# Эпизод 3: Планы и инструменты.

An episode of [Геодезия и Отвага!](https://invisiblenetwork.ai/podcast/1587762249), 14 Oct 2021, 21 min.

Audio: https://www.buzzsprout.com/1861178/episodes/9367204-3.mp3

Прежде чем отправляться в экспедицию на край света, хорошо бы эту экспедицию спланировать в тепле и уюте родного города. Сегодня мы поговорим о том, что такое триангуляция, какой длины туаз и как в XVIII веке определяли координаты. Заодно помянем долготный приз и его победителя. Спойлер: в конце эпизода одна Великая Градусная Экспедиция превратится в две. Картинки к рассказу и тексты с подробностями, не вошедшими в подкаст можно найти в: Инстаграм: @geocourage Яндекс Дзен: "Геодезия и Отвага!" Группа Вконтакте: https://vk.com/geocourage Группа Facebook: https://www.facebook.com/groups/271494691356036/ Веб-сайт: www.geocourage.ru В эпизоде использовались цитаты из музыкальных произведений: 1. Гофф Ричардс, Rock music III в исполнении Oldham Music Centre Youth Brass Band, musopen.org. 2. Георг Филипп Телеманн, Партита Телемана си-бемоль мажор, musopen.org. 3. Антонио Вивальди L'estro armonico, соч. 3 в испонении Сильвии Марлоу, musopen.org. 4. Георг Фридрих Гендель, Water Music Сюита No.2 ре мажор в исполнении Bath Festival Orchestra , musopen.org. 5. Гофф Ричардс, Rock music III в исполнении Oldham Music Centre Youth Brass Band, musopen.org. https://t.me/geocourage

## Transcript

Эпизод 3
О том, что именно собирались делать в Перу. О туазе, квадрантах, зенитном секторе. О долготном призе. Арктическая миссия (затравочка)
Интро:
Здравствуйте, друзья. Это подкаст "Геодезия и отвага". Невыдуманная история одной международной экспедиции, которая в 18 веке отправилась из Франции в Латинскую Америку, чтобы решить спор о форме Земли: вытянутая она как дыня или сплюснутая как тыква. На протяжении восьми лет ученые попадали в самые ужасные передряги: в войну и извержение вулкана, на убийственную корриду и в снегопад на экваторе. История Французской геодезической миссии, к сожалению, не на слуху. и я, Лена Журавлева, стараюсь это исправить.
В предыдущем эпизоде
Нашу научную экспедицию к берегам Перу мы оставили в том месте, где морской министр Франции, за чей счет оплачивался проект, пришел в ужас от кадровой политики ученых и сам занялся подбором персонала, выделением кредитов и денег, а также дипломатической перепиской с испанским двором. Луи Годену, как идеологу, оставалось лишь позаботиться о плане работ и инструментах.
Планирование работ
В чем заключалась задача экспедиции? Требовалось измерить длину дуги меридиана в 1 градус и сравнить, на сколько она отличается от 1 градуса Парижского меридиана . ланирование работ происходило в публичном пространстве кофеен и трактиров, широко обсуждалось в уже упомянутом нами Градо и в личной переписке всей ученой братии. Над чашками и бокалами разворачивались карты и шли ожесточенные споры. Луи Годен, руководитель, ослепленный легким успехом, заявляет о том, что лучше измерить длину не 1 градуса меридиана (около 111 км), а целыъ четырех. Определенный смысл в этом действительно есть: чем большее расстояние мы измеряем, тем больше мы обезопашены от влияния случайных погрешностей. Но четыре градуса! Почти пять сотен километров в малоизученном высокогорье! На злобу дня в Академию пришло едкое письмо из России, где в самом вежливом тоне Жозеф Делилль, директор Санкт-Петербургской обсерватории предложил коллеге не мелочиться и чего уж - измерить дугу меридиана до самой огненной Земли. Чтобы дважды не ходить. Напомню, что в Огненной земле настолько холодно, что водятся пингвины.
