НЕТРИВИАЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ: Как заставить профинансировать научные исследования?

Иллюстрация: Татьяна Ан, «Вверх к свободе», 2018. Сiль-Соль

ВНИМАНИЕ – ВОПРОС!

Владычице морей Британии грозит опасность. Неумение определять долготу уносит жизни мореплавателей. Государство готово финансировать решение по поиску долготы, но выделенного им бюджета может не хватить. Как заставить подданных раскошелиться?

ответ на вопрос в конце материала

Долгота в плюс-минус пол-лаптя

Неумение определять долготу несло смертельную опасность мореплавателям. Великие географические открытия совершались практически вслепую – во времена расцвета развитого феодализма навигация еще была буржуазной лженаукой. Храбрость конкистадоров была воистину безумной – они плыли очертя голову практически незнамо куда. 

О меридианах и параллелях знали еще древние, но как определить свое географическое положение, Колумб разве что догадывался. 

С широтой еще как-то разбираясь, замеряя координаты Солнца в зените. А долгота очень долго определялась разве что с точностью плюс-минус пол-лаптя.

Метод лунных расстояний и полдня

Предложенный Иоганном Вернером в 1514 году метод лунных расстояний теоретически должен был работать, но требовал точных инструментов и заранее рассчитанных таблиц, которых и близко не было.

Чуть позже, в 1530 году, голландец Гемма Фризий предложил еще один метод – определи полдень и посмотри на часы, показывающие время в твоем порту, а дальше все просто: один час разницы – 15 градусов долготы, одна минута времени  – четверть градуса и так далее. Но где взять точные часы, показывающие время в родном порту? Ты их там поставишь, а в море они уйдут вперед или назад, причем неясно, на сколько…

Все это приводило к огромному количеству бедствий и катастроф.

На рифах острова Силли

22 октября 1707 года британская эскадра под командованием сэра Клоудисли Шовелла возвращалась из Гибралтарского пролива домой. Накануне к нему подошел матрос и сказал, что параллельно с навигаторами рассчитывал положение эскадры и волнуется – по его расчетам она в опасном месте. Вмешиваться в действия офицеров матросам категорически запрещалось, и адмирал приказал немедленно повесить матроса на рее, чтобы другим неповадно было.

Матрос умер первым, а через несколько часов погибла вся эскадра, разбившись на рифах острова Силли, до которого по адмиральским расчетам было еще плыть и плыть. Погибли почти все, в том числе и адмирал – не сразу, его выбросило на берег, но какая-то местная тетка увидела перстень с изумрудом у него на пальце, прибила его на месте чем-то тяжелым и унесла перстень. Перед смертью она покаялась в убийстве и вернула перстень священнику. Пытаюсь пожалеть убитого адмирала – получается плохо…

На остров Робинзона

Из‑за неумения определять долготу плавания затягивались, а лишнее время в море обрекало команду на страшную болезнь – цингу. Несколько позже великий британский флотоводец Энсон близ Магелланова пролива решил, чтобы спасти экипаж от цинги,  повернуть свой корабль к благодатным островам Хуан-Фернандес – тем самым, где прожил пять лет прототип Робинзона Александр Селкирк.

Он без труда нашел потребную широту, но с долготой было так плохо, что он сначала наугад поплыл на запад, а потом, через четыре дня, передумал и повернул на восток. Увидев скалистые и бесплодные берега континента, он понял, что развернул корабль у самой цели, и снова повел его на запад.

Пока он достиг желанных островов, более сотни матросов успели умереть. В итоге из пятисот человек команды в живых осталось меньше половины, и оставшихся еле хватило на то, чтобы управляться с парусами. Энсон не был плохим моряком – он был одним из лучших в британском флоте всех времен. 

Определение долготы пока что было возможно только с чудовищными ошибками.

От фейерверков до раненой собаки

Для владычицы морей Британии безопасная навигация была непременным успехом благополучия государства. И с началом XVIII века целая орда исследователей кинулась решать эту важную проблему. Некоторые решения поражают даже в наше время.

Скажем, математики Уистон и Диттон предложили во всех узловых точках Мирового океана поставить определенные корабли, на которых в заданное время будут стрелять из пушки. Когда им объяснили, что звук выстрела далеко неслышен, они согласились, что надо еще и выпускать фейерверк.

По их подсчетам, расстояния между кораблями должны быть в пределах 600 морских миль, а на месте корабли удержат якоря. По их мнению, океан был не очень глубок, а в особо глубоких местах плавучие якоря тоже годятся. Они рассчитывали, что пираты и корабли враждующих держав эти корабли не тронут, потому что они всем на пользу, а кто тронет – того очень сильно накажут и остальные испугаются.

Не менее экстравагантным был метод алхимика Кенельма Дигби, изобретателя симпатического порошка, который действует на рану, если его даже наносят просто на повязку с этой раны, нанесенную раньше.

Идея простая: возьмите с собой раненую собаку, а повязку оставьте в родном порту и пусть ваш друг ровно в полдень смачивает эту повязку раствором порошка – собака завизжит от боли, и вы поймете, что дома ровно двенадцать дня.

Будет ли действовать на далеком расстоянии? Так действует же – проверим, на каком расстоянии действие кончится. А чтобы рана на собаке не зажила, можно ее каждый день потихоньку расковыривать. 

Геофизика и астрономия

Были и другие более научные подоходы.

