Первые в России работы по теории фигуры Земли

В то время, когда в Петербургской Академии наук полным ходом шла подготовка ко Второй Камчатской экспедиции, из Парижа пришло сообщение о начале в 1733 г. новых градусных измерений, как и предлагал Делиль еще в 1720 г., измерений вдоль большой дуги Парижской параллели, от Бреста до Страсбурга. Работы проводились по заданию французского правительства,¹ которое, усомнившись в точности карт, составленных на основе дискредитированной гипотезы Кассини о вытянутой у полюсов фигуре Земли, поручило Парижской Академии наук проверить эти выводы. Понятно, что Делиль, предлагавший тот же самый метод 13 лет назад и давно стремившийся к решению важного вопроса об истинной фигуре Земли, не мог оставаться безучастным.

Старые рукописи доложенных, но неопубликованных в 1720 г. в Париже работ Делиля и Лувиля были извлечены из его архива в 1734 г. и представлены Петербургской Академии. Так как протоколы за этот год сохранились далеко не полностью, а опубликованные записи — весьма кратки, то о существовании самих работ и тем более об их обсуждении в Петербурге стало известно лишь недавно. Первое сообщение о них по парижской части архива Делиля было опубликовано Бигурданом в 1895 г. [41, с. F. 14].

В 1975 г. среди неразобранных бумаг Винсгейма нам удалось найти другую рукопись той же работы Делиля. Она озаглавлена: «Новые размышления о фигуре Земли, составленные г. Жоз. Ник. Делилем в 1720 г. и переданные г. аббату Биньону²».³ Как выяснилось впоследствии, она представляла собой копию рукописи Делиля, снятую рукой Винсгейма. На рукописи была сделана пометка: «29 июля 1734 г.». По-видимому, в этот день работа докладывалась Академической конференции. Несомненно, что это была первая в России ньютонианская работа по теории фигуры Земли. Почерк Винсгейма, особенно в скорописи, — весьма сложен для расшифровки. К тому же конец рукописи оказался дефектным. Вот почему в последний абзац текста этой работы Делиля, опубликованной в 1978 г. [163, с. 540, 545], вкралась ошибка.

В 1980 г. благодаря любезному содействию С.Р. Микулинского (СССР) и Р. Татона (Франция) автору данной книги удалось получить позитивный микрофильм оригинала работы Делиля из архива Парижской обсерватории. Рукопись представляет собой автограф Делиля с чуть иным названием: «Новые размышления о фигуре Земли Жозефа Никола Делиля, сообщенные г. аббату Биньону в апреле 1720 г.».⁴ Сравнение двух рукописей показало, что рукопись, найденная в бумагах Винсгейма, представляет собой точную копию автографа Делиля. По оригиналу был уточнен ряд сомнительных мест и расшифрован ясно написанный там конец работы. Как выяснилось, он должен читаться так: «На параллели Парижа по расстоянию от Парижа до Бреста, выведенному геометрически на основании многих карт, связанных вместе, мой брат [Гийом Делиль, — Н.Н.] нашел, что это расстояние на 1/20, или на 33 дуговых минуты, меньше, чем того требует разность меридианов в сферической гипотезе».⁵

Познакомив своих петербургских коллег с важнейшими методами проведения градусных измерений и с теми правилами, соблюдение которых при наблюдениях, измерениях и обработке полученных результатов совершенно необходимо, а заодно и с историей этого важного вопроса, Делиль остановился и на гравиметрических методах определения фигуры Земли.

Как можно судить по краткой записи протокола заседания Академической конференции, 20 сентября 1734 г. он делал доклад об измерении длины секундного маятника [49, т. 1, с. 114]. По-видимому, там шла речь не только о наблюдениях в Архангельске, выполненных Делилем-младшим [157], но также и о проведении аналогичных работ участниками Камчатской экспедиции. Вероятно, затрагивалась и история вопроса. Надо думать, что Делиль рассказал не только о наблюдениях Рише, Галлея, Гюйгенса и Лувиля, но и о работе Ньютона. Естественно, что все, кто проходил стажировку в обсерватории, знал об этих исследованиях уже раньше, как по книгам списка Делиля, так и непосредственно по рукописям этих авторов, хранившимся в его архиве.