Маленькая историческая справка:
В 1735 году, о котором мы говорим, в России царствовала Анна Иоановна, племянница Петра 1: Екатерина 1 уже умерла, а ее дочь Елизавета еще не захватила престол. Кстати, если вы окажетесь в Москве, сходите поглядеть на Царь-колокол. Когда Луи Годен готовил свою экспедицию, царь колокол отличали в Кремле в специально подготовленной яме. А в Академии Наук Петербурга за астрономию отвечал Жозеф Николя Делилль, приглашенный из Парижа еще Петром 1. Делилль фактически основал отечествнную астрономию: создал службу точного времени, систему обучения российских астрономов, собрал все необходимые инструменты. Естественно, опыт работ в нашей большой стране (а Делилль занимался и по масштабным катографированием Империи) давал ему повод давать едкие комментарии коллеге, который больше Франции земли не видывал.
Как измерить длину дуги меридиана?
Что именно собирались делать ученые, когда доберутся до тайного города Кито, что в Перу? Помните, в самом первом эпизоде мы говорили об Эратосфене и градусных измерениях? Градусные измерения: это когда между двумя точками, расположенными на одном меридиане, измеряют расстояние и разность широт.
Про измерение расстояния: к 18 веку (и, кстати, до конца века двадцатого) для этой цели применялся метод триангуляции. Это способ наиболее точно измерить расстояние между точками, выстроив между ними цепочку стыкующихся треугольников. В треугольниках измерялись все углы и одна сторона (там, где это удобно). Далее треугольники решались (для тех, кто подзабыл геометрию: решить треугольник - значит найти в нем все углы и все стороны) и - вычислялось расстояние между северной и южной точкой в линейной мере.
Кстати, вот исторический анекдот про измеряемую сторону треугольника. Базис, как он называется в триангуляции. Деллиль в России (и еще кое-то из его коллег в Швеции) считал, что удобно будет измерять базис по замерзшему льду реки или залива, поскольку он образует ровную, поверхность с идеальной видимостью. Увы, замерзающих заливов в Перу не водится.
Тот план, который Годен изначально представил в Академии касался измерений в горной долине между западной и восточной цепью Анд. Это казалось разумным: горные вершины послужат отличным ориентиром для наблюдений, а города Кито (на севере) и Куэнка (на юге), упомянутые на карте, должны иметь хоть какие-то подъездные дороги. Однако потом Годен увлекся идеей измерять не меридиан, а параллель, его коллеги вообще хотели держаться ближе к побережью, так что планирование миссии застопорилось и окончательный ответ на вопрос “а что именно мы там будем делать” не был дан до самого отплытия из Франции.
В защиту такого подхода следует сказать, что предварительная подготовка работ велась по очень приблизительным картам, самой свежей из которых было лет тридцать. Последним французом, побывавшим в Перу был Амеде Франсуа Фрезье (торговец, инженер и шпион, кстати, про него есть статья в википедии). Любопытно, что известен он совсем не разведдеятельностью, а клубникой. Которую привез из Перу в королевскую оранжерею. И свое французское имя fraise она носит по его фамилии. Вообщем, планирование экспедиции, хотя и было занимательным, содержало слишком много белых пятен. Все станет понятно на местности. А пока следовало позаботиться об инструментах.
Про инструменты
Раз надо измерять углы в треугольниках. то возникает вопрос: чем? Этим вопросом озаботился Шарль Ла кондамин. приобретя квадранты у мастера Ланглуа за полторы тысячи ливров каждый. Лангуа, похоже, был единственным или самым известным мастером по изготовлению геодезических инструментов).
Что такое квадрант? Это угломерный прибор, который представляет из себя латунную дугу с делениями (на четверть круга, от того и происходит название инструмента). К этой дуге подвижно прикрепляются две металлические зрительные трубы длиной около 60 см (Ла кондамин пишет о 2-футовых квадрантах). При измерении угла одна труба точно наводится на один объект, другая на другой, и по размеченой дуге (при помощи микрометра) определялся угол между ними.Причем инструмент мог закрепляться как в горизонтальном положении (для определения горизонтальных углов на местности), так и в вертикальном, чтобы определять склонения светил или возвышения гор. Такой прототип современного нам тахеометра. Только у тахеометров деления наносятся на стеклянный круг, а не на латунную дугу.
