Рассматривая различные средства, с помощью которых велось это важное исследование, я обнаружил, что наблюдение затмений, как первичных, так и вторичных планет, будучи возможным только в определенное время, не может быть полезным для моряка; что за движениями Луны долго наблюдали, как бы точно, без всякого результата; что другие астрономические наблюдения были трудны и неопределенны, при всех преимуществах положения, инструментов и знаний; и поэтому были совершенно невыполнимы для моряка, бросаемого на воде, плохо обеспеченного инструментами и не очень искусного в их применении. Надежда на точный часовой механизм или хронометр более благовидна. Но когда я начал эти исследования, еще не было сделано никаких механизмов, которые не были бы явно неточными и неопределенными: и даже о механических трудах, которые я сейчас слышу так громко прославляемыми, когда я рассматриваю препятствие движению из-за трения, износ их частей из-за истирания, различное давление атмосферы, влияние различных эффлювий на металлы, силу тепла и холода на всю материю, изменения гравитации и опасность сотрясения, я не могу не опасаться, что они предоставят миру еще один пример бесплодной изобретательности, хотя я надеюсь, что они не оставят на этой стране упрека в невознагражденном усердии. Я видел, следовательно, ничего, на чем я мог бы остановиться с вероятностью успеха, кроме магнитной стрелки, инструмента, легко переносимого и мало подверженного случайным повреждениям, с которым моряк давно знаком, который он охотно изучит и может легко консультировать. Магнитная стрелка, с 1300 года, когда она, как принято считать, была впервые применена Флавио Джойя из Амальфи для нужд моряка, по-видимому, долгое время считалась навигаторами тех времен указывающей точно на север и юг; которые, плавая обычно по спокойному Средиземному морю или совершая лишь короткие рейсы, не нуждались в очень точных наблюдениях; и которые, если они когда-либо мимоходом замечали какие-либо отклонения от меридиана, либо приписывали их какой-то внешней и случайной причине, либо охотно пренебрегали тем, что не было необходимости понимать.
Но когда открытие нового мира обратило внимание человечества на военно-морские науки, и длительные курсы потребовали больших тонкостей практики, отклонение стрелки вскоре стало заметным и было записано в 1500 году Себастьяном Каботом, португальцем, который за счет короля Англии открыл северные берега Америки.
Поскольку следующий век был временем морских приключений, можно было ожидать, что отклонение, однажды замеченное, будет хорошо изучено: однако, по-видимому, на него мало обращали внимания; ибо предполагалось, что оно постоянно и всегда одинаково в одном и том же месте, пока в 1625 году Геллибранд не отметил его изменения и не опубликовал свои наблюдения.
С этого времени философский мир получил новый предмет для размышлений, и исследователи магнетизма направили свои изыскания на постепенные изменения направления стрелки, или вариации вариации, которые до сих пор казались столь беспорядочными и капризными, что ускользали от всех схем, которые могли бы придумать самые причудливые из философских мечтателей для их объяснения. Любую систему, которая могла бы объединить эти мучительные различия, они, казалось, были склонны принять, и с готовностью посчитали бы обороты центрального магнита, с очень малым беспокойством о его существовании, если бы могли приписать ему какое-либо движение или чередование движений, которые соответствовали бы изменениям стрелки.
Однако на это тайное свойство магнетизма я рискнул возложить свои надежды на определение долготы в море. Я нашел неоспоримо верным, что стрелка меняет свое направление в курсе на восток или запад между любыми заданными параллелями широты: и, предполагая, что природа в этом, как и во всех других операциях, единообразна и последовательна, я не сомневался, что вариация происходит по какому-то установленному методу, хотя, возможно, слишком абстрактному и сложному для человеческого понимания.
С этой трудностью, однако, нужно было столкнуться; и благодаря пристальному и постоянному упорству внимания я наконец победил, или думал, что победил ее: сформировав регулярную систему, в которой все явления казались примиренными; и, будучи способным, исходя из вариации в местах, где она известна, проследить ее до тех, где она неизвестна; или из прошлого предсказать будущее; и, следовательно, зная широту и вариацию, назначить истинную долготу любого места.