Тем временем, не удовлетворившись результатами измерений Парижской параллели, которыми в 1733 г. руководил Ж. Кассини, правительство Франции предложило Академии в 1735 г. послать две градусные экспедиции в Перу и Лапландию, поручив на сей раз проведение работ младшему поколению парижских ученых, которое сочувственно относилось к идеям Ньютона. Как известно, результаты этих экспедиций убедительно доказали справедливость ньютоновского учения о сплюснутости Земли у полюсов.

Первые работы Географического департамента также дали материал для выяснения истинной фигуры Земли. По-видимому, здесь прежде всего использовался метод, предложенный Делилем еще в 1720 г. Не претендуя на точность, он позволял получить приблизительное представление о фигуре Земли и о конфигурации страны, на территории которой выполнялись измерения. Вот как Делиль излагал сущность своего метода: «Пусть мы имеем достаточно подробные карты разных провинций..., расположенных на одной и той же параллели. Предположим, что их можно было бы связать вместе так, чтобы с их помощью приблизительно узнать расстояние до двух мест, довольно удаленных, для которых можно было бы точно узнать разность меридианов. Найти же ее было бы нетрудно по точным наблюдениям разности линий меридиана, которые были выполнены... на всех границах...» [163, с. 540].

Для применения этого метода хорошо подходили карты Эстонии — Петербурга — Японии, Москвы — Казани — Тобольска — Иркутска — Японии (на параллели, близкой к Московской, был и Париж), Турции — Грузии — Японии и т. п. Составлению карт именно этих районов уделялось особое внимание. Результаты всех этих работ, вероятно, содержались в речи Делиля «О величине и фигуре Земли», с которой он выступил на заседании конференции 23 августа 1736 г. [49, т. 1, с. 299].

21 января 1737 г. Делиль представил «Проект измерения Земли в России» [49, т. 1, с. 346, 347], который в том же году был опубликован на русском, французском и немецком языках [164]. Работа получила высокую оценку как современников-ньютонианцев, так и ученых XIX в., в их числе был и В.Я. Струве. Рассмотрев историю вопроса, Делиль подробно обсудил аргументацию Ньютона и его противников и наметил план проведения градусных измерений в России, на основании которых, как он считал, будет окончательно доказана правота Ньютона. Важным достоинством работы стал четкий план мероприятий с точным указанием методики измерений и необходимых инструментов.

На основании анализа данных Лапландской экспедиции, проведенного им совместно с Эйлером, А. Цельсием и Крафтом, 11 февраля 1737 г. Делиль представил Академии «Мемуар о том, что необходимо предпринять для измерения Земли в России и об операциях для исправления и усовершенствования географических карт всей империи» [49, т. 1, с. 355]. После этого под руководством Делиля на льду Финского залива был измерен базис будущей триангуляции между Петергофом и Дубками.

21 марта 1737 г. он доложил Академии о выполненных работах [49, т. 1, с. 374], а также о проведенном им сравнении английского и парижского футов. Позднее было выполнено сравнение футовых европейских мер с русскими — аршином и кулем, полученными из Таможни.⁶ Можно полагать, что при измерении базиса в 1737 г., а затем и в 1739 г. Делиль выполнил и измерение фигуры Земли по другому своему методу — измерению небольших одинаковых дуг меридиана и параллели, который был подробно описан Эйлером [165].

3 июня 1737 г. Крафт представил Академии работу «О фигуре Земли», которая обсуждалась на заседаниях 5 и 12 августа того же года [49, т. 1, с. 395, 396]. 1 апреля 1738 г. Делиль предложил «Общие и сокращенные инструкции для астрономических наблюдений долгот и широт и геометрических операций, необходимых для хорошего черчения географических карт России» [49, т. 1, с. 469].

1 сентября 1738 г. Корфу была прислана «Карта Курляндии и Земгаллии», составленная пастором А. Гротом. Ее передали Делилю [49, т. 1, с. 496], который 15 сентября вернул ее вместе со своей заметкой о картах этих районов, где на основании материалов Географического департамента предлагал составить более точную карту [49, т. 1, с. 500].

