Незападная история науки: Открытия, о которых мы не знали - Джеймс Поскетт Страница 28

Странного человека, пригласившего Таароа посмотреть в телескоп, звали Джозеф Бэнкс. Впоследствии он станет одним из самых влиятельных научных деятелей XVIII в. и будет занимать должность президента Лондонского королевского общества на протяжении 40 с лишним лет. Бэнкс прибыл в Полинезию в апреле 1769 г. на борту корабля «Индевор» под командованием капитана Джеймса Кука. Это путешествие, организованное Лондонским королевским обществом и профинансированное самим королем Георгом III, положило начало новой эре контактов между Европой и Тихоокеанским регионом, а также внесло важный вклад в развитие науки XVIII в. Экспедиция Кука преследовала две цели. Первой было наблюдение за транзитом Венеры. Второй – поиск легендарной Южной земли, или Terra Australis, которая, как думали европейцы, была сказочно богата золотом и серебром. Эта легенда восходила еще к Средневековью и была весьма распространена среди первых европейских исследователей, путешествовавших в Азиатско-Тихоокеанский регион в XV–XVI вв. Как и французская геодезическая миссия в Анды, экспедиция на «Индеворе» совмещала научные интересы с имперскими амбициями{187}.

Венера таила в себе ключ к разрешению второй фундаментальной проблемы Ньютона. Астрономы знали относительные расстояния между планетами еще с начала XVII в. Однако у них не было возможности измерить абсолютные расстояния. Для Ньютона это стало загвоздкой. В «Началах» он теоретически показал, как при помощи его теории всемирного тяготения можно объяснить эллиптическую форму орбит планет, движущихся вокруг Солнца. Он также предположил, что планеты оказывают взаимное гравитационное притяжение, особенно когда находятся близко друг к другу, поэтому их орбиты иногда кажутся неправильными. То же самое касалось и Луны, и многочисленных спутников Юпитера. Ньютон мог рассуждать обо всем этом лишь абстрактно, приводя геометрические доказательства и сложные математические формулы, – но ему отчаянно не хватало конкретных данных. В одном месте «Начал» он описал силу притяжения, с которой Солнце действует на Юпитер и Сатурн, но и в этом случае ему удалось рассчитать только соотношение этих двух сил, но не их абсолютные величины{188}.

Наблюдение за прохождением Венеры по диску Солнца позволило бы решить эту проблему. В 1716 г. друг Ньютона Эдмунд Галлей предложил метод измерения точного расстояния между Землей и Солнцем. Галлей понял, что для наблюдателей в Южном полушарии Венера пересечет диск Солнца чуть быстрее, чем для наблюдателей в Северном полушарии. Этот эффект, когда объект меняет свое положение в зависимости от точек наблюдения, называется «параллакс». (Попробуйте посмотреть сначала только левым, потом только правым глазом на какой-нибудь предмет: вам покажется, что он двигается). Сравнение результатов наблюдений из Северного и Южного полушарий позволило бы астрономам вычислить угол между Венерой и точками наблюдений. Зная этот угол и расстояние между наблюдателями и используя тригонометрию, можно было рассчитать недостающую величину: расстояние между Землей и Солнцем. Грубо говоря, этот метод предполагал построение гигантского воображаемого треугольника между Землей и Венерой, то есть был основан на принципах, использованных французскими геодезистами в Андах. Просто в этом случае он был масштабирован на всю Солнечную систему{189}.

Расстояние между Землей и Солнцем, известное как «астрономическая единица», служило своего рода космологическим мерилом. Поскольку астрономы уже знали относительные расстояния между планетами, им оставалось просто взять это значение и вычислить все абсолютные расстояния, впервые точно определив размер Солнечной системы. Это послужило бы осязаемым подкреплением теорий Ньютона. Что особенно важно, знание точного размера Солнечной системы также дало бы ряд важных практических преимуществ для морской навигации. Если уж на то пошло, именно по этой причине европейские государства были готовы потратить значительные средства на решение, казалось бы, чисто академической проблемы. Британцы были не единственными, кто собирался наблюдать за транзитом Венеры. Французская Королевская академия наук направила своих наблюдателей в Сан-Доминго, а Санкт-Петербургская академия наук – в Сибирь. По всему миру, от Калифорнии на западе до Пекина на востоке, насчитывалось более 250 наблюдателей от европейских академий{190}.

