В современном мире сложно представить себе человека без часов или без телефона с часами. Необходимость знать время с точностью до минуты стала важнейшим ориентиром для взаимодействия людей. В древности жизнь текла гораздо медленнее, и знать точное время не было так уж важно. Солнечные и водяные часы, известные со времен Древнего Египта, минутной точности не давали, но позволяли знать время с точностью до часа, чего было вполне достаточно. Острая необходимость знать время с точностью до минуты появилась в Средние века в море, но вовсе не потому, что средневековые моряки куда-то торопились.
Морякам крайне важно уметь определять свое местоположение на земном шаре, что в открытом море в отсутствие ориентиров затруднительно. В XI веке был изобретен компас, и определение правильной траектории движения в открытом море стало в принципе возможно. В XIII–XIV веке появились карты-портоланы, на которых все возможные маршруты по суше и морю рисовали густой сеткой прямых отрезков, где были подписаны расстояния. Чтобы добраться из одного места до другого, особенно внутри Средиземного или Черного моря, окруженных со всех сторон сушей, нужно было лишь идти в нужном направлении по компасу – и через заданное расстояние попадаешь в точку назначения.
Когда европейские мореплаватели стали осваивать Мировой океан и совершать дальние плавания, появилась необходимость определять свое местоположение другим способом. Астрономия к тому моменту развилась достаточно для того, чтобы знать, что Земля – это шар, вращающийся вокруг своей оси. Местоположение корабля на шаре определяется широтой и долготой. Технически широту определить несложно: это расстояние до экватора, которое не меняется из-за вращения Земли. Широту рассчитывали по высоте солнца над горизонтом в полдень или по высоте Полярной звезды ночью. Долготу же рассчитать таким образом невозможно, так как Земля вращается и нет никакой особенной («нулевой») долготы.
Проблема определения долготы в открытом море столетиями стояла нерешенной. Уже в конце XVI века испанский король назначил огромное вознаграждение за разработку действенного метода расчета долготы. Достаточно быстро свои вознаграждения назначили и другие морские страны – Португалия, Венеция, Голландия, Великобритания и Франция. Великие умы брались за эту задачу. Поначалу задачу долготы пытались решить астрономическими методами, по аналогии с задачей широты. Галилей, например, придумал определять долготу по времени затмения спутников Юпитера! Не стоит и говорить, что для судовой практики подобный метод оказался совершенно бесполезным.
Второй путь решения задачи долготы, который со временем и сработал, заключался в создании точных часов. Синхронизация судовых часов со временем в порту выхода позволяет сравнивать полдень в точке нахождения корабля (когда Солнце в зените) и полдень в исходной точке. Это однозначно пересчитывается в долготу. Мы все сталкиваемся с этим эффектом, когда перелетаем в другой часовой пояс: чем больше расстояние по долготе от точки вылета, тем больше отличается местное время.
Итак, потребовались судовые часы, определяющие время с точностью до минуты, не ломающиеся в качку и шторм, стабильно работающие при разных температурах. Создание таких часов стало непростой задачей и заняло несколько веков. Солнечные и водяные часы для этой цели не подходили. В море вообще некоторые обычные для суши вещи отказываются работать, например, обычные весы. Даже сейчас, в XXI веке, взвесить что-то на корабле в качку с большой точностью – сложно решаемая задача. Но вернемся к часам.
В XIII веке изобрели песочные часы, которые вполне можно использовать на судах, если не пропускать моменты переворота часов. Кстати, довольно быстро в песочных часах стали использовать молотую яичную скорлупу, а не песок, который царапает стекло и делает его мутным. И все равно песочные часы имеют массу неудобств.
В середине XVII века голландский механик Гюйгенс включился в решение задачи по созданию точных морских часов для голландского флота. Гюйгенс придумал использовать маятник как основу для часового механизма. Это впервые позволило получить очень точные часы, но только для суши. В морскую качку маятник работал плохо, и морские часы у Гюйгенса так и не получились. Он предложил заменить маятник на пружину, но до ума пружинные часы довести не успел. Лишь в середине XVIII века, через сто лет непрерывных экспериментов и испытаний, вначале в Великобритании, а потом и во Франции разработали точные пружинные часы, которые надежно работали в море. В Великобритании в середине XVIII века изобрели и секстант, который позволил более точно определять широту. Удивительно, но на многих современных судах до сих пор хранят секстант на случай, если электронные навигационные приборы откажут.
Первенство Великобритании в морской навигации и создании морских часов стало одной из причин принятия Гринвичской обсерватории в качестве места прохождения нулевого меридиана. Символично, что к середине XVIII века Голландия сошла со сцены морских сверхдержав, проиграв борьбу за колонии в Индии, Африке и Северной Америке. Символично и то, что Гюйгенса, главного голландского часовщика, в зените карьеры переманили во Францию, где он возглавил созданную Французскую академию наук с четкой ориентацией на прикладные исследования.
Морские часы еще долго оставались штучным товаром, самым ценным прибором на судне. Если приходилось оставлять судно, первым делом спасали судовой журнал и судовой хронометр. В морских портах стали подавать оптические (спуск шара или флага на мачте) или звуковые сигналы (выстрел из пушки) в фиксированные часы для сверки судовых часов. В Санкт-Петербурге в Петропавловской крепости до сих пор ежедневно в полдень производится выстрел из пушки, а на мачте Гринвичской обсерватории ежедневно в час дня опускается шар. Только к середине XIX века появилось промышленное производство точных морских часов, одним из лидеров которого стала Швейцария. Наручные часы, один из главных символов роскоши в современном мире, – это прямое следствие многовековой эпопеи по созданию точных морских часов.