Жюль Верн
История великих путешествий. Том 2. Мореплаватели XVIII века
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
Глава первая
АСТРОНОМЫ И КАРТОГРАФЫ, КАПЕРСКАЯ ВОЙНА В XVIII ВЕКЕ
I
Прежде чем приступить к рассказу о великих путешествиях XVIII века, следует сначала отметить огромные успехи, достигнутые за этот период наукой. Ученые исправили множество освященных временем ошибок, заложили прочную основу для трудов астрономов и географов. В области интересующих нас проблем они коренным образом изменили методы картографических работ и обеспечили мореплаванию такую безопасность, о какой прежде нельзя было и думать.
Хотя Галилей начиная с 1610 года наблюдал затмения спутников Юпитера и подал мысль пользоваться их затмениями для определения долгот[1], но безразличное отношение правительств, отсутствие достаточно мощных астрономических приборов и ошибки, допущенные учениками великого итальянского астронома, свели на нет это важное открытие.
В 1668 году итальянский астроном Джованни Доменико Кассини опубликовал труд «Таблицы спутников Юпитера», а в следующем году Кольбер[2] пригласил его на работу во Францию и назначил директором Парижской обсерватории.
В июле 1671 года Филипп де Лаир отправился в Данию на остров Вен для астрономических наблюдений в Ураниборге, в том самом месте, где когда-то вел наблюдения Тихо Браге[3]. Там, пользуясь таблицами Кассини, он вычислил с недостижимой до тех пор точностью разность долгот между Парижем и Ураниборгом.
В том же году Французская Академия наук отправила в Кайенну астронома Жана Рише для изучения параллаксов[4] Солнца и Луны и определения расстояния от Земли до Марса и до Венеры. Это путешествие, оказавшееся во всех отношениях удачным, имело неожиданные последствия и послужило причиной, побудившей вскоре предпринять работы по изучению формы Земли. Рише обнаружил, что часы в Кайенне, расположенной под экватором, отставали на две минуты двадцать восемь секунд в сутки, что доказывало: сила тяжести в этом месте меньше, чем в Париже. Ньютон и Гюйгенс вывели отсюда заключение, что Земля приплюснута у полюсов[5]. Но далеко не все ученые согласились с таким мнением. Измерения земного градуса, произведенные аббатом Пикаром, и работы по вычислению длины дуг меридианов, выполненные отцом и сыном Кассини, привели этих ученых к совершенно противоположному выводу и заставили их рассматривать земной шар в качестве эллипсоида, вытянутого в сторону полярных областей и сплюснутого у экватора.
Этим было положено начало горячих споров и грандиозных работ, послуживших на пользу астрономической и математической географии.
Французский астроном Жан Пикар измерил расстояние между параллелями городов Амьен и Мальвуазин, равнявшееся одному с третью градуса. Однако Академия наук, считая, что исчисление большего расстояния должно дать более точный результат, приняла решение произвести градусные измерения длины всей Франции с севера на юг. Для этой цели выбрали меридиан, проходящий через Парижскую обсерваторию. Осуществление этого плана потребовало проведения гигантской работы по созданию триангуляционной сети[6]. Начатая за двадцать лет до конца XVII столетия, она была прервана, затем вновь возобновлена и закончена лишь к 1720 году.
Одновременно Людовик XIV, по настоянию Кольбера, распорядился составить карту Франции. С 1679 по 1682 год ученые совершили несколько экспедиций и с помощью астрономических обсерваций определили очертания береговой линии Франции вдоль Атлантического океана и Средиземного моря. Во время этих работ были произведены геодезические съемки, которые дали возможность определить широту и долготу больших городов Франции, а также была составлена подробная карта окрестностей Парижа. Но всего этого оказалось еще недостаточно для составления карты Франции. Пришлось поэтому, как и при измерении дуги меридиана, приступить к созданию на территории всей страны непрерывной триангуляционной сети. Она и легла в основу большой карты Франции, заслуженно названной картой Кассини.
Первые же наблюдения Кассини и де Лаира привели этих астрономов к выводу, что площадь Франции сильно преувеличивалась.
