"Приключения троих русских и троих англичан" - читать интересную книгу автора (Верн Жюль)

Глава IV НЕСКОЛЬКО СЛОВ ПО ПОВОДУ МЕТРА

Во все времена идея об универсальной единице измерения Земли владела умами людей. Представлялось важным, чтобы мера эта оставалась точной и неизменной, какие бы катаклизмы[57] ни потрясали нашу планету.

Над этим думали еще ученые древности. Аристотель[58], по свидетельству древних историков, принял за нее стадию, или египетский локоть[59] времен фараона[60] Сезостриса[61], как стотысячную часть расстояния от полюса до экватора. Эратосфен[62], в век Птолемеев[63], вычислил, правда, довольно приблизительно, длину градуса, измерив длину Нила между Сиеной[64] и Александрией[65]. Такого же рода геодезические операции проделали Посидоний[66] и Птолемей[67], но они не смогли вычислить градус[68] с достаточной точностью, равно как и их последователи.

Во Франции первым начал отрабатывать методы измерения градуса Пикар[69], и в 1669 году, определив длину дуги небесной и дуги земной между Парижем и Амьеном[70], он дал в качестве величины градуса пятьдесят семь тысяч шестьдесят туазов[71].

Затем подобную работу провели Жак Кассини[72] и Лаир в 1683—1718 годах, измеряя дугу меридиана до Дюнкерка и Кольюра, а в 1739 году на участке от Дюнкерка до Перпиньяна их вычисления выверяли Франсуа Кассини и Лакайль[73]. Впоследствии измерение дуги этого меридиана было продолжено до Барселоны ученым Мешеном[74]. Когда Мешен умер — он скончался от чрезмерного напряжения сил, выполняя столь трудную задачу, измерение французского меридиана возобновилось лишь в 1807 году усилиями Араго[75] и Био[76]. Эти двое ученых «протянули» дугу до Балеарских островов. Измерение дало в качестве средней величины дуги в «один градус» пятьдесят семь тысяч двадцать пять туазов.

Как видим, вплоть до начала девятнадцатого столетия только отдельные французские ученые занимались этой сложной проблемой. Хотя уже в 1790 году французское правительство, по предложению Талейрана[77], выпустило декрет, в котором Академии наук предлагалось найти эталоны[78] для мер и весов, и вскоре в докладе, подписанном такими прославленными именами, как Борда, Лагранж, Лаплас, Монж, Кондорсе[79], предлагалось единицей длины считать одну десятимиллионную часть четверти меридиана, а единицей веса всех тел — вес одного кубического сантиметра дистиллированной[80] воды. Так была предложена десятичная система для увязывания всех мер между собой.

Работы по определению величины одного градуса земного меридиана проводились в различных местах, поскольку земной шар является не сфероидом[81], а эллипсоидом[82], и вычисление его сплющенности на полюсах стало возможно только после множества замеров.

В 1736 году Мопертюи, Клеро, Камю, Лемонье, Утье и швед Цельсий[83] произвели измерение северной дуги в Лапландии[84] и вычислили, что длина дуги в один градус составляет пятьдесят семь тысяч четыреста девятнадцать туазов. В 1745 году Кондамин, Буге, Годэн, которым помогали испанцы Хуан и Антонио Уллоа[85], измерили градус меридиана в Перу[86], определив, что его длина составляет пятьдесят шесть тысяч семьсот тридцать семь туазов.

В 1752 году Лакайль доложил о длине в пятьдесят семь тысяч тридцать семь туазов, составляющей величину одного градуса меридиана на мысе Доброй Надежды[87]. В 1754 году святые отцы Мэр и Боскович[88] получили в качестве одного градуса меридиана между Римом и Римини пятьдесят шесть тысяч девятьсот семьдесят три туаза.

В 1762 и 1763 годах Беккариа[89] вычислил длину градуса в Пьемонте[90], составившую пятьдесят шесть тысяч четыреста шестьдесят восемь туазов. В 1768 году астрономы Мейсон и Диксон[91] в Северной Америке нашли, что длина американского градуса на границе Мэриленда и Пенсильвании[92] составляет пятьдесят шесть тысяч восемьсот восемьдесят восемь туазов.

Потом, в XIX веке, было сделано множество других измерений дуги меридиана в Бенгалии[93], в восточной Индии, в Пьемонте, в Финляндии, в Курляндии[94], в Ганновере[95], в Восточной Пруссии, в Дании и так далее.

Англичане и русские менее активно, чем другие, занимались этими сложными проблемами, и самым значительным из подобных вычислений явилась работа генерал-майора Рояма, в 1784 году сделавшего попытку увязать французские меры длины с английскими.

