Угол «фи»

Италия. Страна его любимой латыни, любимых поэтов. Колыбель католической церкви, резиденция римского папы, резиденция «черного папы» – генерала ордена…

Небо и краски Италии увидел он, добравшись на исходе третьей недели путешествия до Генуи. Широкий, сверкающий на солнце залив, силуэты кораблей и галер, крепостные стены с башнями, мраморная белизна палаццо в тенистых садах, взбирающихся террасами по склону… – все говорит о богатстве, о недавнем могуществе торговой и воинственной Генуэзской республики.

Несколько в стороне от этой пышности находит он владение иезуитской академии и, предъявив в канцелярии бумагу с рекомендациями, получает тотчас в ней пристанище. В тот же вечер он уже в обсерватории при академии и смотрит черное небо Италии с южными созвездиями, которых не увидишь в северных прибалтийских широтах. В обсерватории много такого, чего нет у них в Вильно. Успеть ознакомиться, запомнить. Долго оставаться здесь нельзя. Генуя – всего лишь промежуточный пункт для него. А главная‑ то цель лежит дальше, на южном побережье Франции.

Марсель. Порт, кипящий движением судов, грузовыми работами, разноязыкой речью, буйством матросских кабачков. По извилистым, не очень опрятным уличкам едет путешественник в высокую часть города, поближе к отрогам скалистых гор. И вот на удобной открытой площадке маячит небольшое строение с круглой башенкой. Известная французская обсерватория, где директор профессор Эспри Пезена. Выдающийся математик‑ астроном, гидрограф, отмеченный высоким званием «королевского астронома». К тому же видный член ордена. К нему‑ то и направлен на выучку стипендиат Виленской академии Мартин Почобут.

Профессор оказался кругленьким господином с благодушным лицом, живыми, чуть насмешливыми глазками, – не угадаешь в нем иезуита. Но к рекомендательному письму отнесся со всей серьезностью и под видом первой непринужденной беседы исподволь прощупывал приезжего вопросами – о его научных интересах, о его подготовленности и, кстати, о твердости его взглядов как члена ордена.

Пезена – знаток математики, автор сочинений по сферической тригонометрии. Астроном‑ наблюдатель имеет дело с недоступными объектами, до них не дотянуться с обычными измерениями. Только угол зрения, под которым видит он то или иное светило, дает отправную величину для вычислений. Основная мера здесь – угловой градус. А расстояния выражаются в угловых расстояниях. Сферическая тригонометрия и накладывает на небесную сферу разные треугольники, определяя по известной величине углов неизвестную величину сторон. Превосходный математический аппарат, работающий в руках астрономов, – им должен овладеть Мартин Почобут под руководством Эспри Пезена.

«Королевская» обсерватория в Марселе располагала набором отличных инструментов, а сам «королевский астроном» искусно владел техникой наблюдения, уверяя лукаво, что для этого достаточно иметь меткий глаз… и аккуратность.

Пезена предоставил в его распоряжение небольшую зрительную трубу. Не самой последней, совершенной конструкции, – шестнадцать футов фокусного расстояния, в ней нет еще ахроматического объектива. Но это вполне хорошая труба, представляющая небесные объекты с достаточной отчетливостью. Он сам, Пезена, пользовался ей охотно. Пусть теперь попробует Почобут для начала. И надо сказать, действительно она доставила ему немало радости.

В программе занятий был раздел, имеющий особое значение для Почобута. Определение географических координат. Собственно, ради этого его и направили сюда за тридевять земель. Профессор Пезена считался в этой области великим маэстро.

Не такое простое искусство – определить по звездам земные координаты. Оно складывалось веками. Звездочеты древности не умели, не могли определять долготу. Широту пробовал вычислять в Древнем Риме поэт Манилий, поставив на открытой площадке тонкий обелиск‑ гномон, отбрасывающий тень от солнца. В день весеннего или осеннего равноденствия ровно в полдень измерял он длину тени. Отношение этой длины к высоте обелиска и давало ему основу для расчета широты. Грубый способ, грубые результаты. Даже три столетия спустя патриарх поздней античной астрономии Клавдий Птолемей определял географические координаты не астрономическим путем, а собирая сведения о маршрутах купцов и путешественников: сколько времени надо проехать на коне, на колесах или на корабле от одного пункта до другого? Не лучше обстояло дело и в средние века. В пятнадцатом столетии выдающийся узбекский ученый Муххамед Улугбек, используя в своей Самаркандской обсерватории достижения астрономии мусульманского Востока, умел получать широту и долготу, дал определение географических координат для шестисот с лишним пунктов на земном шаре, в Азии, Африке, в Европе. Пример этот войдет в историю как уникальный. Еще два века спустя правительство Голландии – Генеральные штаты Нидерландов – могущественная тогда морская держава – обращается к стареющему, слепнущему Галилео Галилею с просьбой передать открытый им способ определения долготы по спутникам Юпитера. Но Галилей узник инквизиции, и по приказу из Рима генеральный инквизитор Флоренции накладывает запрет на переговоры.