16 февраля 1739 г. Делиль представил Академии свой проект о повторном измерении расстояния между Петергофом и Дубками [49, т. 1, с. 535] и затем провел измерения на практике. В связи с этими измерениями Эйлер и Винсгейм составили геодезические таблицы, дающие длину градуса меридиана и параллели под разными широтами. В основу таблиц был положен метод Делиля, а материалом для таблиц послужили данные Лапландской экспедиции. Метод состоял в точном измерении небольших одинаковых дуг параллели и меридиана. Первая часть таблиц, составленная Винсгеймом,⁷ содержала величины дуг, полученные в предположении о строгой сферичности Земли. Вторая часть, составленная Эйлером, исходила из гипотезы сплюснутого у полюсов сфероида [165].

К этим исследованиям присоединился и Рихман, начавший сотрудничать в обсерватории и Географическом департаменте с 1741 г. Он заинтересовался присланной из Сибири картой Иркутска и его провинции, копию которой 1 марта 1742 г. он взял из Академического архива. Изучение этой карты и применение к ней астрономо-картографического метода Делиля легло в основу первой печатной статьи Рихмана: «Об усовершенствовании географических карт, особенно универсальных, с помощью удобных масштабов, служащих для определения расстояний».⁸ Изучение найденных в 1977 г. протоколов заседаний Академической конференции за 1742 г. позволило проследить ранее неизвестную судьбу этой работы. Рихман представил ее Академии 28 мая 1742 г., обсуждение шло с 11 по 21 июня 1742 г. После учета сделанных замечаний статья была опубликована [166].

И, наконец, 1742 г. ознаменовался завершением подготовки «Атласа Российского», осуществленным Эйлером, Гейнзиусом и Винсгеймом в отсутствие Делиля, находившегося в экспедиции в Березов. Из-за ряда серьезных погрешностей и пробелов этот «Атлас» по требованию Делиля, вернувшегося в Петербург, был переделан и в окончательной редакции издан в 1745 г. [167]. После 1745 г. активность Географического департамента значительно спала, и его сотрудники по большей части переключились на астрономические наблюдения.⁹

Примечания

1. Инициатором этого предприятия был морской министр Франции граф Ф. Морепа — почетный член Парижской Академии наук, впоследствии — ее президент.

2. Ж.П. Биньон — аббат, библиотекарь короля Франции, в 1720 г. был президентом Парижской Академии наук.

3. «Nouvelles réflexions sur la Figure de la Terre faites par Mr. Jos. Nic. de l'hic en 1720 et données à Mr. l'Abbé Bignon». ЛО ААН СССР, P. 1, оп. 96, № 113, л. 1—3 об.

4. «Nouvelles réflexions sur la figure de la Terre par Joseph Nicolas De l'Isle, communiquées à Mr. l'Abbé Bignon en Avril 1720». АПО, А, 7, 7, шифр Делиля 65, 4, А—65, 4, С².

5. АПО, А, 7, 7, шифр Делиля 65. 4. С².

6. ЛО ААН СССР, Р. 1, оп. 35, № 16.

7. Там же, оп. 40, № 13, 1741 г.

8. Там же, ф. 3, оп. 10, № 3, л. 156, 162, 164 об., 165 об.

9. Не будучи специалистом в области картографии, автор книги не ставил перед собой задачу пересмотра общепринятого среди географов мнения о том, что Делиль, покидая Петербург в 1747 г., якобы увез с собой сотни принадлежавших России карт. Однако известные нам документы заставляют сомневаться в справедливости этой точки зрения. Так, хранящиеся в ЛО ААН СССР материалы ревизии Географического департамента 1747—1748 гг. (ф. 3, оп. 10, № 177) и письмо Делиля к Шумахеру от 15 мая 1751 г. (ф. 1, оп. 3, л. 255, 256) дают основание говорить лишь о единичных экземплярах карт, взятых Делилем в счет недоплаченного ему жалования и позднее частично возвращенных. Для окончательного решения вопроса необходимо тщательно изучить и сопоставить документы и картографические материалы коллекции Делиля, хранящиеся в различных архивах СССР и Франции, проследив судьбу каждой карты. Здесь предстоит еще большая работа, которую начали К.А. Салищев и Г.Н. Утин [120, с. 88—86].