Введение. История навигации от древности до наших дней (1151917), страница 2
Текст из файла (страница 2)
до н. э. – 200г. н. э.)Авторы книг по истории Арабского Востока полагают, что компаспоявился в странах западной части Индийского океана в VII веке, когдаукрепились торговые отношения между арабскими странами и Китаем. Вподтверждение приводится тот факт, что арабские суда, возвращаясь из Китаяи пройдя Маллакский пролив, шли, как правило, не вдоль берега, а напрямую,пересекая Бенгальский залив через открытое море.По поводу появления компаса в Европе существует несколько версий, изкоторых наиболее реальны две: либо компас попал в Европу через арабскихмореплавателей Средиземного моря, либо был изобретен в Европесамостоятельно в результате развития науки и техники.Большинство ученых склоняются к тому, что о секретах компасаевропейцы узнали от мусульманских моряков и ученых, в ту эпохупревосходивших христиан в культурном и научном отношении.
Они не моглине обратить внимания на компас, с которым познакомились в Китае и в Индии,а затем, вступив в общение с европейцами, поделились секретом этогоприбора.Сторонники второй версии ссылаются на следующие данные. В XIIIвеке была обнаружена книга, которую приписывают древнегреческомуученому и философу Аристотелю (384—322 до н. э.). В ней есть слова,позволяющие предположить, что уже тогда европейские мореплавателииспользовали компас: «Один угол магнита имеет силу обращать железо ксеверу и сим пользуются мореходы. Другой же угол магнита, томупротивоположный, смотрит к югу».Ссылаются также на скандинавского историка Ара Фроде (868— 1100).Он сообщает, что скандинавам была известна магнитная игла, которая,возможно, использовалась и на море, а также на крупного немецкого ученогопо горнометаллургическому производству Г.
Агрикола (1494—1555),утверждающего в своей книге по металлургии, что еще в ранние Средние векасвойств магнита использовались в Европе при закладке копий.В пользу предположения о независимом изобретении компаса в Европеговорит и тот факт, что в китайском компасе за нулевое принималосьнаправление на юг, а в европейском – на север.Как бы то ни было, во время крестовых походов европейских феодаловна Ближний Восток (1096—1270) компас был уже достаточно хорошоизвестен средиземноморским мореходам.С XII века в Западной Европе становится известнаастролябия – астрономический прибор, изобретенный еще вДревней Греции. В основе прибора лежит открытый в III веке дон.э.АполлониемПергскимпринципстереографическойпроекции, переводящей окружности на сфере в окружности наплоскости (рис.
В.5)Рис. В.5 Современный макет, поясняющий устройство астролябииСпомощьюастролябииможнополучитьстереографическоеизображение звездного неба на момент наблюдения и определить азимутсветила и время. Ученые исламского Востока усовершенствовали астролябиюисталиприменятьеенетолькодляопределениявремениипродолжительности дня и ночи, но также для осуществления некоторыхматематических вычислений и для астрологических предсказаний.
Европейцывначале использовали арабские инструменты или их копии, и лишь в XVI векеастролябии стали делать на основе собственных расчетов, чтобы применять вевропейских широтах.Первым прибором для измерения высоты (т.е. угла места) объектовзвездного неба, которым пользовались моряки, стал квадрант. Этоустройство, идея которого, как было отмечено выше, было известно уже в IIIвеке до н. э., было «заново открыто» в Европе в XШ веке выдающимсяматематиком Леонардо Фибоначчи.КнигиЛеонардоФибоначчисодержатпочтивсеарифметические, алгебраические и геометрические сведения тоговремени, изложенные с исключительной полнотой и глубиной. Онпервым в Европе использовал арабскую нумерацию, ввел понятиеотрицательныхчисел.Леонардопрекраснозналтрудыдревнегреческих и арабских математиков, в которых, по-видимому, и почерпнулсведения об устройстве квадранта.Квадрант (рис.
В.6) состоит из пластины с лимбом в четвертьокружности для отсчёта углов и планки для фиксации угла, прикрепленной кпластине одним концом. От центра арки идет отвес, перемещающийся подуге, при помощи которого снимаются показания. Два маленьких отверстия,расположенные на одном крае планки, используют для наведения наПолярную звезду или Солнце.Рис. В.6.
КвадрантВ начале IVX века был изобретен кросс-стафф – портативный прибор,построенный по принципу квадранта, использовавшийся, в основном, дляопределения угла возвышения Солнца в полдень, что позволяло вычислитьгеографическую широту судна.В 1590 г.
