Птолемеем ледники и другие связанные с ними детали рельефа могли быть открыты либо придуманы любой известной нам цивилизацией.
Значение этого очевидно. Так же как и значение другой карты, или, как ее иначе называли, «портулана» (слово происходит от назначения этих карт, служивших лоциями от порта к порту), составленной в 1487 году Иегуди ибн-Бен Зарой. Эта карта Европы и Северной Африки основывается, возможно, на источнике, еще более древнем, чем у Птолемея, поскольку на ней ледники изображены намного южнее Швеции — примерно на широте Англии, а Средиземное, Адриатическое и Эгейское моря показаны так, как они выглядели до таяния европейской ледовой шапки. При этом, разумеется, уровень моря должен был быть существенно ниже, чем в наше время. Поэтому интересно, что на карте Ибн-Бен Зары в Эгейском море изображено гораздо больше островов, чем существует сейчас. На первый взгляд это кажется странным. Однако это противоречие может быть легко снято, если источнику, которым пользовался Ибн-Бен Зара, было от 10 до 20 тысяч лет: просто с тех пор часть островов исчезла, скрытая поднявшимся уровнем моря в конце последнего ледникового периода.
И вновь нам приходится искать следы исчезнувшей цивилизации, способной создавать удивительно точные карты удаленных друг от друга частей света.
Какая же техника, какое состояние науки и культуры требовались для выполнения такой работы?
Глава 3
СЛЕДЫ УТЕРЯННОЙ НАУКИ
Мы видели, что карта мира Меркатора, составленная им в 1569 году, содержит точное изображение побережья Антарктиды, свободного от льда, то есть так, как оно выглядело тысячи лет назад. Интересно, что на той же карте другой регион, а именно — западное побережье Южной Америки, изображен менее точно, чем на более ранней карте (1538 год) того же Меркатора.
Причина такого противоречия кроется в том, что при составлении своей более ранней карты географ XVI века основывался на древних источниках, а более поздней — на наблюдениях и измерениях первых испанских исследователей запада Южной Америки. Поскольку эти исследователи донесли до Европы последнюю, наиболее свежую информацию, Меркатора трудно винить. Однако точность его работы пострадала. Ведь в 1569 году не существовало приборов для измерений долготы. Вместе с тем очевидно, что такие приборы были в распоряжении древних картографов, результаты труда которых использовал Меркатор для составления карты 1538 года.
ЗАГАДКИ ДОЛГОТЫ
Рассмотрим проблему измерения долготы, которая, по определению, представляет собой расстояние в градусах к востоку или западу от нулевого меридиана. По международному соглашению за нулевой меридиан принята воображаемая линия, соединяющая Северный и Южный полюса и проходящая через Гринвичскую королевскую обсерваторию в Лондоне. Поэтому Гринвич находится на долготе 0, а Нью-Йорк, например, на 74° западной долготы, Канберра — на 150° восточной долготы и т. д.
Можно было бы дать подробное описание процедуры точного измерения долготы для любой заданной точки земной поверхности, однако в данном случае нас интересуют не столько технические подробности, сколько исторические факты, позволяющие нам судить о том, как человечество постепенно двигалось к решению задачи определения долготы. И среди этих фактов самым важным является следующий: до революционного изобретения, сделанного в XVIII веке, картографы и штурманы были не в состоянии определить долготу со сколько-нибудь серьезной точностью. Они могли производить лишь весьма приблизительные вычисления с погрешностью в сотни миль, и их возможности принципиально ограничивались уровнем тогдашней техники.
Определение широты (углового расстояния к северу и югу от экватора) не ставит такой проблемы; для него достаточно определить угловые координаты солнца и звезд, что можно выполнить с помощью сравнительно простых приборов. Но для определения долготы требуются приборы и другого типа, и другого класса точности, позволяющие одновременно определять положение и время. На протяжении известных исторических эпох создание таких приборов находилось за пределами возможностей ученых, однако к концу XVIII века отсутствие их стало ощутимо сдерживать развитие судоходства. Как отмечал один из авторитетных специалистов того времени, «определение долготы омрачало существование каждого моряка, судна и груза. Точное определение долготы казалось несбыточным сном, по достоверности сравнимым с утверждением типа „свиньи летают“».
Для решения этой задачи требовался прибор, который мог бы с высокой точностью фиксировать продолжительность плавания, невзирая на движение судна, колебания температуры и влажности. Как заявил Исаак Ньютон в 1714 году членам специального Бюро долготы, сформированного британским правительством: «Подобные часы пока не созданы».
И действительно, часы XVII и начала XVIII столетий были сравнительно грубыми устройствами, которые вполне могли бы отстать или уйти вперед на четверть часа в сутки. Для хорошего морского хронометра это не допустимо.
Только в конце 20-х годов талантливый английский часовщик Джон Гаррисон приступил к работе, которая привела в конце концов к созданию такого хронометра. Он поставил себе цель выиграть премию в 20 000 фунтов, назначенную Бюро долготы «за изобретение прибора для определения долготы, на которой находится судно, с допустимой погрешностью не более 30 морских миль в шестинедельном плавании». Для выполнения этого условия хронометр должен иметь погрешность не более 3-х секунд в сутки. Прошло почти сорок лет, в течение которых Гаррисон изготовил и испытал несколько опытных образцов, прежде чем создал хронометр, который удовлетворял указанным требованиям. Наконец в 1761 году его элегантный хронометр № 4 отплыл из Британии на Ямайку на борту корабля королевского флота «Дептфорд» в сопровождении сына Гаррисона, Вильяма. Через девять дней плавания, измерив с помощью хронометра долготу, Вильям сообщил капитану, что на следующее утро они увидят остров Мадейра. Капитан поставил пять против одного, что тот ошибается, но согласился держать курс. Вильям выиграл пари. Через два месяца, уже на Ямайке, выяснилось, что хронометр отстал на 5 секунд.
Гаррисон, таким образом, превзошел требования, сформулированные Бюро долготы. Однако из-за бюрократической волокиты Британского правительства он получил завоеванную им награду в 20 000 фунтов лишь в 1776 году, за три года до кончины. Естественно, секрет своей конструкции он раскрыл только после получения премии. В результате такой задержки капитан Джеймс Кук не смог воспользоваться хронометром во время своего первого путешествия 1768 года. Только в третьем путешествии (1778–1779 годы) ему удалось составить карту Тихого океана с впечатляющей точностью широты и долготы каждого острова и берега. С этого момента «благодаря попечению Господа и хронометру Гаррисона… ни один штурман не мог уже сослаться на то, что он прошел мимо острова в Тихом океане… или врезался в неизвестно откуда взявшийся берег».
И действительно, благодаря верному определению долготы карты Тихого океана, составленные Куком, должны быть отнесены к первым образцам точной современной картографии. Более того, они напоминают нам, что для создания действительно хороших карт требуются как минимум три составляющих: дальние путешествия, первоклассное математическое и картографическое обеспечение и высококлассные хронометры.
Только после того, как в 70-е годы XVIII века хронометр Гаррисона стал общедоступным, можно
