«Долгота: правдивая история одинокого гения, решившего величайшую научную проблему своего времени » — бестселлер 1995 года, написанный Дэйвой Собелем , о Джоне Харрисоне , часовщике XVIII века, который создал первые часы ( хронометр ), достаточно точные для определения долготы в море — важное достижение в навигации . По книге был снят телесериал под названием «Долгота» . [1] В 1998 году была опубликована «Иллюстрированная долгота» , дополнившая более ранний текст 180 изображениями персонажей, событий, инструментов, карт и публикаций.
Определение долготы на суше было довольно простым по сравнению с задачей на море. Стабильная поверхность для работы, известные координаты для отсчета, защищенная среда для нестабильных хронометров того времени и возможность повторять определения с течением времени обеспечивали большую точность.
Однако для расчета долготы в море ранним мореплавателям приходилось полагаться на навигационное счисление или, если видна земля, на прибрежную навигацию, которая включает в себя триангуляцию нескольких пеленгов одного и того же объекта суши с разных позиций. После того, как земля оказалась вне поля зрения, долготу стало невозможно рассчитать, что иногда приводило к трагедиям в штормовых или туманных условиях.
Чтобы справиться с невозможностью рассчитать долготу, капитаны плыли к известной широте своего пункта назначения и следовали линии постоянной широты дома. Это было известно как движение вниз по западу, если шли на запад, или на восток, если шли на восток. [2] В книге Фарли Моуэта « Westviking» он приводит примеры из норвежских саг о викингах , используя эту практику для надежного перехода из Норвегии на Фарерские острова, затем в Исландию, затем в Гренландию, затем в Северную Америку, а затем обратно в Ирландию, с очень примитивными инструментами.
Определение широты было относительно простым, поскольку ее можно было найти по высоте солнца в полдень с помощью таблицы, дающей склонение солнца в течение дня. Широту можно было также определить по ночным наблюдениям за Полярной звездой , северной полярной звездой .
Навигация исключительно по широте была, конечно, уязвима, если солнце было закрыто облаками в полдень, и вызывала проблемы, поскольку это не позволяло кораблям следовать по самому прямому маршруту, по большому кругу или по маршруту с наиболее благоприятными ветрами и течениями, удлиняя плавание на дни или даже недели. Это увеличивало вероятность нехватки продовольствия, [3] цинги или голода, что приводило к ухудшению здоровья или даже смерти членов экипажа и, как следствие, к риску для корабля.
Ошибки в навигации также приводили к кораблекрушениям. В связи с рядом морских катастроф, вызванных серьезными ошибками в расчетах положения на море, особенно впечатляющими катастрофами, такими как военно-морская катастрофа Силли в 1707 году , в которой погибли адмирал сэр Клаудсли Шовелл и четыре корабля его флота, британское правительство в 1714 году учредило Совет по долготе .
«Открытие долготы имеет такое значение для безопасности флота и торговых судов Великобритании, а также для развития торговли, что из-за его отсутствия многие корабли задержались в своих плаваниях, а многие погибли...» и объявили Премию за долготу «для того человека или людей, которые откроют долготу».
Премии должны были быть вручены первому человеку, который продемонстрирует практический метод определения долготы судна в море. Каждая премия, в возрастающем размере, была за решения все большей точности. Эти премии, стоимостью в миллионы долларов в сегодняшней валюте, мотивировали многих на поиск решения.
Британия была не одинока в своем желании решить эту проблему. Король Франции Людовик XIV основал Королевскую академию наук в 1666 году. Ей было поручено, среди прочего, усовершенствование карт и навигационных схем, а также развитие науки навигации. С 1715 года Академия предлагала одну из двух премий Prix Rouillés специально для навигации. [4] Филипп II Испанский предложил премию за открытие решения проблемы долготы в 1567 году; Филипп III увеличил премию в 1598 году. Голландия присоединилась к усилиям, предоставив премию в 1636 году. [5] Мореплаватели и ученые большинства европейских стран знали об этой проблеме и участвовали в поиске ее решения. Благодаря международным усилиям по решению проблемы и масштабу предприятия, оно представляет собой одно из крупнейших научных начинаний в истории.
Как объясняет Дава Собель: «Чтобы узнать свою долготу в море, нужно знать, который час на борту судна, а также время в порту приписки или другом месте с известной долготой — в тот же самый момент. Два времени по часам позволяют навигатору преобразовать разницу в часах в географическое разделение. Поскольку Земля совершает оборот на 360 градусов за 24 часа, один час составляет 1/24 оборота или 15 градусов. Таким образом, разница во времени в каждый час между судном и отправной точкой составляет продвижение на пятнадцать градусов долготы к востоку или западу.
«Каждый день в море, когда штурман устанавливает часы своего судна на местный полдень, когда солнце достигает своей наивысшей точки на небе, а затем сверяется с часами порта приписки, каждое часовое расхождение между ними преобразуется в еще пятнадцать градусов долготы. Один градус долготы равен четырем минутам времени во всем мире, хотя с точки зрения расстояния один градус уменьшается с 60,15 морских миль или 111 км [окружность Земли составляет 21 653,521 морских миль или 24 901,55 статутных миль на экваторе] до практически нуля на полюсах.
«Точное знание времени часа в двух разных местах одновременно — необходимое условие долготы, которое так легко получить сегодня с помощью любой пары дешевых наручных часов — было совершенно недостижимо вплоть до эпохи маятниковых часов. На палубе катящегося судна такие часы замедляли ход, ускоряли ход или вообще останавливались. Обычные изменения температуры, возникающие по пути из холодной страны происхождения в тропическую торговую зону, разжижали или загустевали смазочное масло часов и заставляли их металлические части расширяться или сжиматься с одинаково катастрофическими результатами. Повышение или падение барометрического давления или незначительные изменения силы тяжести Земли от одной широты к другой также могли заставить часы спешить или отставать». [6]
До XVIII века морские навигаторы не могли найти точный способ определения долготы. Практическое решение пришло от талантливого плотника Джона Харрисона , который решил одну из самых сложных проблем своего времени, создав точный хронометр. Лучшие ученые того времени, включая сэра Исаака Ньютона , считали это невозможным. Харрисон провел четыре десятилетия, совершенствуя часы, которые принесли ему компенсацию от парламента и награды за долготу благодаря признанию и влиянию короля Великобритании Георга III .
В знак признания заслуг Собеля в области долготы он был назван членом Американского географического общества . [8]