В изобретении и исполнении этих инструментов был проявлен предельный полет изобретательского мастерства и механической смекалки. Они были доведены до такого совершенства, что одна секунда величины или пространства становится отчетливо видимой и ощутимой величиной. «Дуга круга», — говорит сэр Дж. Гершель, — «стягиваемая одной секундой, составляет менее 1/200 000 части радиуса, так что на круге диаметром шесть футов она занимала бы линейный размер не более 1/5700 дюйма, величину, которую можно разглядеть только с помощью мощного микроскопа». Самое большое тело в нашей системе, Солнце, чей реальный диаметр составляет 882 000 миль, на расстоянии 95 000 000 миль стягивает угол лишь немногим более 32'; в то время как лучшие инструменты сконструированы настолько восхитительно, что как в Европе, так и в Америке спутник Нептуна, объект сравнительно незначительного диаметра, был обнаружен на расстоянии 2 850 миллионов миль.
«Очерки», § 131.
ПОЛЬЗА АСТРОНОМИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ.
Цель обсерватории, возведенной и оснащенной инструментами такой восхитительной конструкции и при соразмерных затратах, состоит, как я уже намекал, в обеспечении точного и систематического обзора небесных тел с целью более правильного и обширного знакомства с уже известными, а по мере роста инструментальной мощи и навыков использования — в открытии тел, доселе невидимых, и в обоих классах — в определении их расстояний, их отношений друг к другу и законов, управляющих их движениями.
Почему мы должны стремиться получить это знание? Какой стимул тратить большие суммы денег на возведение обсерваторий, оснащение их дорогостоящими инструментами и поддержку людей науки, занятых проведением, обсуждением и записью для последующих поколений этих мельчайших наблюдений небесных тел?
При исключительно научном подходе к этому предмету исследование его утилитарных связей было бы излишним — даже утомительным. Но по случаю, подобному нынешнему, вы, возможно, не сочтете неуместным, если я кратко отвечу на вопрос: в чем польза обсерватории и какая выгода может быть ожидаема от деятельности такого учреждения в сообществе, подобном нашему?
1. Во-первых, мы получаем из наблюдений небесных тел, проводимых в обсерватории, наши единственные адекватные меры времени и наши единственные средства сравнения времени одного места со временем другого. Наши искусственные хронометры — часы, карманные часы и хронометры — как бы искусно они ни были придуманы и как бы восхитительно ни были изготовлены, являются лишь своего рода транскрипцией небесных движений и не имели бы никакой ценности без средств их регулирования путем наблюдений. Для них невозможно при любых обстоятельствах избежать несовершенства любого механизма, созданного руками человека; и как только мы перемещаемся с нашим хронометром на восток или запад, он подводит нас. Он будет показывать только домашнее время, подобно любящему путешественнику, который оставляет свое сердце позади. Искусственный инструмент обладает неоценимой полезностью, но сам должен регулироваться вечным часовым механизмом небес.
СВЯЗИ МЕЖДУ ПРИРОДНЫМИ ЯВЛЕНИЯМИ И ПОВСЕДНЕВНОЙ ЖИЗНЬЮ.
Этого единственного соображения достаточно, чтобы показать, насколько полно повседневная деловая жизнь зависит от небесных тел и контролируется ими. Именно они — а не наши главные пружины, балансиры и компенсационные маятники — дают нам время. Перефразируя строку Поупа:
"'Tis with our watches as our judgments;—none Go just alike, but each believes his own."
Но для всех родов, племен и языков людей — каждого на своем меридиане — от Арктического полюса до экватора, от экватора до Антарктического полюса, вечное солнце бьет двенадцать в полдень, а славные созвездия, высоко в вечных колокольнях небес, бьют двенадцать в полночь; двенадцать для бледного студента над его мерцающей лампой; двенадцать среди пылающих слав пояса Ориона, если он пересекает меридиан в этот роковой час; двенадцать у усталого ложа изнемогающего человечества; двенадцать в вымощенных звездами дворах Эмпирея; двенадцать для вздымающихся приливов океана; двенадцать для усталой руки труда; двенадцать для трудящегося мозга; двенадцать для наблюдающего, бодрствующего, разбитого сердца; двенадцать для метеора, который вспыхивает на мгновение и гаснет; двенадцать для кометы, чей период измеряется столетиями; двенадцать для каждой существенной, для каждой воображаемой вещи, которая существует в чувствах, интеллекте или фантазии и к которой речь или мысль человека на данном меридиане относит течение времени.
