История науки в инстументах: Астролябия. Астролябия - это древний астрономический инструмент Папа Римский и дьявольский инструмент

«Астролябия как астрономический инструмент: от Античности до Нового времени» - так называется кандидатская диссертация, которую этой весной защитил директор новосибирского планетария Сергей Масликов. Один из членов диссертационного совета, физик Юрий Рудой, комментируя эту работу, сказал: «Я за свою жизнь прочёл немало авторефератов, но чтобы так всё было интересно, красиво и содержательно написано, прямо как роман в некоторых местах... Следовало бы, немного переработав, опубликовать его в каком-то читаемом сейчас журнале, таком как „В мире науки“ или „Кот Шрёдингера“». Нам текст тоже очень понравился, так что мы с удовольствием выполняем рекомендацию диссертационного совета.

Первое место в рейтинге приборов

Уже семнадцатый год мы живём в третьем тысячелетии. Но не все итоги прошедшего, второго, тысячелетия подведены. Кто назовёт астрономический инструмент, который был наиболее широко распространён и известен в том самом, ушедшем тысячелетии? Наверняка у многих читателей уже готов ответ: телескоп. Но всеобщее применение он получил всего двести - двести пятьдесят лет назад.

Если копнуть глубже и попытаться определить главный астрономический инструмент в интервале с 1001 по 2000 год, то лавры придётся отдать прибору, о котором мы сегодня уже мало что помним. Как минимум с VIII и до конца XVII, а местами и XIX века, самым популярным астрономическим инструментом как в Европе, так и на Востоке была планисферная астролябия.

Ей посвящены сотни трактатов на арабском, латинском и некоторых других языках; художники изображали её на картинах, а поэты слагали о ней стихи. Астролябию преподносили в дар царям, султанам и прочим высокопоставленным особам. Она выполняла разные функции - часов, дальномера, навигатора, счётной машины, справочника координат и тригонометрических функций. На протяжении полутора тысяч лет этим устройством пользовались учёные, путешественники, торговцы, священнослужители, астрологи, преподаватели и студенты.

Развернуть сферу на плоскость

Так что же это за инструмент? Теория планисферной астролябии была разработана ещё в III веке до нашей эры. Древнегреческий математик Аполлоний Пергский придумал, как изобразить сферу на плоской поверхности, - иными словами, «развернуть» её. Любой круг небесной сферы, например круг зодиака, при планисферном проецировании оставался кругом и на плоскости. Второе важное свойство этой проекции - сохранение углов на сфере и на плоскости.

Трудно сказать, когда эта красивая теория была воплощена в металле, то есть когда была изготовлена первая астролябия, но в IV веке нашей эры такой прибор уже точно существовал. Создал его, скорее всего, Теон Александрийский.

Его астролябия, как и все последующие, включала следующие основные части:

• корпус с углублением и подвесом - каркас всего инструмента;
• тимпаны, представлявшие собой местную (горизонтальную) систему координат наблюдателя; они содержали линии горизонта, меридиана, круги равных высот и азимутов; каждая сторона тимпана предназначалась для использования на одной конкретной широте; тимпанов могло быть от одного до десяти;
• паук - систему небесных (экваториальных) координат, которая включала полюс мира, круг зодиака, тропик Козерога, иногда круг небесного экватора и, самое главное, набор звёзд, положение которых фиксировалось остриями-указателями;
• алидаду с визирами - приспособление для наблюдения звёзд ночью и Солнца днём; эти наблюдения были основой для вычисления времени и решения некоторых астрономических задач.

Конструкция скреплялась осью, а ось фиксировалась шплинтом (в восточных астролябиях он назывался «лошадкой») или винтом (в западных инструментах). В соответствии с птолемеевой системой мира, Земля (тимпаны) была неподвижна, а небеса (паук) находились в движении.

Чтобы воспользоваться прибором, прежде всего нужно было найти на небе одну из ярких звёзд, указатель которой присутствовал на пауке астролябии. Затем с помощью алидады измерить высоту звезды. Дальше вращением паука указатель совмещали с линией измеренной высоты (линию искали на тимпане, который виден в прорези паука). После чего можно было считать, что на астролябии восстановлен текущий вид звёздного неба. Это построение служило базисом для решения многочисленных, не только астрономических задач. Например, этот прибор использовался для определения времени и продолжительности дня, математических вычислений и астрологических предсказаний.

Одна из загадок, над которой сейчас ломают голову историки науки, - это так называемый антикитерский механизм. Он был поднят со дна Эгейского моря вблизи острова Антикитера в 1901 году. Вначале решили, что это астролябия, но прибор оказался намного сложнее. Антикитерский механизм содержал 32 шестерёнки и позволял рассчитывать не менее 42 астрономических явлений. Об этом узнали, когда просветили механизм рентгеновскими лучами. Но главное, он изготовлен за пятьсот лет до того, как Теон Александрийский впервые описал астролябию.

Почему технология изготовления таких устройств не получила развития? Не исключено, что грекам была известна и более простая версия - планисферная астролябия. Но самые древние из сохранившихся инструментов датируются VIII–IX веками. Почему в музеях нет более ранних астролябий? Возможно, ответы на эти вопросы стоит искать на дне Эгейского моря, где покоятся сотни античных кораблей.

Спасибо арабскому Востоку

Арабы подхватили идею астролябии и возвели практику её изготовления и использования на очень высокий уровень. Этот универсальный инструмент распространился по всему восточному миру и проник в Европу. Но не все мусульманские традиции были востребованы, так что европейские мастера слегка модифицировали астролябию. Сегодня мы можем чётко разделить все сохранившиеся приборы на восточные и западные.

