Книга Смерть в черной дыре и другие мелкие космические неприятности - Нил Деграсс Тайсон
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Иракский математик и астроном Мухаммад ибн Муса аль-Хорезми подарил нам слово «алгоритм» (собственно, это слово происходит от «аль-Хорезми») и «алгебра» (от слова «аль-джабр» в названии его трактата об алгебраических вычислениях»). И принятая во всем мире система цифр – 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 – хотя и была придумана в Индии, пребывала в полной безвестности, пока ее не стали применять арабские математики. Более того, именно арабы придумали, как применять число нуль, и вывели совершенно новые следствия из этого понятия, позволяющие применять его во всей полноте. Между тем римские цифры и все разработанные к тому времени системы исчисления никакого нуля не предполагали. И сегодня эти десять символов по праву называются во всем мире арабскими цифрами.
* * *
Портативные латунные астролябии с изящной гравировкой тоже изобрели арабы, опиравшиеся на древние прототипы; это были не просто астрономические инструменты, но и настоящие произведения искусства. Астролябия проецирует купол небосклона на плоскую поверхность. Системой наложенных друг на друга дисков, шестерней и шкал, и подвижных, и неподвижных, она напоминает изысканно украшенный часовой механизм напольных часов. Астролябия была так популярна и служила таким авторитетным средством сопоставления земного и небесного, что и по сей день почти две трети самых ярких звезд на ночном небе носят арабские имена. Она позволяла и астрономам, и всем желающим измерять положение на небе Луны и звезд, из чего можно было рассчитать время, а это в целом полезное умение, особенно если надо знать, когда пора молиться.
Название звезды в переводе обычно означает анатомическую деталь описываемого созвездия. Среди самых знаменитых звезд с арабскими названиями – ярчайшие звезды Ориона Ригель («аль-риджл», «нога») и Бетельгейзе («яд аль-джауза», «рука великого», по нынешним представлениям о форме этого созвездия она находится на месте подмышки), Альтаир («ат-тахир», «летающий»), самая яркая звезда в созвездии Орла, и переменчивая звезда Алголь («аль-гуль», собственно, «гуль»), вторая по яркости в созвездии Персея – она словно мигающий глаз окровавленной отрубленной головы Медузы Горгоны, которую Персей держит в руке. В категории менее знаменитых – две самые яркие звезды созвездия Весов, которые, правда, в те времена, когда астролябия была в зените славы, относились к Скорпиону: это Зубен аль-Генуби («Аз-Зубан аль-Януби», «южная клешня») и Зубен аль-Шемали («Аз-Зубан аш-Шамали», «северная клешня») – самые длинные дошедшие до нас названия звезд.
После XI века исламский мир еще ни разу не возвращал себе то научное влияние, которым он обладал в предшествовавшие четыре столетия. Покойный пакистанский физик Абдус Салам, первый мусульманин, получивший Нобелевскую премию, сокрушался:
Нет никаких сомнений, что именно в мусульманских странах из всех цивилизаций на планете наука слабее всего. Опасности, которые таит в себе подобная слабость, невозможно переоценить, поскольку в условиях нашей эпохи достойное существование общества прямо зависит от могущества науки и техники.
* * *
Периоды научной плодовитости случались и у многих других стран и народов. Вспомнить хотя бы Британию и точку отсчета долгот на Земле. Нулевой меридиан – это линия, отделяющая на глобусе географический запад от востока. Нулевой он потому, что его долгота – ноль градусов, и он делит пополам основание телескопа в Гринвичской обсерватории, в лондонском боро на южном берегу реки Темзы. Эта линия проходит не через Нью-Йорк, Москву или Пекин. Именно Гринвич был выбран в 1884 году на Международной меридианной конференции в Вашингтоне.