Мы прибегаем к наблюдению небесных тел не только для регулирования и исправления наших часов, но и великие деления дня, месяца и года происходят из того же источника. По устройству нашей природы элементы нашего существования тесно связаны с небесными временами. Отчасти благодаря своей физической организации, отчасти благодаря опыту расы с зари творения, человек, каким он есть, и времена и сезоны небесных тел являются частью одной системы. Первое великое деление времени, день-ночь (nychthemerum), для которого у нас нет точного синонима в нашем языке, с его изначальным чередованием бодрствования и сна, труда и отдыха, является жизненным условием существования такого существа, как человек. Революция года с ее различными инцидентами лета и зимы, времени сева и жатвы, не менее вовлечена в наш социальный, материальный и моральный прогресс. Верно, что на полюсах и на экваторе эффекты этих революций по-разному модифицируются или полностью исчезают; но как необходимое следствие, человеческая жизнь угасает на полюсах, а на экваторе достигает лишь вялого или лихорадочного развития. Только те широты, в которых великие движения и кардинальные положения Земли оказывают среднее влияние, демонстрируют человека в гармоничном расширении его сил. Лунный период, который лежит в основе месяца, менее жизненно связан с человеческим существованием и развитием; но опытом каждого века и расы доказано, что он в высшей степени способствует прогрессу цивилизации и культуры.
Но сколь бы ни были незаменимы эти небесные меры времени для нашей жизни и прогресса, и сколь бы очевидны ни были явления, на которых они основаны, все же из-за того обстоятельства, что в экономике природы день, месяц и год не являются точно соизмеримыми, одними из самых трудных вопросов в практической астрономии являются те, с помощью которых точное деление времени, применимое к различным нуждам жизни, выводится из наблюдения небесных тел. Я не сомневаюсь, что для Верховного Разума, который создал и правит вселенной, существует гармония, скрытая от нас в численной связи дней, месяцев и лет; но в нашем неведении об этой гармонии их практическая подгонка друг к другу является трудной работой. Великое замешательство, которое сопровождало реформу календаря после того, как ошибка юлианского периода за столетия достигла десяти (или, скорее, двенадцати) дней, достаточно иллюстрирует это замечание. Совершенно верно, что научные трудности не составляли главного препятствия. Будучи предложенным под эгидой римского понтифика, протестантский мир в течение столетия и более отвергал новый стиль. В разных местах это было предметом споров, столкновений и кровопролитий. Он не был принят в Англии почти два столетия после его введения в Риме; а в стране Струве и пулковского экваториала до сегодняшнего дня упорствуют в добавлении одиннадцати минут и двенадцати секунд к продолжительности тропического года.
Штерн, «Himmelskunde», стр. 72.
ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ НАУКА.
2. Вторая великая практическая польза астрономической обсерватории связана с наукой географией. Первая страница истории нашего континента провозглашает эту истину. Глубокое размышление о сферичности Земли было одной из главных причин, побудивших Колумба предпринять свое знаменательное путешествие; и его глубокое знакомство с астрономической наукой того времени, по его собственному суждению, было тем, что позволило ему преодолеть почти бесчисленные препятствия, сопровождавшие его осуществление. В ответ я нахожу, что Коперник в самом начале своего бессмертного труда «De Revolutionibus Orbium Cœlestium», л. 2, ссылается на открытие Америки как на завершение доказательства сферичности Земли. Большая часть наших знаний о фигуре, размере, плотности и положении Земли как члена солнечной системы получена из этой науки; и она предоставляет нам средства для выполнения важнейших операций практической географии. Широта и долгота, которые лежат в основе всей описательной географии, определяются путем наблюдения. Ни одна карта не заслуживает этого названия, на которой положение важных точек не было определено астрономически. Некоторые даже из наших важнейших политических и административных мероприятий зависят от сотрудничества этой науки. Среди них я могу упомянуть земельную систему Соединенных Штатов и определение границ страны. Я полагаю, что до тех пор, пока это не было сделано федеральным правительством, единая система математической съемки никогда ни в одной стране не применялась к обширной территории. Крупные гранты и продажи государственных земель имели место до Революции и в интервале между миром и принятием Конституции; но пределы этих грантов и продаж определялись чувственными объектами, деревьями, ручьями, скалами, холмами и ссылкой на прилегающие части территории, ранее обследованные. Неопределенность границ, определенных таким образом, была неиссякаемым источником судебных тяжб. Обширные участки земли на Западе, предоставленные Вирджинией по этой старой системе специальной и местной съемки, были покрыты противоречивыми претензиями; и споры, к которым они привели, составляли немалую часть дел Федерального суда после его организации. Но принятие нынешней земельной системы внесло порядок в хаос. Весь общественный домен теперь научно обследуется, прежде чем быть выставленным на продажу; он разбивается на диапазоны, тауншипы, секции и более мелкие подразделения с безошибочной точностью, опираясь на фундамент базовых и меридианных линий; и я был проинформирован, что при этой системе в суде почти никогда не возникало случаев оспариваемого местоположения и границ. Главное земельное управление содержит карты и планы, на которых каждая четверть секции общественной земли нанесена с математической точностью. Поверхность половины континента таким образом переносится в миниатюре в бюро Вашингтона; в то время как местные земельные офисы содержат транскрипты этих планов, копии которых предоставляются индивидуальному покупателю. Когда мы рассматриваем поток населения, ежегодно вливающийся в общественный домен, и огромное значение его эффективного и экономичного управления, полезность этого применения астрономии будет оценена по достоинству.