Если видеть звезды и иметь компас, то угол между истинным и магнитным севером на данной широте однозначно зависит от долготы – кстати, совсем не нужно знать время, вообще, а это ценное преимущество.

Настоятель церкви в Стоктоне Сэмюэль Файер предложил вычислить ряды звезд, соответствующие каждому меридиану, и смотреть, какой из них окажется как раз над головой в полночь – тоже в принципе могло сработать.

Сам Галилей предложил метод определения долготы по спутникам Юпитера. Да и уже упомянутый метод лунных расстояний улучшали и сделали более точным. Но все эти методы страдали общими недостатками – трудности наблюдений, громоздкость вычислений и все равно невысокая точность. Были бы достаточно точные часы – не было бы проблемы. Но их не было.

Одержимые идеей

Задача определения долготы привлекла слишком много разных людей – порой только мешавших остальным. И слава у этих людей была соответствующая.

В серии гравюр «Карьера мота» художник Хогарт поместил среди обитателей Бедлама «долготного одержимца», который пишет на стене безумное решение задачи – это было понятно всем его зрителям.

Даже в «Путешествиях Гулливера» главный герой мечтает, что родится бессмертным струльдбругом и увидит возвращение известных комет, пересыхание великих рек в ручейки и «метод определения долготы, вечный двигатель и панацею, доведённые до совершенства».

Джон Гаррисон — человек, покоривший долготу

А решил задачу человек практичный, трезвый и очень работоспособный. Звали его Джон Гаррисон (1693-1776), и он посвятил этой задаче всю свою жизнь.

В двадцать лет он собрал свои первые часы – почти полностью деревянные, рисунок древесины подобран так, что за годы эксплуатации они совершенно не стерлись.  Не достигнув тридцати, он создал башенные часы в Броксли-парке – они идут и сегодня, не требуя смазки, потому что все трущиеся детали сделаны из дерева бакаут, которое выделяет смазку само, пока ее хватает.

Первый его хронометр, получивший название Н-1, весил около тридцати кило и хранился в стеклянном шкафу в виде куба со стороной чуть больше метра. Его отправили в плавание на корабле «Центурион» и обнаружили, что его точности вполне хватает для успешной навигации.

Против был только сам Гаррисон – он понял, как его можно улучшить. Несколько лет он создавал модель Н-2, но и ей остался недоволен, хотя результаты вполне устраивали моряков. Следующую модель, Н-3, он доводил до ума почти двадцать лет.   Он был легче предшественников и существенно меньше – две трети метра в высоту, треть метра в ширину. Но это его все равно не устроило, и он уже вместе с сыном сооружает Н-4, хронометр величиной в обычную тарелку, и с еще более точным ходом.

Хронометры в музее Гринвича

Сейчас все хронометры стоят рядом в гринвичском музее. Н-4 не заводят – боятся, что испортится, а первые три модели идут и сейчас, причем совершенно точно.

Многие годы чудесное изобретение Гаррисона не хотели признавать. Этот вопрос обычно решали астрономы, которые, естественно, были сторонниками астрономических методов, и боролись с конкурентами по тем правилам, которые их устраивали.

Гаррисону ставили трудновыполнимые условия, требовали передачи всех его наработок, в том числе секретных, в казенное пользование, рискуя при этом, что они уплывут за кордон (французы предлагали ему немалые суммы), меняли условия признания его достижений на ходу, все больше их ужесточая. Это длилось даже не годы – десятилетия!

Только после обращения лично к королю, который в точной механике ничего не понимал, но непредвзято увидеть то, что и так каждому ясно, оказался в состоянии, его успехи признали и удостоили его давно заслуженных им наград. Это правильно – ведь он потратил на эти четыре хронометра практически всю свою жизнь. А как же удалось уговорить его так поступить?

ВНИМАНИЕ – ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ!

8 июня 1714 года парламент принял билль, который объявил конкурс с огромным призом в 20 000 фунтов (сейчас это миллионы) для того, кто решит проблему точного определения долготы. Но, главное, тысячи людей вложили в исследования в разы больше денег (!), чем предложенная огромная премия, причем совершенно добровольно. 

Приз для того, кто даст возможность ошибаться не больше, чем на полградуса, 15000 фунтов – если ошибка не будет больше ¾ градуса, 10000 фунтов – за ошибку не больше градуса. Была создана комиссия, которая проверяет исполнение условий и, что еще интереснее, может поощрить успешных разработчиков – Гаррисон пять раз получил от нее по 500 фунтов, и поэтому не умер с голоду за десятилетия интенсивного труда.

Парадокс в том, что тысячи людей вложили в исследования в разы больше денег, чем предложенная огромная премия, причем совершенно добровольно.  

Это одна из причин успеха конкурсов – пусть неудачник плачет, победитель получает всё! У государства столько денег просто не нашлось бы, и задача не была бы решена, а так – сами видите…

Что стоит запомнить

Конкурс – прекрасное средство привлечь средства для научных исследований.

Правильно поставьте задачу, назначьте серьезную награду, а дальше все за вас сделают другие – желающие ее получить!

Не назначайте в комиссию, которая принимает решение, явных сторонников одного из подходов — они просто разгонят всех остальных, а они, быть может, и более правы. 

Если вас гнобят и оттесняют, жалуйтесь на самый верх из того, что вообще находится в вашем доступе. Лучше всего королю, но где они теперь, эти короли?

И еще одно – если уж участвуете, постарайтесь выиграть. Это как-то больше радует.