Джон Дэвис изобрел бэк-стафф (квадрант Дэвиса), в которомбыл устранен эффект ослепления наблюдателя солнечным светом.Различные модификации квадрантов использовались в навигации напротяжении 300 лет, пока не были заменены секстантом (см. ниже)Для определения скорости судна издревле использовался большойкусок дерева (бревно), который выбрасывали с носа судна за борт.
Зная длинусудна (расстояние от носа до кормы) и измерив время, за которое суднопреодолело это расстояние (бревно поравнялось с кормой), вычислялискорость судна. С тех пор термин «лаг» (бревно) прочно закрепилось вжаргоне мореплавателей для обозначения устройства измерения расстоянияи скорости. Позже для более точного определения скорости к бревну сталипривязывать веревку (линь), на которой через равные расстояния былизавязаны узлы. Скорость судна рассчитывали как число узлов на лине,прошедших через руку измеряющего за определенное время (обычно 15 сили 1 мин.).
При этом расстояние между соседними узлами на лине и времяизмерения подбирали с таким расчетом, что количество узлов за времяизмерения численно равнялось скорости судна, выраженной в морскихмилях в час. Так появилась единица измерения скорости узел,равная одной морской миле в час.Период времени, охватывающий XV-VXII века, недаромполучил название «Эпоха великих географических открытий».Начало этой эпохи обычно связывают с открытием экспедициейХристофора Колумба американского континента (1492 г.).В том же году немецкий географ Мартин Бехайм создалпервый глобус.В 1519 г.
португалец Фернан Магеллан начал свой путь вЮжную Америку. В 1520 г. Магеллан через пролив, названныйпозже его именем, вышел из Атлантики в Тихий океан.Несмотря на то, что сам Магеллан во время путешествия погиб,его судно «Виктория», совершив первое в истории человечествакругосветное путешествие, вернулось в Испанию.Великие географические открытия, совершенные в период перехода отсредневековья к Новому времени, дали мощный толчок развитию науки итехники, в том числе, совершенствованию навигационных приборов икартографии.
Так, согласно данным американского Национального агентствапо аэрофотосъемке и картографии, экспедиция Магеллана была экипированаморскими картами, глобусом Земли, деревянными и металлическимитеодолитами,компасами,деревяннымимагнитнымиидеревянно-бронзовымистрелками,песочнымиквадрантами,часамиилагом,устанавливаемым на палубе.Важнейшими математическими открытиями того времени сталитригонометрия, в том числе – сферическая, а также проекция Меркатора илогарифмы.Иоганн Мюллер (Региомонтанус) создал шестизначныетригонометрические таблицы.
Его главное оригинальноепроизведение, книга «О различных треугольниках», содержиттеорему синусов для сферического треугольника. КнигаРегиомонтануса оказала большое влияние на дальнейшееразвитие тригонометрии, которая, благодаря его трудам сталасамостоятельной наукой, не зависящей от астрономии. Много труда положилРегиомонтанус и на вычисление тригонометрических таблиц. Он составилтаблицу синусов с интервалом в одну минуту, принимая радиус окружностиравным 60 000 (опубликована в 1490 г.).ФламандскийкартографГерардКремер,латинизированное имя которого звучит как Меркатор, присоставлении навигационной карты мира на 18 листах (1569 год)применил равноугольную цилиндрическую проекцию. Хотя врезультате современных исследований установлено, что такаяпроекция была известна ещё в 1511 году, широкое применениеона получила лишь благодаря Меркатору.Проекция Меркатора — одна из основных картографических проекций,широко используемых в современной морской и аэронавигации.
Слово«равноугольная» в названии подчёркивает то, что проекция не искажает углымежду направлениями. Все локсодромии (линии на сфере, пересекающие всемеридианы под одним и тем же углом), в ней изображаются прямыми.МеридианывпроекцииМеркаторапредставляютсяпараллельнымиравноотстоящими линиями, в то время как расстояние между параллелямизависит от широты: вблизи экватора оно равно расстоянию междумеридианами, и быстро (как обратный косинус широты) увеличивается приприближении к полюсам.Масштаб на карте в этой проекции также увеличивается от экватора кполюсам, поэтому на картах всегда указывается, к какой параллели относитсяосновной масштаб карты.
При этом масштабы по вертикали и по горизонталивсегда равны, между собой, чем, собственно, и достигается равноугольностьпроекции. Однако, поскольку масштаб зависит от широты, имеют местоискажения площади объектов, также нарастающие с приближением кполюсам: на карте площадь Гренландии выглядит сравнимой с площадьюЮжной Америки, хотя в реальности она в 8 раз меньше (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