Гумбольдт, «Histoire de la Geographie», и т. д., Том 1, страница 71.
Я рискну здесь повторить анекдот, который я недавно услышал от сына покойного достопочтенного Тимоти Пикеринга. Г-н Октавиус Пикеринг от имени своего отца обратился к г-ну Дэвиду Патнэму из Мариетты с просьбой выступить в качестве его юридического советника в отношении определенных земельных претензий в Вирджинском военном округе в штате Огайо. Г-н Патнэм отклонил это предложение. Он имел много дел с подобным бизнесом и обнаружил, что он полон бесконечных судебных тяжб. «Мне никогда, — добавил он, — не удавалось добиться успеха, кроме как в единственном случае, и это было местоположение и съемка, сделанные генералом Вашингтоном до Революции; и я не знаком ни с какими съемками, кроме тех, что были сделаны им, которые не были бы предметом судебных разбирательств».
В данный момент идет важнейшая съемка побережья Соединенных Штатов, операция величайшего значения в отношении торговли, навигации и гидрографии страны. Вся работа, едва ли нужно говорить, является делом практической астрономии. От научного учреждения, которое мы сегодня открываем, ожидается важное сотрудничество в этом великом начинании, и оно, несомненно, будет эффективно способствовать его осуществлению.
Астрономическое наблюдение предоставляет, безусловно, лучшие средства для определения границ штатов, особенно когда линии имеют большую протяженность и проходят через незаселенные страны. Природные признаки, такие как реки и горы, как бы нечетко они ни выглядели, на практике подвержены неизбежным ошибкам. По договору 1783 года была установлена граница между Соединенными Штатами и Великобританией, зависящая главным образом от течения рек и возвышенностей, разделяющих воды, которые текут в Атлантический океан, от тех, которые текут в реку Святого Лаврентия. Потребовалось двадцать лет, чтобы выяснить, какая река является настоящей рекой Сент-Круа, так как это была отправная точка. Англия, сделав затем необычайное открытие, что залив Фанди не является частью Атлантического океана, потратила еще сорок лет на безуспешную попытку воссоздать возвышенности, которые эта странная теория уничтожила; и как раз когда две страны были на грани войны, спор был урегулирован компромиссом. Если бы граница была точно описана линиями широты и долготы, никакого спора не могло бы возникнуть. Никакого спора не возникло относительно границы между Соединенными Штатами и Испанией, а также ее преемником, Мексикой, где она проходит через нехоженые пустыни и по бездорожным горам вдоль 42-го градуса широты. Идентичность рек может быть оспорена, как в случае с Сент-Круа; течение горных цепей слишком широко для разделительной линии; разделение потоков, как показал опыт, неопределенно; но градус широты написан на небесной сфере, и для прочтения записи требуется только наблюдение.
ВОПРОСЫ ГРАНИЦ.
Но научные элементы, как и острые инструменты, должны использоваться с научной точностью. Часть нашей границы между британскими провинциями проходила по сорок пятому градусу широты; и около сорока лет назад правительство Соединенных Штатов начало строительство дорогостоящей крепости в Раус-Пойнте на озере Шамплейн, в месте, которое должно было находиться как раз в пределах наших границ. Когда линию стали более тщательно обследовать, оказалось, что крепость находится не на той стороне линии; мы строили дорогостоящее укрепление для нашего соседа. Но в общих компромиссах Вашингтонского договора, заключенного Вебстером и Эшбертоном в 1842 году, укрепление было оставлено в наших пределах.
Труды Вебстера. Том V., 110, 115.
