Греческая картография. Опять немного прикладной астрономии.Опять немного прикладной астрономии.
Как известно, равноденствие наступает дважды в год (21 марта и 23 сентября). Причем не представляется возможным установить период, когда это известно не было. Так же общеизвестны 21 декабря и 21 июня - самая долгая ночь и самый длинный день в году.
Естественно, эти даты были известны и древним грекам. Определив, что Земля всё-таки шар, они стали прикидывать, как бы ее можно было разделить поудобнее, и тут им на помощь снова пришла теория эклиптики.
Они предположили, что должна быть линия, на которой в полдень равноденствия палка, воткнутая в землю, не отбрасывает тени. Эта палка ака гномон - первый инструмент для наблюдения за Солнцем, по длине тени определяли время года, по направлению - время дня. Чисто теоретически эта линия должна идти перпендикулярно земной оси и рассекать Землю надвое. Проведя эту линию, греки получили экватор - первую теоретически выверенную координату, относительно которой можно было вычислять расстояние. Правда, до путешествий к экватору оставалось еще более тысячи лет...
Кроме того, провели еще две воображаемые линии - те, в которых гномон не отбрасывает тени в день летнего и зимнего солнцестояния. Первая из них прошла через Сиену (кстати, неправильно), вторая - за экватором, а значит, была еще более недостижима. Позднее эти линии назвали тропиком Рака и тропиком Козерога - потому что соответствующие созвездия впервые появляются на небе 21 марта и 23 сентября.
В связи с недостижимостью зимнего тропика, все расчеты велись только в отношении летнего, т.е. северного, а стандартным показателем широты стала продолжительность самого длинного дня в году.
Тогда же примерно вычислили наклон земной оси, который был (да и сейчас есть) равен наклону в полдень между Солнцем в равноденствие и Солнцем в день летнего солнцестояния. Традиционно этот угол принимали равным 24 градусам, считается, что Эратосфен рассчитал угол в 23° 51' 20". В действительности в то время эта величина должна была составлять 23° 45' 04" (сейчас - 23° 26' 46").
И, наконец, полярный круг. Под полярным (арктическим) кругом тогда понималось несколько другое - тогда так называли часть небесной сферы, звезды в которой никогда не заходят. Естественно, для каждой местности такой круг был своим, и чем дальше к северу - тем больше места он занимал на небе. На экваторе (теоретическом) полярный круг просто отсутствовал - там все северные звезды, включая полярную, были не видны, на не менее теоретическом северном полюсе он занимал всё небо.
Считается, что первым, кто познания о полярном круге применил к определению положения земных объектов, был Пифей - путешественник из Марселя (тогдашней Мессалии). Он около 325 года до н. э. совершил путешествие вдоль берегов Северной Европы, достиг острова Британии, а также побережья Балтийского моря, на котором добывали янтарь. Он был первым греком, описавшим полярный день, полярное сияние и вечные льды. И он же написал про северный остров Туле, на котором арктический круг равновелик летнему тропику (т.е. Полярная звезда так же высока, как солнце в день летнего солнцестояния в Сиене, те же 24 градуса, только считать их надо от полюса). Судя по этому описанию, Туле должен находиться на 66° северной широты.
Уже значительно после него, около 20 г. до н.э. Страбон указал в своей "Географии": "Народ, производящий корицу (жители Сомали), - первый, для кого Малая Медведица полностью находится внутри арктического круга и всегда видна; ибо яркая звезда на кончике хвоста, самая южная в этом созвездии, расположена там на самой окружности арктического круга, и, соответственно, касается горизонта.". Тем не менее, Страбон использовал оба значения - и полярный круг как незаходящая часть небесной сферы, и как часть Земли, в которой в день летнего солнцестояния Солнце не заходит (тут нужно учитывать, что второе определение - сурово-математическое и наблюдениями не подтверждается: из-за рассеивающих свойств атмосферы визуальный полярный круг проходит примерно на 50' южнее астрономического, который расположен на параллели 66°33′39″ с.ш.). Тогда же было введено понятие "климата" - широтной полосы на Земле с приблизительно одинаковыми природными условиями, зависящими от высоты Солнца над горизонтом. Так, например, Посейдоний выделил зону в 5° в обе стороны от экватора, где жизнь была невозможна, потому что воздух и земля там выжжены Солнцем. И поскольку грекам были доступны данные только про их половину северного умеренного пояса (включая представления "а вот где-то там далеко востоку есть Индия"), у них появилось отличное развлечение - теоретически высчитывать, есть ли жизнь
Определившись с основными ориентирами и обеспечив себя инструментами, географы принялись за определение параметров "обитаемого мира" (в конце концов они угомонились на том, что линия "север-юг" должна быть вдвое короче линии "восток-запад"). Кстати, с тех самых пор и до начала освоения космоса правила, лежавшие в основе картографии, не менялись. Моряки нового времени использовали для определения широты те же ориентиры - высоту Солнца в полдень, продолжительность дня и высоту Полярной звезды, другой вопрос, что для них это было более будничным занятием.
