

Все эти сооружения нельзя было создать без помощи опытных землемеров. Чтобы построить канал, необходимо знать уклон местности (ведь вода течет лишь под уклон). Для больших зданий надо уметь точно переносить их с чертежей «на натуру», отмерять прямые углы.

В практической работе редко требуются сведения о всей Земле целиком. Куда важнее знать о ее частях, уметь измерять различные предметы и территории.

Несколько тысяч лет назад людям, объединившимся в первые государства, понадобилось измерять земельные владение, планировать города, находить кратчайшие пути между ними, делить землю на участки равной площади.

Так родилась геометрия — «землемерие» — умение измерять поверхность Земли.

Вскоре оказалось, что правила геометрии применимы не только к Земле.

С помощью их можно вычислять размеры удаленных или очень крупных предметов, проектировать здания, определять положения звезд на небе, кроить одежду, строить корабли.

Геометрия превратилась в науку абстрактную, общую для многих отраслей знаний. Она стала одним из разделов математики. От прежних времен сохранилось лишь ее название.

Из геометрии выделилась новая наука — геодезия.

«Геодезия» по-русски значит «землеразделение».

Название не совсем точное.

Геодезисты не только «разделяют» поверхность нашей планеты, изучая отдельные ее участки.

Они исследуют планету целиком, как единое космическое тело. Они изучают форму Земли.

Важный раздел геодезии — картография — посвящен изображению поверхности Земли на планах, картах и глобусах.

А топография (или низшая геодезия) занимается составлением планов отдельных территорий.

Конечно, в прежние времена геодезия не походила на нынешнюю: формулы сложные не употреблялись, карты создавались «на глазок» и приборов точных не было.