Ошибки еще более серьезные чуть не привели несколько лет назад к войне с Мексикой. По договору Гуадалупе-Идальго в 1848 году пограничная линия между Соединенными Штатами и этой страной была частично описана со ссылкой на город Эль-Пасо, как он был нанесен на указанной карте Соединенных Штатов, копия которой была приложена к договору. Эта граница должна была быть обследована и проведена совместной комиссией ученых. Вскоре выяснилось, что в проекции карты существовали ошибки в два или три градуса. Ее линии широты и долготы не соответствовали топографии региона; так что стало невозможно выполнить текст договора. Знаменитая долина Месилья была частью спорной территории; и сумма в 10 000 000 долларов, выплаченная мексиканскому правительству за нее и за дополнительную полосу территории на юго-западе, была той «платой за глупость», которая искупила неточность карты — необходимый результат, возможно, нехватки хороших материалов для ее составления.
Несколько лет назад в Лондоне в мои официальные обязанности входило обращение к британскому правительству за достоверным заявлением об их претензиях на юрисдикцию над Новой Зеландией. Официальная «Gazette» от 2 октября 1840 года была прислана мне из Министерства иностранных дел как предоставляющая желаемую информацию. Этот номер «Gazette» содержал прокламации, изданные вице-губернатором Новой Зеландии «во исполнение инструкций, полученных им от маркиза Норманби, одного из главных государственных секретарей Ее Величества», утверждающие юрисдикцию его правительства над островами Новой Зеландии и объявляющие, что они простираются «от 34° 30' северной до 47° 10' южной широты». Едва ли нужно говорить, что в обоих случаях имелась в виду южная широта. Эта ошибка в 69° широты, которая распространила бы претензии британской юрисдикции на всю ширину Тихого океана, по-видимому, ускользнула от внимания этого правительства.
ТОРГОВЛЯ И НАВИГАЦИЯ.
Было бы легко умножить иллюстрации в доказательство огромной практической важности точных научных обозначений, полученных из астрономических наблюдений, в различных отношениях, связанных с границами, съемками и другими географическими целями; но я должен спешить к
3. Третий важный отдел, в котором услуги, оказываемые астрономией, столь же заметны. Я имею в виду торговлю и навигацию. Главным образом благодаря результатам астрономических наблюдений современная торговля достигла такого огромного расширения по сравнению с торговлей древнего мира. Я уже напоминал вам, что точные идеи в этом отношении существенно способствовали замыслу Колумба о его бессмертном предприятии и практическому успеху, с которым оно было проведено. Именно его мастерство в использовании астрономических инструментов — какими бы несовершенными они ни были — позволило ему, несмотря на сбивающее с толку склонение компаса, найти путь через океан.
С прогрессом истинной системы вселенной к всеобщему принятию возникла проблема определения долготы в море. Это была заявленная цель основания обсерватории в Гринвиче; и ни один предмет не получал большего внимания астрономов, чем те исследования лунной теории, на которых основаны необходимые таблицы навигатора. Пути океана отмечены на небесах вверху. Вечные огни небес — единственный Фарос, чьи лучи никогда не гаснут, который никакой шторм не может поколебать с его основания. На моей памяти считалось необходимой квалификацией для капитана и помощника торгового судна, и даже для старшего матроса, уметь «вычислять лунное расстояние», как это называлось. Усовершенствования в хронометре на практике в значительной степени вытеснили эту трудоемкую операцию; но наблюдение остается, и, несомненно, навсегда останется единственной опорой для определения судового времени и вывода долготы из сравнения этого времени с хронометром.
Грант, «Физическая астрономия», стр. 460.
Может показаться, что астрономическая наука уже доведена до такого состояния совершенства, что больше ничего не требуется, или, по крайней мере, что ничего большего нельзя достичь в отношении таких практических применений, как те, что я описал. Это, однако, идея, которую великодушные умы отвергнут, в этой, как и в любой другой области человеческого знания. В астрономии, как и во всем остальном, уже сделанные открытия, теоретические или практические, вместо того чтобы исчерпать науку или ограничить ее продвижение, лишь предоставляют средства и инструменты для дальнейшего прогресса. Я не сомневаюсь, что мы живем на грани открытий и изобретений в каждой области, столь же блестящих, как любые, что когда-либо были сделаны; что существуют новые истины, новые факты, готовые к признанию со всех сторон; и мне кажется, что никогда не было века, с зари времен, когда люди должны были быть менее склонны довольствоваться уже достигнутым прогрессом, чем век, в котором мы живем; ибо никогда не было века, более выдающегося своими изобретательными исследованиями, новыми результатами и смелыми обобщениями.