Гринвичское время и открытие долготы - Дерек Хауз

Поначалу простейшее подразделение на ночь и день было вполне достаточным для измерения периодов короче месяца. Для выражения периода в двадцать четыре часа некоторые цивилизации, как и мы сегодня, употребляли слово день, другие - использовали слово ночи?, (как это делали евреи и арабы). Но вскоре это примитивное деление оказалось недостаточным, и люди стали делить сутки на часы; в одних случаях, как мы ужр видели, это были неравные часы, основанные на продолжительности светового дня и темной части суток, в других - равные часы, на которые делились сутки целиком - от восхода до восхода Солнца или от его захода до захода, либо от середины дня до середины следующего дня, от середины ночи до середины следующей ночи [1]. Позднее возникла необходимость в еще более мелком делении, сначала на получасы и четверти часа, а потом и на минуты и секунды.

Простейшие солнечные часы состояли из вертикального стержня или прута, гномона, при помощи которого можно было измерять неравные часы. Затем были придуманы солнечные часы, позволяющие измерять равные часы; им пользовались в Афинах со времен Перикла. Но, как мы уже отмечали, солнечное время имеет «недостатки», что становилось все более очевидным по мере совершенствования часовых механизмов. Вследствие того что орбита, по которой Земля движется вокруг Солнца, не является окружностью, а ось Земли имеет наклон (из-за чего на Земле происходит смена времен года), время, показываемое гномоном, -истинное солнечное время - не является равномерным: отклонение продолжительности суток от их среднего значения на протяжении года может достигать 16 мин. Эта разница может быть получена для любого дня года из так называемого уравнения времени.

Эта неравномерность солнечного движения по эклиптике (нам кажется, что в одни сезоны Солнце перемещается быстрее, чем в другие) была известна с V в. до н.э.; тогда же при помощи гномона было обнаружено, что точки равноденствий и солнцестояний делят год на четыре равные части. Обычному человеку неравномерность солнечного времени не причиняла больших неудобств. Вплоть до XVIII в. часами (в пределах своей точности показывающими среднее солнечное время) пользовались преимущественно лишь богатые люди, но в любом случае из-за неточного хода часов различия между показаниями механических и солнечных часов были не столь очевидными. Однако к концу XVIII в. механические часы получают повсеместное распространение, и их конструкция чрезвычайно совершенствуется. Различные государства постепенно начинают пользоваться средним временем, предпочитая его истинному: в Женеве оно вводится с 1780 г., в Лондоне с 1792 г., в Берлине с 1810 г., в Париже с 1816 г. Араго рассказывает о том, как перед этим нововведением парижский префект потребовал от Бюро долгот (предложившего произвести эти изменения) гарантий, что подобное мероприятие не вызовет беспорядков в городе, поскольку народ, возможно, будет обеспокоен тем, что в дальнейшем полдень не всегда будет совпадать с серединой дня, и усомнится, не скрыто ли здесь какое-то противоречие? Однако нововведение прошло почти без всяких осложнений [2]. Но, исключая специальные цели, время по-прежнему оставалось местным временем, которое основывалось на меридиане данного конкретного пункта. Поэтому каждое государство имело свое время-более того, например, местное время Лондона и Плимута отличалось на 16 мин; это не вызывало больших неудобств, так как путешественников в те годы было еще очень мало, и скорость передвижения была достаточно низка.

Однако начиная с 1825 г. появление железных дорог привело к новой ситуации. В связи с тем что в стране не существовало единой системы стандартного времени, на железных дорогах возникли большие трудности. Впрочем, это неудобство давало себя знать и раньше, по крайней мере при поездках по стране. В 1782 г. Джон Палмер, директор театра в Бате, первым в Англии предложил, чтобы почтовые кареты курсировали точно по расписанию. Начало этому нововведению было положено в 1784 г., но до 1792 г. почтовые кареты курсировали только между Лондоном и Безантом. Кроме почты Его Величества они могли везти лишь пять пассажиров - четырех внутри кареты и одного снаружи. Кучер и кондуктор являлись служащими почтового управления, оба носили униформу. Кондуктор отвечал не только за доставку почты, но и должен был следить за расписанием движения кареты. При себе он имел огнестрельное оружие и часы, которые, как отмечалось, «спешили на 15 мин за 24 ч и поэтому, когда поездка совершалась в восточном направлении, они, возможно, показывали истинное время. При путешествии же в противоположном направлении производились соответствующие расчеты» [3]. Традиция почтовых карет-а именно то, что человек, ответственный за точность движения, должен иметь при себе часы, - сохранилась и на железной дороге, но без соответствующих расчетов, учитывающих ход часов при движении на восток или на запад.

