Георгий Яффе - Тихоокеанские румбы
В греческих источниках он обнаружил лишь глухие упоминания о том, что наиболее сильные приливы бывают в полнолуния. Почтенный средневековый философ Фома Аквинат говорил о том, что допускает возможность влияния на морскую воду звезд, ничем не подкрепляя этого заявления. И звучало оно астрологически — так же можно сказать, что звезды влияют на людские судьбы. Великий Галилей, отвергая всякую астрологию, отказывал небесным телам в каком-либо участии в делах земных и пытался доказать, что приливы порождены вращением Земли. Однако Ньютон сразу увидел нелогичность в рассуждениях мудрого предшественника. Если б вращение Земли порождало эти странные колебания уровня океана, интервал между двумя приливами был бы равен солнечным суткам (24 часам), а в действительности он, как правило, равен лунным суткам (24 часам 50 минутам) или их половине (12 часам 25 минутам). И, наконец, в одном из теологических трудов сэр Исаак нашел объяснение столь невероятное, что даже он, человек глубоко религиозный, не мог не расхохотаться, читая его. Автор сочинения утверждал, что прилив и отлив зависят от ангела, вернее, даже от его пятки. Когда ангел опускает пятку в океан, наступает прилив, когда вынимает — отлив.
Прямые же предшественники Ньютона, отчаявшись понять, какие силы, словно гигантский насос, то вычерпывают, то наполняют до краев чаши морей, назвали приливы «могилой человеческого любопытства».
Да, сэр Исаак не мог всерьез отнестись ни к одной из точек зрения, зафиксированной в фолиантах. И потому он приступил к задаче с самого начала так, будто до него никто и не пытался решить проблему приливов, будто вместо груды древних трудов перед ним лежал белый лист бумаги. Иначе Ньютон поступить не мог. Ибо верил не приблизительным рассуждениям, а точным доказательствам. Не зря же предания донесли до наших дней его презрительную фразу «гипотез не изобретаю». Его устраивали только законченные теории. И, взявшись за проблему приливов, он и здесь решил возвести стройный замок, сложенный, словно из кирпичей, из бесспорных формул.
Ньютон смотрел на мир глазами математика. Он вынужден был представить себе воду океана, лишенную вязкости — то есть внутреннего трения. Кроме того, ему необходимо было вообразить, что Мировой океан покрывает земной шар сплошным слоем — словно на нашей планете вовсе нет суши. Иначе известными в то время математическими методами описать явление приливов было бы невозможно. При таких условиях под влиянием притяжения Луны и центробежной силы, возникающей от вращения системы Земля-Луна вокруг общего центра тяжести (честь открытия законов этого вращения также принадлежит Ньютону), вода океана должна вытянуться в виде двух гигантских флюсов. Эти флюсы образуют эллипсоид прилива, который большой своей осью всегда нацелен на Луну и следует за ней как на привязи. А Земля вращается вокруг своей оси. И каждая точка земного шара последовательно «вползает» то во флюс, то в узкую часть эллипсоида. Потому в ней точно через каждые 6 часов 12,5 минуты наступает то прилив, то отлив.
Все казалось настолько просто и логично, что таблицы, созданные на основе идей Ньютона, должны были действовать с четкостью часового механизма. Но приливы не подчинялись логике великого математика. Словно взбалмошный возница дилижанса, они то приходили, намного опередив расписание, то безнадежно запаздывали. Тогда вместо полной воды, которую ждал шкипер, под килем оказывалось каменистое дно. И хотя в документах того времени не отражено, как на это реагировали судовладельцы, но нам представляется именно так — они врывались в кабинет ученого, сжимая в руке суковатую трость.
Век Ньютона Энгельс назвал «царством механики». В то время ученый, чтобы постичь сущность явления, должен был настолько абстрагироваться от реальности, что иногда из его поля зрения выпадали весьма существенные ее черты. Метод познания не позволял охватить все многообразие и всю сложность окружающего мира. И потому гениальные абстракции, на века определявшие пути науки, не могли дать прямого выхода в практику.
Чтобы приблизиться к истине еще на один шаг, нужен был новый взгляд на мир и новый гений, который приложит этот взгляд к теории приливов. Этот шаг оказалось по силам сделать французскому математику Пьеру Симону Лапласу. Он представил себе прилив не в виде флюса неподвижного эллипсоида, а в виде гребня волны, огибающей земной шар под влиянием тех же сил — притяжения и центробежной, которые открыл Ньютон. Этот взгляд позволил хорошо объяснить сложную мозаику приливов Мирового океана. Их неповторимое разнообразие, вызванное причудливо изрезанной линией берега и хаотическим нагромождением неровностей дна, строго подчиняется уже открытым в то время законам волнового движения.
Лаплас доказал, что приливы создаются не только Луной, но и Солнцем. Правда, компаньоны принимают в этом деле далеко не равное участие. Казалось бы, Солнце, масса которого в 30 миллионов раз больше массы Луны — должно быть намного более влиятельным. Но дело не только в массе — ив расстоянии. А как известно, до Луны от нас почти в 400 раз ближе, чем до Солнца. И в результате — лунный прилив оказывается в два с лишним раза мощнее солнечного. И притом оба светила имеют несколько «ниточек», которыми они «дергают» к себе воду океана, при этом каждая «ниточка» как бы создает свою волну. Именно как бы, потому что в реальном мире мы видим приливную волну, которая есть результат сложения всех этих фиктивных волн. На гребень одной из них налагается подошва другой, промежуточная стадия третьей. И всех их сплющивает и деформирует хаотическое нагромождение неровностей дна, причудливо изрезанная линия берега. Словом, хотя построение теории приливов на трудах Лапласа было в основном закончено, но найти легкий и удобный способ, чтобы применить на практике найденные законы, оказалось совсем не просто. Человечество истратило на это еще полтора столетия.
Ведь, объяснив причины существования приливной мозаики, ученые тем самым признали ее, а значит отказались от представления, что высота прилива, промежутки времени между приливом и отливом во всех точках планеты одинаковы. И обрекли себя на необходимость сначала в течение нескольких месяцев ежечасно отсчитывать по рейкам (а позднее с помощью особого прибора — мареографа) высоту прилива во многих точках побережья океанов и морей, а затем вычислять по этим данным таблицы приливов — опять же для каждого пункта отдельно. И только на год вперед. Миллионы вычислений, титанический труд! Выдающийся английский физик XIX века Уильям Томсон (лорд Кельвин) создал в помощь мореплавателям специальную приливную машину — дальнего предка нынешней вычислительной техники. Она верой и правдой служила человечеству не одно десятилетие. Но даже Томсону не удалось упростить многие расчеты.