Итак, теперь мы знаем, что измерения различных дуг меридиана в различных местах не совпадали полностью между собой, и можем сделать вывод, что за среднюю длину градуса следует взять пятьдесят семь тысяч туазов, то есть двадцать пять старинных французских лье, и что, помножив эту среднюю величину на триста шестьдесят градусов, составляющие поверхность Земли, можно определить, что окружность ее равняется девяти тысячам лье[96]. Из этой средней величины — пятьдесят семь тысяч туазов, принятой за длину градуса, вычислили величину «метра», то есть одну десятимиллионную часть четверти земного меридиана, которая, как оказалось, составляет три фута и одиннадцать целых двести девяносто шесть тысячных линии[97]. На самом деле эта цифра немного занижена. Новые расчеты, учитывающие сплющенность Земли на полюсах, дают уже не десять миллионов метров в качестве длины четверти меридиана, а десять миллионов восемьсот пятьдесят шесть метров. Эта разница в восемьсот пятьдесят шесть метров малозначительна по сравнению с такой большой длиной; тем не менее, если подойти с точки зрения математики, приходится сказать, что общепринятый метр не представляет собой действительно одну десятимиллионную часть четверти земного меридиана. Здесь есть ошибка, по крайней мере, примерно в две десятитысячных линии.

Такой метр почти стразу приняли Бельгия, Испания, Пьемонт, Греция, Голландия, бывшие испанские колонии, республика Эквадор, Новая Гренада, Коста-Рика и другие страны. Однако, несмотря на очевидное превосходство метрической системы над всеми другими, Англия до сих пор упорно отказывалась принять ее.

Возможно, что эта система была бы принята населением Соединенного Королевства, если бы не политические осложнения, ознаменовавшие конец XVIII столетия. Когда восьмого мая 1790 года вышел упомянутый декрет, английских ученых из Королевского общества пригласили присоединиться к французским ученым. И те и другие собирались провести совместное заседание, чтобы обсудить, что принять за длину метра — длину обычного маятника, который делает шестьдесят колебаний в минуту, или же какую-то определенную часть одной из окружностей Земли[98]. Но только в этом, 1854 году, уже давно понимая преимущества метрической системы и видя, кстати, что всюду образуются общества ученых и коммерсантов для пропагандирована реформы в этой области, Англия решила принять ее.

Английское правительство пожелало держать это решение в секрете, пока новые геодезические измерения не позволят дать земному градусу более точное значение. Тем не менее, в этом вопросе британское правительство сочло своим долгом договориться с русским правительством, которое тоже склонялось к принятию метрической системы. Таким образом, была составлена комиссия, в которую вошли отобранные среди самых выдающихся членов научных обществ три английских и три русских астронома. Как мы уже видели, от Англии таковыми явились полковник Эверест, сэр Джон Муррэй и Вильям Эмери; от России — господа Матвей Струкс, Николай Паландер и Михаил Цорн.

Эта международная научная комиссия, тогда в ее состав еще не вошел Вильям Эмери, собравшись на заседание в Лондоне, решила, что, прежде всего измерение дуги меридиана следует предпринять в Южном полушарии. Выполнив его, они затем предпримут новое измерение дуги меридиана, но уже в Северном полушарии: по результатам своих экспедиций ученые двух стран надеялись вывести точную величину, которая отвечала бы всем условиям их программы. Оставалось сделать выбор между несколькими английскими владениями, расположенными в Южном полушарии — Капской колонией, Австралией и Новой Зеландией, Но, во-первых, две последние страны слишком удалены от Европы, и научной комиссии пришлось бы проделать очень долгое путешествие. Во-вторых, маори[99] и австралийцы, постоянно находясь в состоянии войны со своими завоевателями, могли бы затруднить проведение планируемой операции. Капская же колония предлагала реальные преимущества: прежде всего, она расположена на том же меридиане, что и некоторые области Европейской России, и после того как будет измерена дуга меридиана в Южной Африке, можно будет измерить другую дугу того же меридиана в Российской империи, по-прежнему сохраняя все предприятие в секрете; кроме того, само путешествие в английские владения в Южной Африке было относительно коротким; и, наконец, английским и русским ученым здесь представлялась уникальная возможность проверить вычисления французского ученого Лакайля, делая измерения в тех же местах, что и он, и узнать, был ли он прав, дав цифру пятьдесят семь тысяч тридцать семь туазов при определении градуса меридиана на мысе Доброй Надежды.

Таким образом, обе стороны решили, что геодезические работы следует проводить на Капской территории. Правительства Великобритании и России поддержали решение научной комиссии и открыли для этой цели кредиты. Все инструменты, необходимые для проведения триангуляции[100], были изготовлены в двойном количестве, а фрегат «Августа» Королевского флота[101] получил приказ доставить к устью реки Оранжевой членов комиссии и их сопровождающих. Добавим еще, что к вопросу науки здесь примешивался вопрос национальной чести, волновавший ученых, объединившихся для общего дела. Действительно, речь шла о том, чтобы постараться превзойти Францию в проведении вычислений, победить ее самых прославленных астрономов в точности работы, причем в дикой и почти не изученной стране. А потому члены англо-русской экспедиции решили пожертвовать всем и не пожалеть ничего, чтобы добиться результатов, полезных науке и в то же время могущих принести славу отечеству.

Вот почему в последние дни января 1854 года астроном Вильям Эмери появился у Моргедских водопадов на берегу реки Оранжевой.