Насколько далеко осветили небо открытия математики, физики и химии? Из всех дерзостей науки самой смелой является попытка запустить свои измерительные стержни вокруг звезд, подвергнуть эти сверкающие красоты ночному наблюдению, проанализировать их составляющие на расстоянии миллиарда миль и подчинить их движение искусственной логике и законам. Разум и небеса — полюса нашего удивления и изучения, и самое большое чудо — это разум, устанавливающий законы для небесной сферы.
Дальномерные приборы были изобретены, основные открытия сделаны; восемнадцатый век взялся за усовершенствование приборов (Грэм, Хэдли, Доллонд), расширение открытий (Брэдли и Гершель), применение новейшей математики к звездам (д'Алембер и Клеро) и организацию результатов в новую систему космической динамики (Лаплас).
Телескоп совершенствовался и увеличивался. Были созданы «экваториальные телескопы», которые вращались вокруг двух осей — одна параллельно, другая перпендикулярно плоскости земной оси; такой выбор осей позволял наблюдателю держать небесный объект в поле зрения достаточно долго для детального изучения и микрометрических измерений. Ньютона отговаривали от использования преломляющего телескопа, считая, что свет, преломляясь линзами, обязательно разделится на цвета, что запутает наблюдения; он отказался от проблемы создания бесцветного преломления и обратился к отражающему телескопу. В 1733 году Честер Мур Холл, «джентльмен-любитель», решил эту проблему, соединив линзы с разной преломляющей способностью, нейтрализовав разнообразие цветов. Он не стал публиковать свое открытие, и Джону Доллонду пришлось самостоятельно разрабатывать принципы и конструкцию ахроматического телескопа, о чем он сообщил в 1758 году в «Философских трудах Лондонского королевского общества».
В 1725 году Джордж Грэхем, квакерский часовщик, изготовил для Эдмунда Галлея в Гринвичской обсерватории муральный квадрант — механический четверть-круг, градуированный в градусах и минутах и закрепленный на стене таким образом, чтобы уловить транзит звезды через меридиан. Для Галлея, Джеймса Брэдли и Пьера Лемонье Грэм изготовил транзитные инструменты, сочетающие телескоп, ось, часы и хронограф, чтобы отмечать такие транзиты с большей точностью, чем раньше. В 1730 году Томас Годфри, член интеллектуального кружка Франклина в Филадельфии, описал своим друзьям прибор для измерения углов и высот с помощью двойного отражения через противоположные зеркала телескопа; но он не публиковал его до 1734 года. В 1730 году Джон Хэдли построил похожий прибор, октант — градуированную дугу восьмой части окружности; в 1757 году она была увеличена до шестой. Позволяя мореплавателю видеть в отражающий телескоп сразу и горизонт, и солнце (или звезду), секстант Хэдли позволял более точно измерять угол, разделяющий эти объекты. В сочетании с морским хронометром Гаррисона это превратило навигацию в почти точную науку.
Чтобы определить положение корабля в море, мореплавателю нужно было определить долготу и широту. Чтобы определить долготу, нужно было установить время в данном месте и в данный момент с помощью астрономических наблюдений и сравнить это местное время с часами, установленными на стандартное (гринвичское) время, где бы эти часы ни находились. Проблема заключалась в том, чтобы построить хронометр, на который не влияли бы изменения температуры или движения корабля. В 1714 году британское правительство предложило двадцать тысяч фунтов стерлингов за метод определения долготы с точностью до половины градуса. Джон Харрисон, часовщик из Йоркшира, представил Джорджу Грэхему (1728) планы морского хронометра; Грэхем выделил деньги на его строительство; завершенное в 1735 году, оно использовало два массивных и противоположных баланса вместо маятника; четыре балансовые пружины, двигаясь друг против друга, компенсировали движения судна; а коллектор из латунных и стальных стержней, расширяющихся от тепла и сжимающихся от холода, и соединенных с пружинами, нейтрализовал колебания температуры. Совет по долготе отправил Гаррисона с его хронометром в пробное плавание в Лиссабон. Полученные результаты побудили Совет выделить средства на второе, третье и четвертое усовершенствование. Четвертый хронометр, шириной всего пять дюймов, был опробован во время путешествия в Вест-Индию (1759); во время этого путешествия часы потеряли не более пяти секунд дополнительно к своим обычным и заранее рассчитанным потерям (при неподвижности на суше), составлявшим восемьдесят секунд за тридцать дней. После некоторых споров Харрисон получил полную награду в двадцать тысяч фунтов. С этими и другими морскими приборами британский флот теперь (в разгар Семилетней войны, 1756–63 гг.) был оснащен всем необходимым для управления волнами.