Только с применением телескопа, появлением точных часов‑ хронометров, изданием астрономических справочников‑ календарей определение географических координат стало входить в практику обсерваторий. Гринвичская на Британских островах, Парижская во Франции, обсерватория Петербургской академии наук, что на Васильевском острове… Известнейшие в Европе. И все равно каждый раз такое определение воспринимается как дело особой, государственной важности. Русский царь Петр Первый, познав азбуку практической астрономии, проведя сам ряд наблюдений в обсерватории Копенгагена, предпринял в России широчайший план астрономо‑ геодезических работ. Снаряженные им экспедиции должны были наложить сеть географических координат по всей огромной полосе от Балтийского моря до Камчатки. Рассказ об этом Почобут слышал еще от профессора Жебровского.

А вот совсем недавно… Правительство Англии назначило крупную премию золотом тому, кто найдет наиболее удобный, верный способ определять долготу на море. И как раз накануне приезда Почобута в Марсель было объявлено, что часть премии присуждена выдающемуся математику и физику, бывшему профессору Петербургской академии наук Леонарду Эйлеру, – за его теорию движения Луны, на основе которой был разработан новый способ «по лунным расстояниям».

Пезена открывает ему, чем же теперь располагает практическая астрономия. Арсенал накопленных средств.

Определение долготы. В звездном небе, среди всех этих движений, обращений, восходов и заходов, ловят, как говорят, «физический момент», который можно с достаточной точностью наблюдать и фиксировать. Затмение Луны, прохождение Луны и звезд через небесный меридиан, покрытие какой‑ либо звезды Луной, затмение Солнца… – все может служить, лучше или хуже, таким моментом. Астрономы стараются его не пропустить. Нацеливают трубы со всех обсерваторий, из разных точек Земли. Но из разных точек Земли наблюдатели будут видеть этот момент в разное время. Одни раньше, другие позже. Те, что находятся восточнее, – раньше. Те, что западнее, – позже. На столько‑ то часов, минут, секунд. Эта разница во времени и дает нужный отсчет долготы. От одного пункта наблюдения до другого. Каждый час разницы – пятнадцать градусов долготы.

Считают, скажем, от Гринвича, как от одной из старейших обсерваторий. Точка ее принята за нуль – начало всех долгот земного шара. В одну сторону от Гринвича – долготы восточные. В другую сторону – долготы западные. Иногда считают и от какого‑ нибудь соседнего пункта, если долгота его уже известна. Астрономы держат общий строй. Публикуют в журналах, в календарях данные своих наблюдений. Можно сравнивать время: кто в какой час видел тот или иной «физический момент». Иногда сообщают друг другу и в письмах. Астрономия, практическая астрономия, она ведь наука круговая, артельная.

Вывести долготу по времени не так уж трудно. Куда труднее провести само наблюдение выбранного момента. Поймать его, точно зафиксировать – начало, полная стадия, конец. Учесть все сопутствующие явления и внести на них поправки. Пезена демонстрировал, какие тут тонкости.

Определение широты. Здесь уже прослеживание какой‑ нибудь заметной, незаходящей звезды. Геометрические построения на небесной сфере. Угол, под которым звезда видна над горизонтом, когда проходит небесный меридиан в высшей точке, – верхняя кульминация. И угол, когда она проходит меридиан в низшей точке, – нижняя кульминация. Отсюда и выводится некий средний угол «фи», выражающий значение географической широты в градусах.

Угол «фи». За ним гонялись и гоняются астрономы, желая определить место своего наблюдения на сетке земных координат. Пробует и Мартин Почобут на широте Марсельской обсерватории, помня о том, как ему понадобится находить этот угол «фи» там у себя, на широте Вильно.