С этой системой я приехал в Лондон, где, представив свои предложения ряду изобретательных джентльменов, было решено, что в течение времени, необходимого для завершения моих экспериментов, я буду поддерживаться совместной подпиской, которая будет погашена из вознаграждения, на которое, как они заключили, я имею право. Среди подписчиков был мистер Роули, памятный конструктор оррери; и среди моих сторонников был лорд Пизли, титул, не неизвестный среди магнитных философов. Я часто показывал на латунном глобусе эксперименты, которыми подтверждалась моя система, в доме мистера Роули, где обычно собирались ученые и любознательные люди того времени.
В это время большие ожидания были возложены на мистера Уистона по определению долготы по наклонению стрелки, которое, как он предполагал, регулярно увеличивается или уменьшается. С этим ученым человеком у меня было много конференций, в которых я пытался доказать то, что он наконец признал в повествовании о своей жизни, — неопределенность и неэффективность его метода.
Около 1729 года мои подписчики объяснили мои притязания лордам Адмиралтейства, и лорд Торрингтон объявил мое требование справедливым на вознаграждение, назначенное в последнем пункте акта тем, кто сделает открытия, способствующие совершенствованию искусства мореплавания. Он настаивал на этом с такой теплотой, что комиссары согласились представить мои таблицы сэру Исааку Ньютону, который извинился по причине своего возраста от регулярного рассмотрения: но когда его проинформировали, что я считаю вариацию в Лондоне все еще увеличивающейся, что он и другие философы, его ученики, считали тогда стационарной и на грани регрессии, он заявил, что считает мою систему провидческой. Я не сильно роптал, будучи на время подавленным этим могучим именем, даже когда верил, что против меня только имя: и я дожил до того, что могу представить в свою пользу свидетельство времени, негибкого врага ложных гипотез; единственное свидетельство, которое подобает человеческому разуму противопоставить авторитету Ньютона.
Мои идеи, действительно, с тех пор рассматривались с равным высокомерием теми, кто не имеет такого же права на уверенность в решении; людьми, которые, хотя, возможно, очень учены в своих собственных исследованиях, имели мало знакомства с моими. Но даже это можно перенести гораздо лучше, чем дерзость мальчишек, которых я видел, как они вырастают в философов благодаря экспериментам, которые я давно сделал и забросил, и благодаря улучшениям, которые я так давно перенес в свою обычную практику, что не могу вспомнить, когда я был без них.
Когда сэр Исаак Ньютон отказался от порученной ему должности, она была передана мистеру Молинью, одному из комиссаров Адмиралтейства, который взялся за нее без особого желания благоволить мне; но, однако, счел один из инструментов, который, чтобы подтвердить мое собственное мнение и опровергнуть мнение мистера Уистона, я представил Адмиралтейству, столь любопытным или полезным, что он тайно скопировал его на бумагу и скрытно пытался заставить рабочего имитировать его для своего собственного использования.
Это обращение естественно вызвало протесты и пререкания, которые, впрочем, продолжались недолго, ибо мистер Молинью вскоре после этого умер; и мои предложения на время были забыты.
Я не стану, однако, обвинять его в намерении осудить меня без суда; ибо он потребовал часть моих таблиц для испытания в плавании в Америку, в чем я тогда, как я думал, имел основания отказать ему, еще не зная, как трудно получить на любых условиях фактическое рассмотрение.
Примерно в это время теория доктора Галлея была главным предметом математических разговоров; и хотя я не мог не считать его слишком большим соперником, чтобы апеллировать к нему как к судье, все же его репутация определила меня просить его знакомства и рискнуть его мнением. Я был представлен ему мистером Лоуторпом и доктором Дезагюлье, и вложил свои таблицы в его руки; которые, продержав их около двадцати дней на рассмотрении, он вернул в присутствии ученого мистера Мачина и многих других искусных людей с просьбой, чтобы я опубликовал их поскорее; ибо я принесу бесконечную пользу человечеству.
Одно из меланхолических удовольствий старика — вспоминать доброту друзей, чью доброту он больше не испытает. У меня теперь не осталось никого, кто мог бы поддержать мои исследования; и поэтому я естественно обращаю свои мысли к тем, кем я был поддержан в лучшие дни: и я надеюсь, что тщеславие возраста может быть прощено, когда я заявляю, что могу похвастаться среди своих друзей почти каждым именем моего времени, которое сейчас помнят: и что в тот великий период математического соревнования едва ли нашелся человек, который не появился бы как мой защитник, если не появлялся как мой антагонист.
