Средневековые астрономические инструменты: астролябия
Основным астрономическим инструментом в дотелескопную эпоху была астролябия; она находила практическое применение вплоть до XVIII века. Про астролябию можно писать монографии, но здесь я вынужден коснуться ее коротенечко.
Астролябия Петра Первого
Теория астролябии была разработана в III веке до н.э. Аполлонием Пергским, предложившим использовать удобную во многих отношениях стереографическую проекцию.
Стереографическая проекция - это проекция сферы на плоскость из «выколотой точки» этой сферы: например, проекция небесной сферы из северного полюса Мира. У этой проекции есть важное свойство: проекция небесных кругов - тоже круг. Таким образом, разметка астролябии сильно облегчается: не нужно строить сложных кривых, достаточно циркуля.
Изготовление самого инструмента «в металле» приписывают Евдоксу (IV в. до н.э.) или тому же Аполлонию; это наверняка произошло вскоре после разработки теории, хотя первая «задокументированная» астролябия, «малый астролабон», как назвал её конструктор Теон Александрийский, относится к IV веке уже нашей эры.
Астролябия представляет собой конструкцию соосных вращающихся частей. Корпус или тарелка с углублением для остальных деталей и бортиком, на который нанесён лимб со шкалой и подвес. В тарелку вкладывается и жестко фиксируется круглый диск - тимпан (τύμπανον - «бубен»), на котором нанесены элементы горизонтальной системы небесных координат: горизонт, меридиан, круги равных высот и азимутов. Поскольку координатная сетка зависит от географической широты наблюдателя, изготовлялось несколько тимпанов, каждая сторона тимпана предназначалась для использования на конкретной широте; тимпанов могло быть до десяти штук (соответственно, 20 широт), все они вкладывались в тарелку и использовался, естественно, только верхний. Подвижный вращающийся паук нёс систему небесных экваториальных координат: полюс Мира, экватор и эклиптику, тропики и набор звёзд, положение которых указывалось остриями-указателями.
С другой стороны тарелки гравировался круг эклиптики и круговой календарь: используя их как номограмму можно было для каждого дня определить эклиптическую долготу солнца. Интересно, что центры кругов эклиптики и календаря не совпадают: так эмулировалась неравномерность движения солнца по эклиптике.
На свободных пространствах обоих сторон инструмента размещалась полезная информация: линии часов, таблицы астрономических и тригонометрических преобразований, таких как, скажем, шкалы «прямых» (тангенсов) и «обратных теней» (котангенсов), географические таблицы (города с координатами, киблой и и расстоянием до Мекки), а также мудрые изречения, например, надпись на арабском «назначение этого творения - остаться после нас» на астролябии Эрмитажной коллекции, обнаруженная Сергеем Масликовым.
Ну, и заканчивая описание конструкции: на центральную ось крепилась алидада - визирная линейка, позволявшая наводиться на интересующие объекты, солнце или звезды.
Базовая функция астролябии - определение времени по высоте солнца над горизонтом (точность достигала 15 минут), и далее по списку:
Использование астролябии требовало знаний и навыка, но если освоить её, "Вселенная покажется вам яблоком на ладони", как заверял учеников индийский астроном XV века Рамачандра Вайджапеин.
Появившись в античности, астролябия попала к арабом, и мусульманские астрономы в должной мере оценили практичность и универсальность этого инструмента. Если полюбопытствовать содержанием средневековых зиджей (мусульманских астрономических работ), можно убедиться, какое большое значение они уделяли астролябии, совершенствуя и модифицируя её, добавляя новую функциональность и наоборот, конструируя упрощенные варианты для чайников.
Примерно с X века астролябия становятся известна в Западной Европе (через Испанию, конечно): вначале используются арабские инструменты, а позднее появляются собственные. Постепенно в Европе астролябия становится «модным» инструментом, говорящим о духовитости интересах владельца и его статусе. С одной стороны, делались астролябии - предметы искусства, с изящной отделкой, изощренной гравировкой деталей и даже гравюрами или стихами. (Впрочем, такие инструменты делались и арабами.) С другой стороны, создавались «мобильные решения» на пергаменте или из дерева; образованные монахи носили их на поясе в мешочке (карманы на монашеской одежде не допускались) или даже без мешочка: пусть все видят учёность владельца!
Соответственно, и конструкции были разные.
«Астролябия для чайников»: морская навигационная астролябия только для измерения высот
современная астролябия-брелок
Упрощенные, например, balesilha португальских мореплавателей, и очень сложные с множеством дополнительных функций, существовавшие в единственном экземпляре вместе с трактатом, в котором описывалось их функционирование, например, всеширотная астролябия Аз-Заркали, не получившая распространения именно из-за своей сложности, астролябия ат-Туси, сконструированная в 1328/29 гг., "самая сложная из когда-либо созданных", или «альбион» английского монаха Ричарда Уоллингфордского. (Название «альбион» характерно: с одной стороны оно напоминает название острова Великобритания, с другой - похоже на что-то арабское с артиклем «аль-», а арабы еще были законодателями научной моды. Но на самом деле, название означат all by one, «всё в одном»: действительно, инструмент был полифункиональным.)
Впрочем, последние инструменты часто относят к экваториумам, о которых подробнее будет в следующий раз.
Дальнейшее развитие астролябии - квадрант и секстант, но они выходят за временные рамки нашего обзора. В России сохранилось всего 14 исторических астролябий: девять в Эрмитаже, три в Кунсткамере, один в Центральном военно-морском музее (это всё в Питере) и один в Москве, в Музее Востока.
Астролябия Петра Первого
Теория астролябии была разработана в III веке до н.э. Аполлонием Пергским, предложившим использовать удобную во многих отношениях стереографическую проекцию.