Что же касается измерения расстояний (базис предполагался длиной около 12 км). Его должно было измерять с наивысшей доступной точностью. Cейчас, с помощью GPS это можно было бы сделать до десятых долей миллиметра, в те времена - делалось с помощью мерных вех до десятков сантиметров.
Мерные вехи (полуметровые) изготавливались из дерева и на концах (пятках) обивались медью. Но дерево может расширяться или сжиматься. Поэтому в Перу привезли эталон длины. Чтобы сравнивать с ним длину вехи. Эталоный туз изготовил тот же мастер, что и изготавливал квадранты.
Про туаз
Бытовой единицей длины во Франции, Испании и Англии были футы. Они, в свою очередь делились на дюймы, а те на линии (кстати, термин “трехлинейка оттуда и происходит). Да вот беда: футы в разных странах в разные времена были разные. Нужна была какая-то однозначная единица. И такая имелась: туаз (сажень ~ 1,9 м) был зафиксирован материально (и документально) еще со средних веков. Туазом считалась длина железного прута, вмурованного в стену замка Большой Шатле в Париже. Со временем оказалось, что что все меры длины далеко ушли от “парижского туаза”. Их ведь изготавливали по образцу друг друга, а не по образцу железяки в стене. Не изымать же теперь из обращения все линейки, веревки и не переделывать же все землемерные и имущественные документы (это и сейчас большая проблема в современной геодезии и кадастре, а в 17 веке и подавно). Так что что изготовили альтернативный “академический туаз”, чтобы тот служил эталоном для существующих линеек. Вот с него Ланглуа и изготовил копию, чтобы ученые взяли бы ее с собой в Перу.
Про гринвич
Поскольку объем измерений и важность миссии были беспрецедентными, то и инструменты требовались самые точные, которые можно было достать. Годен отправился в Англию. У знаменитого мастера Джоржа Грэхема: он приобрел октант (половинку квадранта), точный маятник (для определения времени) и зенитный сектор, наиточнейший прибор для определения широты,
Немного подробностей, чтобы было ясны трудности путешествия. Зенитный сектор - это 3-4 метровая зрительная труба (вроде телескопа в обсерватории). Его надо было крепить к балкам и несущим конструкциям обсерватории (да еще так, чтобы он свободно покачивался в направлении север-юг). К тому же к нему прилагались линзы, колесики, винтики микрометра: все это могло легко погнуться, разболтаться и повредиться при транспортировке.
Как определяли широту? Надо было выбрать удобное место, куда не задувало (дом, сад, церковь), проделать в потолке дыру. Собрать раму, на которой был бы подвешен сектор. Ночью наблюдатель лежал бы на скамейке под окуляром, ловя в поле зрения звезду и по шкале определял угол наклона трубы. Его помощник (ночью, значит это все делалось при свечах) записывал точное время “захвата звезды” и все повторялось до тех пор, пока звезда находилось в поле зрения. Если погода была облачной,кто-то отвлекался или свеча гасла, то процедура повторялась ночь за ночью до успешного завершения и сходимости результатов. Картинка на эту тему есть в материалах к выпуску. Гравюра из книги Лакондамина показывает как раз работу с зенитным сектором: наблюдатель скорчился под зрительной трубой, помощник со свечой в руке берет отсчет по часам, а за ними подглядывают любопытствующие.
Спасибо вам, создатели GPS у нас в телефоне.
Кстати, почему Годен отправился за приборами в Грвинвич, а не обратился к соотечетвенникам? Потому что англичане считались лучшими в мире мастерами по изготовлению инструментов, ведь они были искусными мореплавателями.
