«Долгота: правдивая история одинокого гения, который решил величайшую научную проблему своего времени» — бестселлер Давы Собел 1995 года о Джоне Харрисоне , часовщике 18-го века, создавшем первые часы ( хронометр ), достаточно точные, чтобы ими можно было пользоваться. для определения долготы на море — важное достижение в мореплавании . По книге был снят телесериал под названием «Долгота» . [1] В 1998 году была опубликована книга «Иллюстрированная долгота» , дополнившая более ранний текст 180 изображениями персонажей, событий, инструментов, карт и публикаций.
Определить долготу на суше было довольно легко по сравнению с задачей на море. Устойчивая поверхность для работы, известные координаты, к которым можно обращаться, защищенная среда для нестабильных дневных хронометров и возможность повторять определения с течением времени, обеспечивающие высокую точность.
Однако для расчета долготы на море ранним океанским мореплавателям приходилось полагаться на счисление пути или, если в поле зрения суши, прибрежную навигацию, которая включает в себя триангуляцию нескольких направлений одного и того же объекта суши с разных позиций. Когда земля исчезла из виду, определить долготу стало невозможно, что иногда приводило к трагедиям в шторм или туман.
Чтобы справиться с невозможностью рассчитать долготу, капитаны плыли к известной широте пункта назначения и следовали домой по линии постоянной широты. Это было известно как бег на запад, если он шел на запад, или на восток, если он шел на восток. [2] В книге Фарли Мовата « Вествикинг» он приводит примеры из скандинавских саг о том, как викинги использовали эту практику для надежных прыжков из Норвегии на Фарерские острова, затем в Исландию, затем в Гренландию, затем в Северную Америку, а затем обратно в Ирландию, с очень примитивные инструменты.
Определить широту было относительно легко: ее можно было найти по высоте Солнца в полдень с помощью таблицы, показывающей дневное склонение Солнца. Широту также можно определить по ночным наблюдениям Полярной звезды , северной полярной звезды .
Навигация исключительно по широте, конечно, была уязвима, если в полдень солнце было затянуто тучами, и вызывало проблемы, поскольку не позволяло кораблям следовать самым прямым маршрутом, большим кругом или маршрутом с наиболее благоприятными ветрами и течениями, что увеличивало плавание на несколько дней. или даже недели. Это увеличивало вероятность нехватки пайков, [3] цинги или голода, приводящих к ухудшению здоровья или даже смерти членов экипажа и, как следствие, к риску для корабля.
Ошибки в навигации также приводили к кораблекрушениям. Под влиянием ряда морских катастроф, вызванных серьезными ошибками в определении местоположения на море, особенно впечатляющих катастроф, таких как военно-морская катастрофа Силли в 1707 году, в результате которой погиб адмирал сэр Клодесли Шовелл и четыре корабля его флота, британское правительство учредило Совет долготы в 1714.
«Открытие долготы имеет такое значение для Великобритании для безопасности военно-морского флота и торговых судов, а также для улучшения торговли, что из-за отсутствия этого многие корабли задерживались в своих плаваниях, а многие погибали...» и объявил премию «Долгота» «для такого человека или лиц, которые откроют долготу».
Призы должны были быть вручены первому, кто продемонстрирует практический метод определения долготы корабля в море. Каждый приз в возрастающей сумме присуждался за решения все большей точности. Эти призы стоимостью в миллионы долларов в сегодняшней валюте побудили многих искать решение.
Великобритания была не одинока в желании решить эту проблему. Король Франции Людовик XIV основал Королевскую академию наук в 1666 году. Ей было поручено, помимо ряда научных мероприятий, усовершенствование карт и морских карт, а также развитие науки мореплавания. С 1715 года Академия вручала одну из двух Prix Rouilles специально за мореплавание. [4] Испанец Филипп II предложил премию за открытие решения проблемы долготы в 1567 году; Филипп III увеличил размер премии в 1598 году. Голландия добавила премию, предложенную в 1636 году. [5] Мореплаватели и ученые в большинстве европейских стран знали о проблеме и принимали участие в поиске решения. Благодаря международным усилиям по решению проблемы и масштабу предприятия, оно представляет собой одно из крупнейших научных начинаний в истории.
Как объясняет Дава Собел: «Чтобы узнать свою долготу в море, нужно знать, который час на борту корабля, а также время в порту приписки или в другом месте с известной долготой — в тот же самый момент. Два времени на часах позволяют навигатор, чтобы преобразовать разницу в часах в географическое расстояние. Поскольку Земле требуется 24 часа, чтобы сделать оборот на 360 градусов, один час составляет 1/24 оборота или 15 градусов. Таким образом, каждый час разницы во времени между кораблем и отправной точкой означает прогресс. пятнадцать градусов долготы на восток или запад.
«Каждый день в море, когда штурман переводит часы своего корабля на полдень по местному времени, когда солнце достигает своей высшей точки на небе, а затем сверяется с часами порта приписки, расхождение между ними каждый час преобразуется в еще пятнадцать градусов долготы. Один градус долгота равна четырем минутам времени во всем мире, хотя с точки зрения расстояния один градус сокращается 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 нулевого значения на полюсах. .
«Точное знание времени одновременно в двух разных местах — необходимое условие определения долготы, которое сегодня легко доступно с помощью любой пары дешевых наручных часов — было совершенно недостижимо вплоть до эпохи маятниковых часов включительно. На палубе катящегося корабля такие часы могли бы замедлить ход, ускориться или вообще прекратить ход. Обычные изменения температуры, возникающие по пути из холодной страны происхождения в тропическую торговую зону, разжижали или сгущали смазочное масло в часах и заставляли их металлические части расширяться или сжиматься с одинаково катастрофическими результатами. Повышение или понижение барометрического давления или незначительные изменения гравитации Земли от одной широты к другой также могут привести к тому, что часы спешат или отстанут». [6]
До 18 века океанские мореплаватели 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 учёные того времени, включая сэра Исаака Ньютона , считали это невозможным. Харрисон потратил четыре десятилетия на совершенствование часов, которые принесли бы ему компенсацию от парламента и награды за долголетие благодаря признанию и влиянию короля Великобритании Георга III .
В знак признания долготы Собел был назван членом Американского географического общества . [8]