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.
До конца 50-х годов нашего столетия в городах морских держав мира сидели многочисленные группы математиков, которые в поте лица высчитывали таблицы на год вперед. А с нового года все приходилось начинать сначала.
Составлялись ежегодные таблицы приливов и в Москве в отделе приливов Государственного океанографического института. В послевоенные годы отделом руководил молодой математик Александр Иванович Дуванин. В то время советские ученые осуществляли широкую программу исследований динамики вод Тихого океана, и в том числе района Курильской гряды. Этот район поставил перед океанографами-приливниками немало проблем. Особенно опасны здесь для моряков приливные течения. Их-то и надо было изучить и научиться прогнозировать.
Это привело А. И. Дуванина в 1950 году на борт научно-исследовательского судна «Витязь», который отправился в свой четвертый рейс к туманным берегам Курил.
Курильское ожерелье — длинная, вытянутая на 1200 километров цепочка островов — отделяет от Тихого океана Охотское море. В прилив огромные массы воды устремляются сквозь узкие коридоры проливов в Охотское море. Отлив «вытягивает» ее обратно в океан. Рельеф дна с огромными — в тысячи километров — перепадами глубин вносит в эти движения дополнительную сложность. Один поток, встретив подводную скалу, задерживается и закручивается в водоворотах, другой — с бешеной скоростью проносится по глубочайшему подводному каньону. Из-за этого в Курильских проливах никогда не бывает спокойно. Морякам приходится вести судно по узкому фарватеру среди сплошной толчеи волн, которые то и дело пытаются выбросить судно на мель или ударить об отвесную стену, серую и ноздреватую, со следами застывших потоков лавы.
Дуванину предстояло «схватить» приливное течение — по показаниям приборов определить его скорость и направление в разное время суток. Впрочем, прибора, надежно показывающего направление течения, на «Витязе» в то время не было. Его Дуванин вместе со своим помощником А. Т. Солодковым сконструировал и построил прямо в море.
О природе приливных течений в то время науке было известно немало. Каждая частица воды под влиянием Луны движется не просто вверх-вниз, а перемещается по эллипсу. Ее путь по вертикали вызывает подъем уровня, а по горизонтали — приливное течение. Приливы приводят в движение всю массу океанской воды. Но в открытом океане, где глубины огромны, порожденные ими течения не достигают большой скорости. Зато в узком месте — в проливе, в устье реки, через которые за короткое время должна проскочить огромная масса воды, течения становятся стремительными. В Скиерстад-фиорде на побережье Норвегии, скорость приливного течения достигает 16 узлов (27 километров в час).
…Дуванину и его сотрудникам досталось от приливных течений гораздо сильнее, чем обычным морякам. Ведь те стараются проскочить опасное место как можно быстрее, а «Витязю» приходилось по целым суткам стоять на якоре среди потока, сжатого громадами. Волны как струну натягивали якорный трос, а лапам якоря не за что было зацепиться на каменном дне. И море нередко срывало «Витязь» с места, сводя на нет многочасовой труд Дуванина и его сотрудников.
Однажды из-за дуванинских измерений «Витязь» чуть не закончил свой славный и короткий в то время путь на дне пролива Буссоль. В тот день над морем лежал обычный курильский туман. Люди, которые не бывали на знаменитом курильском ожерелье, не могут представить, что это такое. Назвать здешний туман дымкой или пеленой все равно, что назвать Эверест горкой или холмиком. Туман на Курилах — это когда воздух обретает цвет и тяжесть, становится серым и весомым. Когда стены воздуха окружают вас со всех сторон. Когда, вытянув руку, вы уже не сможете рассмотреть, какое время показывают ваши часы. В такой туман «Витязь» стоял на якоре посреди пролива Буссоль и, как положено по навигационным правилам, давал частые гудки. На встречном сухогрузе эти сигналы, конечно, слышали. И опытный капитан, прикинув, что в том месте, откуда несколько минут назад гудели, судна наверняка нет — ведь оно торопится проскочить пролив, чтобы избежать столкновения, — отдал приказ сделать левый галс и пошел прямо на заякоренный «Витязь». Когда темная громада, зыбкая в тумане, словно призрак, проплыла всего в нескольких метрах от корабля науки, каким-то чудом не врезавшись в его борт, невидимый капитан сухогруза на крепком морском жаргоне высказал свое мнение о «дураках», которым вдруг вздумалось «загорать посреди пролива».
…Близкое знакомство с условиями плавания у Курильских берегов окончательно убедило Дуванина, что кроме таблиц приливов в разных точках берега его отдел должен будет выпускать и таблицы приливных течений. Справиться с этим делом почти невозможно. Поэтому Александр Иванович задумался над тем, как бы упростить работу своих сотрудников. И тут ему пришло в голову, что ежегодные таблицы, над которыми он вместе со своими коллегами из всех морских держав мира работал столько лет, не нужны, что методы, практически не изменившиеся со времен Лапласа, можно и нужно изменить. Ведь влияние Луны на приливы от года к году изменяется незначительно. И разница в высоте прилива и времени его наступления в один и тот же день прошлого года и нынешнего может быть учтена и вычислена в виде поправочных коэффициентов. И тогда можно создать «вечные таблицы», к которым прилагается лишь небольшой листок с поправками на каждый год. В 1958 году в Государственном океанографическом институте впервые были созданы приливные таблицы постоянного действия. Они сегодня хорошо известны штурманам, плавающим во всех районах Мирового океана. А всего два года спустя, в 1960 году, вышли таблицы постоянного действия для приливных течений в прибрежных районах Тихого океана.