К концу XIX века астрономы из Королевской Гринвичской обсерватории, основанной в 1675 году (нет нужды упоминать, что находится она в Гринвиче), накопили данные о точных позициях нескольких тысяч звезд за сто с лишним лет. Гринвичские астрономы пользовались довольно заурядным, однако сделанным по особому проекту телескопом, который мог перемещаться по меридиональной дуге, соединяющей север и юг через зенит наблюдателя. Поскольку они не отслеживают общее движение звезд с востока на запад, то просто дрейфуют вместе с вращением Земли. Такой телескоп, носящий официальное название «пассажный инструмент», дает возможность отметить точное время, когда та или иная звезда пересекает поле зрения наблюдателя. Зачем это делать? «Долгота» звезды на небосклоне – это время на звездных часах в момент, когда звезда пересекает твой меридиан. Сегодня мы сверяем свои часы с атомными часами, однако когда-то не было хронометра более точного, чем вращение самой Земли. И не было лучшего показателя вращения Земли, чем медленно проплывающие над головой звезды. И никто не измерял положение проплывающих звезд точнее астрономов из Королевской Гринвичской обсерватории.
В XVII–XVIII веках Британия потеряла много кораблей из-за промахов в навигации, которые приводили к тому, что рулевые не знали свою долготу с достаточной точностью. Самая масштабная трагедия произошла в 1707 году, когда британский флот под командованием вице-адмирала сэра Клаудесли Шовелла сел на мель у островов Силли к западу от Корнуолла, потеряв четыре судна и две тысячи человек. У Англии появился стимул к действию, и она учредила наконец Комиссию долгот, которая предложила щедрую награду – 20 000 фунтов – первому, кто создаст хронометр, которым можно пользоваться в открытом океане. Конечно, подобному устройству было суждено сыграть главную роль и в военном деле, и в коммерции. Такой хронометр, синхронизированный с гринвичским временем, позволял очень точно определить долготу судна. Надо было лишь вычесть местное время, которое прекрасно определялось по положению Солнца или звезд, из времени, которое показывал хронометр. Разность и была точным показателем долготы к востоку или к западу от нулевого меридиана.
В 1735 году задание Комиссии долгот было выполнено. Результатом стали портативные, с ладонь размером, часы, которые изобрел и собрал английский механик Джон Гаррисон. Навигаторы сочли, что хронометр Гаррисона ничуть не менее ценен, чем живой человек, стоящий на часах на баке, – собственно, у слова «часовой» появился новый оттенок значения.
Поскольку Англия всячески поддерживала достижения в астрономических и навигационных наблюдениях, именно Гринвич заслужил право считаться нулевым меридианом. Благодаря этому решению автоматически получилось так, что международная линия перемены даты, которая находится в 180 градусах от нулевого меридиана, оказалась в пустоте, посреди Тихого океана на противоположной стороне глобуса. Потому-то на свете нет ни одной страны, в разных частях которой всегда были бы две разные даты. Ни одна страна не отстает сама от себя по календарю.
* * *
Если англичане навсегда оставили свой след в пространственных координатах на глобусе, основу системы исчисления времени – солнечный календарь – заложила римско-католическая церковь, под эгидой которой тоже велись некоторые научные исследования. Церковь побудила к этому не сама по себе жажда астрономических открытий, а стремление удержать дату Пасхи где-то в районе ранней весны. Это было так важно, что папа Григорий XIII основал Ватиканскую обсерваторию, где работали высокообразованные монахи-иезуиты, которые измеряли ход времени с непревзойденной точностью. Было решено, что Пасха приходится на первое воскресенье после первого полнолуния после весеннего равноденствия (для того чтобы Великий четверг, Страстная пятница и Пасхальное воскресенье никогда не попадали на какие-то особые дни по чужим лунным календарям). Это правило действует, если первый день весны приходится на март, где ему самое место. Однако юлианский календарь, который ввел еще Юлий Цезарь в Риме, оказался до того несовершенен, что к XVI веку в нем накопилось десять лишних дней, отчего первый день весны приходился на первое апреля, а не на двадцать первое марта. Високосный год, то есть каждый четвертый год, когда добавлялся дополнительный день, отличительная черта юлианского календаря, с течением столетий слишком сильно корректировал время и сдвигал Пасху все позднее и позднее.
