На службе у войны: негласный союз астрофизики и армии - Нил Деграсс Тайсон
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Нулевой градус широты определяется законами природы, тогда как нулевой меридиан, нулевая долгота может двигаться, подобно зыбучим пескам времени. Из-за этого различия определение широты выглядит просто детской игрой, а вычисление долготы, особенно посреди моря, – задача для взрослых. Над ней ломали головы мудрейшие умы человечества на протяжении большей части истории[95].
Хотя положение Полярной звезды в то время еще не позволяло ей служить удобным ориентиром, указывающим на север, греки понимали: если одна и та же звезда или звезды почти касаются горизонта в двух разных городах, значит, эти города лежат на одной и той же широте. Широту можно вычислить из самой большой высоты, которой достигают в данном месте определенные каталогизированные звезды. Одной из таких звезд, которую можно было использовать как саму по себе, так и в паре с другой, служил Канопус, яркая южная звезда, арабы называли ее Сухейль. Евдокс знал, что Канопус-Сухейль почти не видна на Родосе, но достигает угла в 7½ градуса над горизонтом в Александрии. Средневековый арабский мореплаватель и поэт Ахмад ибн Маджид, который умел измерять углы и в градусах, и в «ишба» (видимая угловая ширина костяшки среднего пальца вытянутой руки), советовал своим читателям запомнить: когда звезда Альдебаран достигает наивысшего подъема, угол Сухейль составит шесть градусов в Синдабуре (в нынешнем Гоа) и 7¾ ишба на мысе Мадрака (в нынешнем Омане). «Лучший способ измерить широту дает Сухейль, – писал ибн Маджид, – и другого такого не будет во веки веков»[96].
Вечность длится долго. Пройдет меньше тысячи лет, и Полярная потеснит Сухейль, став в свой черед лучшим мерилом широты. Сейчас в любой точке к северу от экватора высота Полярной над горизонтом позволит вам определить вашу действительную широту на земном шаре с точностью лучше одного градуса.
Яркая южная звезда Зульбар (еще ее называют Ахернар, что по-арабски значит «устье реки») служила еще одной опорной точкой для вычисления широты; согласно ибн Маджиду, муаллимы («навигаторы»), тратившие недели на пересечение Индийского океана с попутными муссонами, полагались только на нее:
Жизнью клянусь, что, когда б не Зульбар, кормчимНи фиги, ни финики, ни бетель не смогли б помочь выплыть.Никакой инструмент не сравнится со звездою этойПутеводной для кормчих <…>[97]Хоть ибн Маджид здесь восхваляет ценность наблюдений, выполняемых невооруженным глазом, в навигации давно уже доказали свою ценность специализированные инструменты. Некоторые из них, такие как квадрант и астролябия, вначале были разработаны астрономами и математиками для наземных измерений и лишь позже упрощены настолько, что стало возможно применять их и в море.
Среди легко доступных измерительных приборов в первую голову, конечно, надо назвать движущиеся части человеческого тела: рука, ее пальцы и кисти, ширина шага. В 1150-х годах один исландец, только что вернувшийся из Святой земли, рассказывал, что там человек может определить высоту Полярной звезды, лежа на земле, положив сжатый кулак на поднятое колено и оттопырив от кулака большой палец. Венецианский мореплаватель на службе у португальской короны, совершивший в 1450-х морское путешествие, описывал высоту Полярной звезды в определенном месте на побережье Западной Африки как «рост человека на морском берегу». Даже в 1950-х коммодор королевского флота Британии еще спокойно заявлял, что и современный навигатор может приблизительно определять высоту звезды по размеру запястья (восемь градусов) или ладони (восемнадцать градусов), отнесенных на расстояние вытянутой руки[98]. Да и сегодня любой любитель астрономии знает, что его собственный кулак на вытянутой руке закрывает на небе угол в десять градусов. Эта система мер работает с довольно большой точностью, потому что люди с большими ладонями и кистями обычно имеют и более длинные руки, и значения измеряемых углов ненамного меняются в зависимости от того, кто их измеряет.
Первые навигаторы Индийского океана тоже мерили углы фалангами пальцев, но, кроме того, пользовались и камалом. В самом простом случае камал – это прямоугольная дощечка, через центр которой пропущена бечевка с завязанными через равные интервалы узелками, представляющими единицы измерения широты. Один конец бечевки вы зажимаете между зубами, а другой держите на вытянутой руке. Дальше начинается измерение высоты звезды. Туго натянув бечевку параллельно горизонтальной поверхности, вы другой рукой двигаете дощечку, пока ее верхний край не совпадет с визируемой звездой, Полярной, а нижний – с линией горизонта. Количество узелков между вашими зубами и дощечкой пересчитывается в широту. Камал широко применялся моряками Индийского океана еще в XIX столетии, а уже в конце XX века использовался при реконструкции плавания из Омана в Китай, в которой его эффективность вновь подтвердилась. Марко Поло отмечает, что китайские мореходы применяли похожий инструмент, цяньсинбань, «пластинки для наводки на Полярную звезду» – набор пластин разного размера, удерживаемых на расстоянии вытянутой руки так, чтобы совместить их верхнюю и нижнюю кромки со звездой и горизонтом соответственно. Выбор пластинки из набора зависел от высоты звезды. Тысячелетием раньше китайцы оценивали широту с помощью лянтяньчи – «звездной линейки»[99].
___________________Настоящая же революция в мореходстве произошла с быстрым распространением поистине волшебного прибора: магнитного компаса. Теперь каждый мог мгновенно сориентироваться по сторонам света, при ясном небе или облачном, при звездах или при солнце, днем или ночью.
Многие страны претендовали на авторство или, по крайней мере, на знание основных принципов устройства компаса. И древние греки, и древние китайцы замечали, что из коричневатой руды можно добыть железо; корень lode в английском слове lodestone, обозначающем намагниченную форму богатого железом минерала магнетита, на староанглийском значит «путь». Некоторые ученые уверенно применяют термин «компас» по отношению к устройствам, которые китайские мореплаватели начали использовать около 500 года н. э„когда установились морские пути в Японию. Первое упоминание об использовании на борту корабля стрелки, указывающей на юг, встречается в китайском навигационном тексте, написанном в 1100 году н. э. Традиция приписывает изобретение указывающего на север морского компаса жителю Амальфи, морской державы XII века на юге Италии, причем современный хроникер отмечает, что средневековый Амальфи прославился тем, что там умели указывать морякам как морские, так и небесные пути. Первый арабский текст, в котором упомянут компас, написан в XIII веке, и в нем этот инструмент назван его итальянским именем. Для некоторых историков тот факт, что в китайских текстах говорится о стрелке, указывающей на юг, а в итальянских – на север, свидетельствует о том, что эти изобретения были независимы[100].
Каким бы ни было их происхождение, компасы действовали. В 1200 году один французский писатель, путешествовавший по Средиземному морю, подробно описал, как компас может заменить ориентацию по «звезде, которая никуда не движется»:
Эту звезду кормчие стараются увидеть, как