Стереографическая проекция - это проекция сферы на плоскость из «выколотой точки» этой сферы: например, проекция небесной сферы из северного полюса Мира. У этой проекции есть важное свойство: проекция небесных кругов - тоже круг. Таким образом, разметка астролябии сильно облегчается: не нужно строить сложных кривых, достаточно циркуля.
Изготовление самого инструмента «в металле» приписывают Евдоксу (IV в. до н.э.) или тому же Аполлонию; это наверняка произошло вскоре после разработки теории, хотя первая «задокументированная» астролябия, «малый астролабон», как назвал её конструктор Теон Александрийский, относится к IV веке уже нашей эры.
Астролябия представляет собой конструкцию соосных вращающихся частей. Корпус или тарелка с углублением для остальных деталей и бортиком, на который нанесён лимб со шкалой и подвес. В тарелку вкладывается и жестко фиксируется круглый диск - тимпан (τύμπανον - «бубен»), на котором нанесены элементы горизонтальной системы небесных координат: горизонт, меридиан, круги равных высот и азимутов. Поскольку координатная сетка зависит от географической широты наблюдателя, изготовлялось несколько тимпанов, каждая сторона тимпана предназначалась для использования на конкретной широте; тимпанов могло быть до десяти штук (соответственно, 20 широт), все они вкладывались в тарелку и использовался, естественно, только верхний. Подвижный вращающийся паук нёс систему небесных экваториальных координат: полюс Мира, экватор и эклиптику, тропики и набор звёзд, положение которых указывалось остриями-указателями.
С другой стороны тарелки гравировался круг эклиптики и круговой календарь: используя их как номограмму можно было для каждого дня определить эклиптическую долготу солнца. Интересно, что центры кругов эклиптики и календаря не совпадают: так эмулировалась неравномерность движения солнца по эклиптике.
На свободных пространствах обоих сторон инструмента размещалась полезная информация: линии часов, таблицы астрономических и тригонометрических преобразований, таких как, скажем, шкалы «прямых» (тангенсов) и «обратных теней» (котангенсов), географические таблицы (города с координатами, киблой и и расстоянием до Мекки), а также мудрые изречения, например, надпись на арабском «назначение этого творения - остаться после нас» на астролябии Эрмитажной коллекции, обнаруженная Сергеем Масликовым.
Ну, и заканчивая описание конструкции: на центральную ось крепилась алидада - визирная линейка, позволявшая наводиться на интересующие объекты, солнце или звезды.
Базовая функция астролябии - определение времени по высоте солнца над горизонтом (точность достигала 15 минут), и далее по списку:
- горизонтальный азимут восхода и захода небесных объектов (солнца или звезды);
- время восхода солнца и звёзд (и наступление сумерек);
- продолжительность дня и ночи;
- календарная дата по наблюдению кульминации, захода или восхода солнца или звезды;
- эклиптические координаты небесных объектов и угловые расстояния между ними (последнее важно для составления гороскопа);
- вычисление «гороскопа»;
- перевод астрономических координат из одной системы в другую;
- физическая высота объектов, например, башни;
- домификация (определение границ домов гороскопа - важная астрологическая задача!);
- на арабском востоке - определение киблы и
- времени намазов
- и т.д. и т.п.
Использование астролябии требовало знаний и навыка, но если освоить её, "Вселенная покажется вам яблоком на ладони", как заверял учеников индийский астроном XV века Рамачандра Вайджапеин.
Появившись в античности, астролябия попала к арабом, и мусульманские астрономы в должной мере оценили практичность и универсальность этого инструмента. Если полюбопытствовать содержанием средневековых зиджей (мусульманских астрономических работ), можно убедиться, какое большое значение они уделяли астролябии, совершенствуя и модифицируя её, добавляя новую функциональность и наоборот, конструируя упрощенные варианты для чайников.
Примерно с X века астролябия становятся известна в Западной Европе (через Испанию, конечно): вначале используются арабские инструменты, а позднее появляются собственные. Постепенно в Европе астролябия становится «модным» инструментом, говорящим о духовитости интересах владельца и его статусе. С одной стороны, делались астролябии - предметы искусства, с изящной отделкой, изощренной гравировкой деталей и даже гравюрами или стихами. (Впрочем, такие инструменты делались и арабами.) С другой стороны, создавались «мобильные решения» на пергаменте или из дерева; образованные монахи носили их на поясе в мешочке (карманы на монашеской одежде не допускались) или даже без мешочка: пусть все видят учёность владельца!
Соответственно, и конструкции были разные.
«Астролябия для чайников»: морская навигационная астролябия только для измерения высот
современная астролябия-брелок
Упрощенные, например, balesilha португальских мореплавателей, и очень сложные с множеством дополнительных функций, существовавшие в единственном экземпляре вместе с трактатом, в котором описывалось их функционирование, например, всеширотная астролябия Аз-Заркали, не получившая распространения именно из-за своей сложности, астролябия ат-Туси, сконструированная в 1328/29 гг., "самая сложная из когда-либо созданных", или «альбион» английского монаха Ричарда Уоллингфордского. (Название «альбион» характерно: с одной стороны оно напоминает название острова Великобритания, с другой - похоже на что-то арабское с артиклем «аль-», а арабы еще были законодателями научной моды. Но на самом деле, название означат all by one, «всё в одном»: действительно, инструмент был полифункиональным.)
Впрочем, последние инструменты часто относят к экваториумам, о которых подробнее будет в следующий раз.
Дальнейшее развитие астролябии - квадрант и секстант, но они выходят за временные рамки нашего обзора. В России сохранилось всего 14 исторических астролябий: девять в Эрмитаже, три в Кунсткамере, один в Центральном военно-морском музее (это всё в Питере) и один в Москве, в Музее Востока.