Эпоха кругосветных путешествий предполагает способность хорошо ориентироваться. То есть, в любой момент знать, где ты. В терминах того времени: знать свою широту и долготу. Определить их положение можно, наблюдая звезды (ночью) или солнце (днем). Определение широты “насколько я севернее или южнее” особенной сложности не представляло. По большому счету оно вычислялось по углу солнца (звезды) относительно горизонта (он легко просматривается на море) в местный полдень. Местный полдень - это самая высокая точка, на которую поднимается солнце над горизонтом. Чтобы померить угол между горизонтом и солнцем можно было использовать астролябию, квадрант, секстант или другие угломерные приборы.
С долготой (насколько я к западу или к востоку) дело обстоит труднее. Практически - долготу тащили за собой, постоянно занося смену курса в бортовой журнал (примерно раз в полчаса днем и ночью), сверяясь с компасом. Однако, если курс меняется сам по себе (из-за ветра, течения, шторма, морскго боя) - легко было потеряться. Ошибка лишь в одну угловую минуту в широте и долготе дает разброс до почти 2 км. В обсерваториях определение долготы осуществлялось через измерение времени: разность долгот - это разность местного времени при наступлении одного и того же астрономического события. То есть, если сегодня я наблюдаю затмение луны Юпитера в 22.45, то из астрономического ежегодника я могу понять, в какой час это должно происходить в Париже. И, по разности времени, могу понять, на сколько градусов я нахожусь к востоку или западу от Парижской обсерватории. Маятниковые часы появились совсем недавно и считались наилучшими, но для морской качки не подходили. Вопрос определения долготы был таким актуальным, что был даже (Ньютоном) обещан долготный приз тому, кто сконструирует высокоточный хронометр для морских путешествий. И только на эту работу потребовалось полвека. Кстати, долготный при в несколько этапов получил Джон Харриссон - ученик мастера, у которого Годен приобретал свой зенитный сектор.
К маю 1735 года подготовка Экваториальной градусной экспедиции была завершена. Для нужд миссии был выделен 44-пушечный военный корабль Портофе. Интенданту порта Рошфор (оттуда должен был отплыть корабль). были даны указания снабдить научную миссию всем необходиым. Необходимое включало ружья и порох, мечи, палатки, одеяла, хирургические инструменты, кухонную утварь и повара, мсье Сен-Лорана, который, как о нем говорили, провел в Перу пять или шесть лет, так что мог сойти за испанца. Портофе отплыл из Рошфора 15 мая и держал курс к карибскому острову Эспаньола, половину которого владели Французу, половиной - испанцы. Великое приключение начиналось.
А 25 мая 1735 года, через две недели, Пьер Мопертюи, глава парижских ньютонианцев, променявший плащ мушкетера на карьеру математика, читал доклад в Академии. Он приводил свои новейшие соображения по поводу Фигуры Земли, а также обосновывал необходимость второй, поддерживающей экспедиции. Не на экватор, а к самому Полярному Кругу. Туда, где разница в кривизне Земли по сравнению с нулевой широтой будет наиболее выражена. Почему:
• Две миссии на экватор и на полюс дадут более надежный результат, чем одна на экватор (бесспорно).
• А также северная экспедиция будет дешевле.
• Северная миссия быстрее привезет результаты. Мало ли что может произойти на той стороне мира за несколько лет. Коллегам угрожают дикие звери, незивестные болезни, войны, кораблекрушение и самое главное - внутренние конфликты команды.
Морепа, морской министр, спонсировавший экваториальную экспедицию, крепо задумался. К нему уже начали поступать неприятные новости о крайне расточительности и надменности Луи Годена, который не мог найти общего языка ни с капитаном, ни с коллегами. Судьба экваториальной экспедиции была под угрозой. После недолгих размышлений он дал Мопертюи добро на Арктическую миссию. Так градусных экспедиций стало две.
В следующем эпизоде я расскажу о том
как именно Мопертюи ловко и оперативно организовал вторую Арктическую экспедицию, пока следы первой еще не успели остыть и о том, как экваториальная чуть было не закончилась, едва начавшись. Ищите женщину, как говорят французы.

Shows are listed from Apple Podcasts' charts and directory, and Podcast Index where it is used. Every show and episode belongs to its publisher and plays from the publisher's own feed; this site hosts none of them.