Дезборо Кули в своей «Истории путешествий» пишет:
[1] С глубокой древности люди научились определять географические координаты местности. Широту местности определяли по высоте Полярной звезды над горизонтом. Такие измерения не представляли больших трудностей. Долготу местности определяли по времени наступления солнечных и лунных затмений, наблюдая за ними из разных мест. Так как эти явления происходят не часто, на земной поверхности было очень мало пунктов с определенными долготами. Открытие Галилеем около 1610 года четырех спутников Юпитера (с их сравнительно быстрым вращением вокруг планеты) позволило ему использовать затмения этих спутников для определения долгот. Но фактически применение этого метода стало возможным лишь в XVII столетии, когда Жан Пикар в 1667 году применил зрительную трубу с сеткой нитей в окуляре для наблюдений небесных тел.
[2] Кольбер Жан-Батист (1619 — 1683) — министр Людовика XIV, фактический руководитель внешней и внутренней политики Франции. Стремился к созданию сильного военного и торгового флота, расширению торговли и эксплуатации колоний, приобретенных Францией в это время в Северной Америке.
[3] Браге Тихо (1546-1601) — знаменитый датский астроном. Он построил хорошо оборудованную астрономическую обсерваторию Ураниборг на острове Вен (в проливе Зунд), усовершенствовал астрономические инструменты и уточнил способы наблюдений. Несмотря на свои огромные знания, он не признал учения Коперника, установившего, что Солнце находится в центре нашей планетной системы, и предложил собственную систему мира, с Землей в центре, вокруг которой обращается Солнце, а вокруг последнего — планеты. Тихо Браге был приверженцем астрологии. Результаты своих многочисленных астрономических наблюдений Тихо Браге передал Кеплеру, который вывел из них законы движения планет.
[4] Параллакс — изменение видимого положения предмета при наблюдении с двух точек, находящихся на известном расстоянии друг от друга. Измеряется углом между направлениями на предмет из двух точек. Служит для определения расстояния до объектов Солнечной системы и для определения расстояния до звезд.
[5] Идея о шарообразности Земли, возникшая еще в глубокой древности, удовлетворяла научную мысль вплоть до XVII века, но затем обнаружились факты, которые заставили пересмотреть это представление. В 1672 году французский ученый Рише, обнаружив в Кайенне замедление качания маятника, объяснил это явление влиянием центробежной силы. Действительно, чем ближе к экватору находится точка земной поверхности, тем быстрее она движется при суточном вращении Земли. Поэтому от полюсов к экватору должна возрастать центробежная сила, которая уменьшает притяжение Земли, что и вызывает замедление качания маятника. Точные расчеты английского ученого Ньютона и голландского ученого Гюйгенса показали, что при переходе от полярных широт к экватору сила тяжести уменьшается гораздо быстрее, чем это могло бы быть обусловлено только увеличением центробежной силы в том же направлении. Следовательно, одним увеличением центробежной силы нельзя было объяснить замедления качания маятника. Для объяснения этого явления Ньютон и Гюйгенс допустили, что Земля сплюснута у полюсов и более выпукла (растянута) вдоль экватора, что она не шар, а эллипсоид или сфероид. Следовательно, на экваторе любая точка земной поверхности удалена от центра Земли (т. е. центра притяжения) на большее расстояние, чем, например, на полюсе, что и вызывает замедление качания маятника при переходе от полярных широт к экваториальным. Отклонение формы Земли от правильного шара не является исключением в Солнечной системе; такие планеты, как Юпитер, Сатурн, Уран, сплюснуты у полюсов настолько сильно, что это можно видеть непосредственно в телескоп.
[6] Принято считать, что впервые метод триангуляции применил в 1615 — 1617 годах голландский ученый В. Снеллиус для градусного измерения дуги меридиана между городами Алкмар (Нидерланды) и Берген (Норвегия). Однако есть основание предполагать, что еще древние египтяне пользовались триангуляцией. Метод триангуляции сводится к измерению системы треугольников на земной поверхности, производимому для топографической съемки местности и для точного определения размеров и формы Земли. За вершины треугольников принимают высокие строения, вершины гор или холмов или специально сооружаемые башни (сигналы). Эти опорные или тригонометрические пункты выбираются на местности так, чтобы они составляли систему смежных треугольников. Все углы треугольников измеряются при помощи больших универсальных инструментов или теодолитов. Помимо углов измеряется расположенная в удобной местности одна сторона какого-либо треугольника, называемая базисом. Длина других сторон треугольников определяется тригонометрическими вычислениями. Метод триангуляции позволил определять расстояния между различными пунктами на земной поверхности с исключительной точностью, недостижимой при прямых измерениях.