Этими друзьями я был поощрен представить Королевскому обществу наглядное доказательство разумности моей теории с помощью железной сферы, на которой маленький компас двигался в различных направлениях, демонстрируя не несовершенную систему магнитного притяжения. Эксперимент был показан мистером Хоксби, а объяснение, которым он сопровождался, было прочитано доктором Мортимером. Я получил благодарность общества; и меня просили поместить мою теорию, должным образом запечатанную и заверенную, в их архивы для информации потомков. Я проинформирован, что вся эта транзакция записана в их протоколах.
После этого я удалился от общественного внимания и посвятил себя полностью продолжению моих экспериментов, подтверждению моей системы и завершению моих таблиц, без другого спутника, кроме мистера Грея, который разделял все мои исследования и развлечения и привык отвечать на мои сообщения о магнетизме своими открытиями в электричестве. Так я продолжал с неустанным усердием; и, возможно, в рвении исследования не достаточно размышлял о безмолвных посягательствах времени, или помнил, что никто не находится в большей опасности сделать мало, чем тот, кто льстит себе способностями сделать все. Когда я был вынужден выйти из своего уединения, я пришел, обремененный немощами возраста, чтобы бороться с трудностями скудного состояния; отрезанный слепотой моей дочери от единственной помощи, которую я когда-либо имел; лишенный временем моего покровителя и друзей; своего рода чужак в новом мире, где любопытство теперь отвлечено на другие объекты, и где, не имея средств снискать расположение к моим трудам, я стою единственным приверженцем устаревшей науки, посмешищем щуплых учеников щуплых философов.
В этом состоянии покинутости и подавленности я завещал потомству следующую таблицу; которая, если время подтвердит мои предположения, покажет, что вариация была когда-то известна; и что человечество имело когда-то в пределах своей досягаемости легкий метод определения долготы.
Я не стану, однако, брать на себя обязательство утверждать, что все мои числа теоретически и до мельчайших деталей точны: я не стремился к таким степеням точности, которые только отвлекают исследование, не принося пользы практике. Величина вариации была установлена частично инструментами, а частично вычислениями: инструменты всегда должны разделять несовершенство глаз и рук тех, кто их делает, и тех, кто их использует: и вычисление, пока оно не было исправлено экспериментом, всегда находится в опасности какого-либо упущения в предпосылках или какой-либо ошибки в дедукции.
При использовании этой таблицы необходимо учитывать, что, хотя я и называю конкретные города ради привлечения внимания, таблицы выверены исключительно по долготе и широте. Так, когда я предсказываю, что в Праге в 1800 году склонение составит 24-1/4 з. д., я имею в виду, что оно будет таковым, если Прага находится, как я поместил ее согласно лучшим географам, на 14 30' в. д. и 50 40' с. ш.; однако я не могу быть уверен, что это ее истинное положение. Широта многих мест неизвестна, а долгота известна лишь у немногих; и даже те, кто не знаком с наукой, убедятся, что найти ее нелегко, когда им скажут, на сколько градусов доктор Галлей и французские математики удаляют мыс Доброй Надежды друг от друга.
Те, кто желает проводить это исследование с философской точностью, должны также приобрести лучшие стрелки, чем те, что обычно используются. Стрелка, которую я после долгого опыта рекомендую морякам, должна быть из чистой стали, со стрежнями и колпачком из цельного куска, общей длиной в три дюйма, причем каждый стержень должен содержать четыре с половиной грана стали, а колпачок — тринадцать с половиной гран.
Обычные стрелки столь плохо изготовлены или столь неумело подвешены, что на них воздействуют многие причины, помимо магнетизма; и, среди прочих неудобств, они дали повод для праздной мечты о суточном склонении.
Я не сомневаюсь, что в отдельных местах могут возникать исключения из моей системы. Во многих частях земли могут существовать тела, которые препятствуют или прерывают общее влияние магнетизма; но эти прерывания не опровергают теорию. Признано, что вода течет вниз по склону, хотя иногда сильный ветер может заставить ее течь вверх. Признано, что солнце дает свет в полдень, хотя в определенных соединениях оно может подвергнуться затмению.
Те причины, каковы бы они ни были, что прерывают ход магнитных сил, с наименьшей вероятностью могут быть обнаружены в великом океане, когда земля со всеми ее минералами отделена от компаса огромной массой однородной воды. Таким образом, этот метод определения долготы, к счастью, в отличие от всех прочих, наиболее легок и практичен в море.