23. Часы железнодорожного кондуктора девятнадцатого столетия. (Национальный железнодорожный музей, Йорк.)

Отсутствие какой-либо системы единого времени было неудобно и астрономам. Знаменитый Джон Гершель предложил понятие равноденственного времени, которое было впервые описано в приложении к «Морскому альманаху» в 1828 г. Оно основывалось на равноденственном годе, который, по определению Дж. Гершеля, начинался в момент весеннего равноденствия (когда на экваторе Солнце находится в зените, при этом ежегодно 21 марта должны бъши добавляться или вычитаться сутки). Равноденственное время, хотя и имело шкалу астрономического происхождения, не зависело от земной долготы. Это время предшествовало эфемеридному времени, введенному под влиянием аналогичных причин в 1952 г. Само по себе равноденственное время, очевидно, использовалось редко, и в 1876 г. «Морской альманах» прекратил публикацию данных, с помощью которых его можно было вычислять.

Период 1820-1850 гг. ознаменовался бурным развитием техники, постепенно изменившим отношение человека ко времени и его хранению: 1825 г. - первый пассажирский поезд, 1827 г. - первое путешествие через Атлантику на пароходе,

1836 г. - первый электрический телеграфный аппарат Уитстона, 1837 г. - передача почтовых сообщений по проводам, 1839 г. - железнодорожное расписание Брэдшоу, 1841 г. - электрические часы Бейна, 1843 г. - первый общественный телеграф (протянувшийся вдоль западной железнодорожной линии от Паддингтона до Слау). К 1840 г. существовало по крайней мере три типа организаций, работа которых критическим образом зависела от времени: почтовое ведомство, железные дороги и телеграфные компании.

К счастью, когда потребность в стандартном времени стала насущной необходимостью, нашелся и способ решения этой проблемы и, по крайней мере в Англии, человек, сумевший использовать этот способ. Таким способом оказался «гальванизм» (как тогда называли электричество); человеком же, взявшим на вооружение только что изобретенные электрические часы и электрический телеграф, был Джордж Эри (1801-1892), седьмой королевский астроном, один из немногих ученых Англии, находившихся тогда на государственной службе. Но сначала для передачи времени использовались другие средства. Мы уже упоминали о сигнальном шаре, установленном в Гринвиче в 1833 г., а в 1836 г., когда была открыта железнодорожная связь между Лондоном и Гринвичем, один из ассистентов Гринвичской обсерватории, Джон Генри Бельвиль, стал еженедельно проверять главный хронометр Лондона по своему карманному хронометру, показывающему гринвичское время.

24. Мисс Рут Бельвиль (Королевское астрономическое общество.)

Джон Понд (1767-1836), заменивший в 1811 г. Маскелайна на посту директора Гринвичской обсерватории, рассказывал, что Бельвиль был сыном овдовевшей француженки, которая после казни мужа - участника Французской революции, перебралась в Англию. Джон Генри Бельвиль родился в Бате в 1796 г., вскоре после прибытия мадам Бельвиль в Англию. Когда ему исполнилось пять лет, его мать скончалась. Понд усыновил мальчика; позднее он отправил его учиться в Кембридж, а затем назначил вторым ассистентом Гринвичской обсерватории, где тот стал известен уже под именем Джон Генри (фамилия Бельвиль была отброшена). Когда в 1835 г. Эри занял место Понда, Генри продолжал работать в обсерватории в качестве главного ассистента вплоть до самой смерти в 1856 г., непрестанно заботясь о меридианном круге и хронометрах. Эри воздал ему должное в годовом отчете, заявив, что это «последний, кто остался из штата Понда, и один из наиболее верных и ревностных моих помощников» [4], что в устах Эри звучало поистине величайшей похвалой.

После смерти Генри его работу по передаче времени до 1892 г. продолжала его жена, а затем их дочь Рут Бельвиль, которая исполняла эти обязанности до 1930-х гг. В последние годы «леди гринвичского времени» обходила от сорока до пятидесяти мест, проверяя там раз в неделю городские часы по своему хронометру работы Арнольда, выверенному по гринвичскому времени. Она посещала Гринвичскую обсерваторию каждый понедельник утром: к этому времени ее хронометр был уже проверен и указаны погрешности его хода. Столь же широко применялся для целей проверки времени громоздкий серебряный карманный хронометр 485/78, изготовленный Джоном Арнольдом для одного из сыновей Георга III. Сейчас этот хронометр находится в коллекции Уоршипфулской компании часовых мастеров, которой его завещала мисс Рут Бельвиль, умершая в возрасте 90 лет 7 декабря 1943 г.