У греческих картографов категорически не хватало исходных данных. На то, чтобы самостоятельно объездить весь их "обитаемый мир", понадобилось бы не одно десятилетие. Кроме того, для определения широты они могли использовать только четыре дня в году, определять долготу не умели. Естественно, им приходилось довольствоваться рассказами путешественников ("А потом трое суток мой героический верблюд полз через песчаную бурю...") и очень усреднять данные. Поэтому первая карта мира, составленная Эратосфеном с использованием данных о широтах, была очень своеобразна с нашей точки зрения.
На ней мы видим и остров Туле, и истоки Нила (которые помещены в южном полушарии - потому что река не могла пересекать жаркую экваториальную зону - она бы испарилась), сам экватор, а также несколько меридианов и параллелей. А за Скифией и Европой до моря не добрались, но жить там нельзя. Конец обитаемого мира, вот.
Эратосфена раскритиковал Гиппарх (ок. 190 — ок. 120 до н. э.). Критиковал за неследование собственным принципам - если уж ты пишешь, что при составлении карт нужно ориентироваться на астрономические наблюдения, так и ориентируйся, нечего всяким купцам верить. Правда, при составлении собственной карты Гиппарху тоже пришлось поступиться принципами. Кроме того, карта Гиппарха охватывает меньший участок суши, но зато он первым в истории попытался отобразить шарообразную форму Земли.
Кроме того, он первым построил сетку координат (ну и что, что в его время эта сетка на Землю не желала накладываться категорически...), проведя по сферической модели Земли 360 меридианов, и смоделировал, как именно должны выглядеть звезды на каждом градусе широты (700 стадиев на градус, стадии, естественно, неизвестны) от экватора до Северного полюса по меридиану Александрии. При этом учитывалось 1080 звезд - он же составил самую полную карту звездного неба среди всех, существовавших в то время. Для тех же точек он рассчитал теоретическую продолжительность дня летнего солнцестояния и высоту Полярной звезды.
А потом пришел Страбон и написал 17 томов "Географии". Описательная география начинается с III книги, причём восемь книг (III—X) заняты Европой, шесть книг — Азией (XI—XVI), последняя (XVII) — Африкой (Ливией). При этом собственно картографом его назвать нельзя - координаты он не использует, расстояния пишет в днях пути, да и карт у него нет. Но, тем не менее, этот труд - из самых значительных, потому что в нем очень много фактологии про страны и народы. Кроме того, именно от Страбона мы узнали многое о его предшественниках - он не стеснялся цитировать.
И закончится мой обзор античных представлений о Земле на Клавдии Птолемее (ок. 87—165 н.э.), достойном последователе Гиппарха. Он усовершенствовал изображение шарообразной Земли на плоскости, предложив делать меридианы сходящимися на полюсе, а параллели - действительно параллельными дугами.
А еще на этой карте можно видеть, что он наконец-то разместил Сиену и Александрию на разных меридианах.
Кроме конической, Птолемей определил правила построения сферической проекции поверхности Земли.
Это не его карта, это построенная по описанной у него методике карта 15 века. Из приписываемых ему в копиях сохранились 1 карта мира в конической проекции и 26 карт разных участков Земли.
Больше тысячи лет "География" Птолемея оставалась непревзойденной, и в результате существенно запутала географов - потому что он вслед за Страбоном "исправил" ошибку Посидония и укоротил окружность Земли на 3 000 километров. В результате длина его градуса составила 50 миль вместо 70, и все места, расстояния до которых вычислялись математически, попали куда-то не туда. Так, к примеру, он на 400 миль подвинул экватор к северу, отсчитав 24 градуса от Сиены.
А потом развитие "математической" картографии прекратилось, потому что пришли христиане.
О них и будет следующий пост. Но не скоро.