Поэтому я рекомендую этот метод для изучения и применения морякам и философам; а прилагаемый образец я представляю на беспристрастное рассмотрение морских держав как пример общей таблицы, показывающей склонение во все времена и во всех местах для полного оборота магнитных полюсов, которую я начал составлять давно и, при должной поддержке, давно бы завершил.
[1] Отчет о попытке установить долготу в море с помощью точной теории склонения магнитной стрелки; с таблицей склонений в наиболее примечательных городах Европы с 1660 по 1860 год. Закария Уильямс.
СООБРАЖЕНИЯ О ПЛАНАХ, ПРЕДЛОЖЕННЫХ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА МОСТА БЛЭКФРАЙАРС.
В трех письмах к издателю «Gazetteer».
ПИСЬМО I.
СУДАРЬ, 1 декабря 1759 г.
Планы, предложенные различными архитекторами, обладающими разной репутацией и способностями, для строительства моста, который предполагается возвести у Блэкфрайарс, после отклонения большей их части теперь сведены к небольшому числу; из этого небольшого числа три считаются значительно превосходящими остальные; так что только три архитектора теперь являются надлежащими претендентами на честь этого великого подряда; двое из них предлагают полуциркульные арки, а третий — эллиптические.
Вопрос, следовательно, заключается в том, какой арке следует отдать предпочтение: эллиптической или полуциркульной?
Первое достоинство моста, построенного для торговли через большую реку, — это прочность; ибо мост, который не может устоять, сколь бы прекрасным он ни был, будет хвастаться своей красотой лишь недолго: поэтому более прочная арка предпочтительнее, и тем более предпочтительнее, если при большей прочности она обладает и большей красотой.
Тех, кто знаком с математическими принципами архитектуры, немного; и еще меньше тех, кто в каком-либо отдельном случае станет утруждать себя напряженным размышлением или изнурять свой ум непривычными исследованиями. Поэтому мы попытаемся показать слабость эллиптической арки с помощью аргументов, которые апеллируют просто к здравому смыслу, но при этом выдержат проверку геометрическим анализом.
Все арки обладают определенной степенью слабости. Никакое полое сооружение не может быть столь же прочным, как сплошная масса, каждая верхняя часть которой давит перпендикулярно на нижнюю. Любой груз, положенный на вершину арки, имеет тенденцию вдавить эту вершину в пустоту внизу; и арка, нагруженная таким образом сверху, стоит лишь потому, что камни, образующие ее, будучи шире в верхней части, чем в нижней, не могут провалиться сквозь пространство, которое уже, чем они сами; но сила, которая при приложении к плоской поверхности давила бы прямо вниз, рассеивается в обе стороны в боковом направлении, подобно тому как части балки раздвигаются вправо и влево клином, вбитым между ними. По мере того как камни становятся шире вверху, чем внизу, их труднее вдавить вниз, и, поскольку их боковые поверхности больше отклоняются от центра к каждой стороне, давление в большей степени направляется в стороны к опорам и в меньшей степени перпендикулярно к пустоте.
На этом простом принципе можно доказать, что полуциркульная арка превосходит по прочности эллиптическую, которая, приближаясь к прямой линии, должна возводиться из камней, сужающихся книзу весьма незначительно, и давление которых почти перпендикулярно.
Тем не менее, упорным невежеством иногда утверждалось, что эллиптическая арка прочнее полуциркульной; или, другими словами, что любая масса поддерживается тем прочнее, чем меньше она опирается на опоры. Если эллиптическая арка столь же прочна, как полуциркульная, то есть если арка, приближаясь к прямой линии, не теряет своей устойчивости, то из этого следует, что всякое сводостроение бесполезно и что мост в конечном итоге может без всяких неудобств состоять из камней, уложенных по прямой линии от столба к столбу. Но если прямая линия не выдержит никакого веса, что очевидно с первого взгляда, то ясно также, что и эллипс выдержит очень мало; и что по мере того, как арка становится более изогнутой, ее прочность возрастает.
Доказав таким образом превосходную прочность полуциркульной арки, мы достаточно обосновали, что ей следует отдать предпочтение; но, чтобы не оставить без ответа ни одного возражения, мы считаем уместным также заметить, что эллиптическая арка всегда будет казаться лишенной возвышенности и достоинства; и что если красоту определять голосованием, то эллиптической арке мало чем можно похвастаться, поскольку единственный мост такого рода стоит уже двести лет, не находя подражателей.