К началу XVIII в. европейским мореплавателям все чаще предлагалось использовать астрономические наблюдения для расчета местоположения в море. В 1714 г. британский парламент учредил специальную Комиссию долгот, которая объявила вознаграждение в 20 000 фунтов стерлингов тому, кто предложит наиболее точный метод определения долготы в открытом море. Некоторые из предложенных вариантов были основаны на точном измерении времени в ходе длительного путешествия. Часовщика Джона Гаррисона прославил специальный морской хронометр, который прошел успешное испытание в плавании на Ямайку в 1761 г. Была надежда, что хронометр Гаррисона можно будет использовать для навигации между Западной Африкой и Карибским бассейном, – и это служит нам очередным напоминанием о том, какую роль играла трансатлантическая работорговля в развитии науки XVIII в. Но большинство методов, одобренных Комиссией долгот, были основаны на астрономических наблюдениях (например, за спутниками Юпитера) или на измерении углового расстояния между Луной и отдельными звездами. Долготу в открытом море можно было вычислить путем сравнения полученных значений с таблицами, составленными в Королевской обсерватории в Гринвиче. Поэтому точное измерение размеров Солнечной системы было необходимо не только для подтверждения предсказаний Ньютона, но и для развития морской навигации{191}.

Капитан Джеймс Кук рассматривал наблюдение за транзитом Венеры как военную операцию. Во многом так оно и было. Королевское общество выбрало основной площадкой для наблюдений остров Таити посреди Тихого океана. Он находился на максимально удаленном расстоянии от Британии, но был одним из немногих мест в Южном полушарии, где астрономы смогли бы наблюдать прохождение Венеры по диску Солнца от начала до конца. Таити также представлял стратегический интерес для британского Королевского флота. Магеллан впервые пересек Тихий океан еще в XVI в. Но только в XVIII в. европейские империи всерьез взялись за освоение этого региона. Предполагалось, что острова, подобные Таити, могут стать плацдармом для дальнейшей территориальной экспансии, а также для поисков неведомой Южной земли. Французы, голландцы и британцы – все соперничали за господство над островом. Французы считали Таити своим: в 1767 г. французский исследователь Луи Антуан де Бугенвиль высадился на острове и объявил его владением короля Людовика XV{192}.

Но территориальные претензии французов не смущали Кука. Высадившись на Таити в апреле 1769 г., он приказал построить на берегу небольшую военную базу, получившую характерное название «Форт Венера». «Я думаю, что теперь мы успешно сможем обороняться, если туземцы нападут», – записал капитан в своем дневнике. Отношения между британцами и туземцами были действительно напряженными. После прибытия «Индевора» произошла серия ожесточенных столкновений, и Кук хотел удостовериться, что наблюдениям никто и ничто не помешает. Форт был окружен глубоким рвом, земляным валом и высоким частоколом из бревен с заостренными концами. Его охранял гарнизон из моряков, вооруженных мушкетами и пушками. В центре форта стояла палатка с астрономическими приборами и маятниковыми часами. Кук распорядился поднять над палаткой британский флаг, чтобы показать таитянскому населению и французам, что отныне остров принадлежит Великобритании, а затем приказал группе моряков с мушкетами встать в охранение{193}.

День транзита Венеры выдался невероятно жарким: температура поднялась выше 48 ℃. Кук обливался потом в своей капитанской форме и жаловался в дневнике на «нестерпимую» жару. Но в целом он радовался погоде – за день до этого было облачно, и если бы во время прохождения Венеры Солнце скрыли облака, вся экспедиция оказалась бы напрасной. На всякий случай Кук отправил Джозефа Бэнкса на соседний остров Муреа, чтобы провести дополнительные наблюдения, рассчитывая, что оттуда явление будет видно лучше. Но утром 3 июня 1769 г. небо над Таити очистилось. «Погода благоприятствовала нам. На небе весь день ни облачка, воздух прозрачен, так что мы пользовались всеми преимуществами, какие только можно пожелать при наблюдении за планетой», – писал Кук. Когда подошло расчетное время, Кук приник к телескопу. В 9 часов 21 минуту по местному времени на краю солнечного диска появилось маленькое черное пятнышко. Венера начала транзит{194}.

Но все