Примером восточного инструмента может служить большая, покрытая лаком деревянная астролябия из Эрмитажа (отдел Востока). Автору посчастливилось исследовать её вместе с другими астролябиями Эрмитажа в 2015 году.

Её корпус и алидада изготовлены из дерева - это исключение из правила. Обычно астролябии делались из латуни - сплава меди и цинка, прозванного «вечным» за свою износостойкость. В данном случае мастер выбрал дерево, чтобы изготовить лёгкий инструмент гигантского размера - диаметром 435 мм. Если бы использовался металл, астролябия была бы неподъёмной.

Чего добивался мастер, создавая столь крупногабаритный прибор? Как минимум двух целей: хотел повысить точность операций и сделать астролябию достойной высокого заказчика. Заказчик поименован в надписи на инструменте: «По указанию его превосходительства Ага Канбара Али, могущественного служителя царствующего Хакана, для снискания его высокого покровительства, эта астролябия изготовлена грешным рабом Мухаммадом Каримом». Коллеги из Тегерана помогли узнать, что этот высокопоставленный Ага Канбар Али был главным казначеем двора.

История каждого инструмента интересна сама по себе. Деревянная астролябия была изготовлена в Иране в 1720 году, незадолго до того, как последнего сефевидского правителя Солтана Хусейна I смело афганское вторжение.

В Россию астролябия попала как трофей после одной из русско-турецких войн конца XVIII - начала XIX века. Это могло произойти, например, когда в ходе морского сражения близ Афона в 1807 году был захвачен один из флагманских кораблей командующего флотом Османской империи Сейита Али.

Надписи на этой астролябии выполнены на персидском (в основном) и арабском языках - вся поверхность покрыта вязью! Мастер подписал числовые значения не цифрами, а прописью. То есть там, где нам привычнее видеть, например, 21°45′, он написал словами: «двадцать один градус сорок пять минут». И так повсюду.

В астрономическом отношении самый интересный элемент астролябии - её паук, ажурная решётка на лицевой стороне. Она, как и положено, изготовлена из латуни. Среди листьев диковинных растений здесь скрываются, сами похожие на листья, указатели звёзд. Автор насчитал 22 звезды из числа наиболее ярких.

Эта астролябия помогла отгадать давнишнюю загадку - установить значение распространённой в Средние века восточной единицы длины фарсаха (фарсанга). Прежде его пытались выразить через «естественные» величины. Например, расстояние, на котором можно разглядеть силуэт верблюда в пустыне - около шести километров. Понятно, что индивидуальные свойства зрения делают это определение слишком неточным. Согласно другим источникам, звуки барабана в пустыне слышны за один фарсах. Или же фарсах - это расстояние, которое может на полной скорости проскакать всадник, не загнав лошадь. Значения колебались от 5,7 до 9,4 км. Большая деревянная астролябия внесла ясность в этот вопрос.

Дело в том, что непременным элементом восточных астролябий была таблица городов со значениями их координат. Таблица наносилась на донышко корпуса, так что увидеть её можно лишь разобрав астролябию, что и было сделано.

На дне корпуса обнаружились координаты в общей сложности 94 городов. Для каждого из них даны название, широта, долгота, азимут направления на Мекку, так называемая кибла. Отдельно указана сторона горизонта, где искать киблу. Пятый, самый ценный параметр, - это расстояние до Мекки, измеренное в фарсахах вдоль тогдашних дорог и караванных путей. Наличие такого параметра в астролябии - большая редкость.

Инструмент, похожий на наш, хранится в Британском музее в Лондоне. Его данные были прочитаны ещё полтора века назад. Однако до сих пор никто не догадался проделать такое простое действие - сравнить эти расстояния с современными, которые легко получить с помощью, например, интернет-сервиса Google Maps .

Предположим, что современные дороги не особо сильно отклоняются от древних караванных путей. Если в каком-то направлении сильно, статистика это выявит. В итоге было установлено среднее значение фарсаха - 7,5 км со средним квадратическим отклонением 0,35 км, то есть всего 5%! Совсем неплохо, ведь исходные таблицы датируются XIV веком. Хотелось бы узнать, как удавалось в те времена так точно измерять расстояния.

Радость Петра Первого

Нам лучше понятны инструменты, изготовленные в Европе: надписи на них чаще всего выполнены на латинском языке. Примером западной астролябии может служить инструмент, сделанный в 1614 году в Нюрнберге малоизвестным мастером Георгом Айершоттелем. Эта астролябия также хранится в Эрмитаже. В своё время ею пользовался юный царь Пётр.

Как писал российский историк Костомаров, Пётр услышал про астролябию от князя Якова Долгорукого и наказал ему привезти такой инструмент из-за границы. В 1688 году Долгорукий привёз из Франции астролябию, причём он нашёл «правильный» экземпляр - для широт 55 и 56 градусов.

Сохранились собственноручные записи Петра о том, как он учился работать с этим прибором:

«Когда хочешь поло избрать (то есть когда хочешь найти высоту полюса - С. М. ) и когда будешь делать и сколько градусов... Солнце покажет на астролябиум, записать, потом взять того дня деклинацию (склонение Солнца - С. М. ) и вынять (вычесть - С. М. ) оною ис того числа, что Солнце покажет... и достальное, которое осталось за выемкою, вынять из 90, и что останет по тому месту, столько и градусоф широты. Деклинацию зимой убавить и летом прибавить».

Мастер изготавливал эту астролябию по книге, изданной в том же Нюрнберге годом раньше. Интересно, что в 1613 году координаты звёзд по-прежнему пересчитывали из каталога Птолемея, составленного в 137 году, то есть почти за полторы тысячи лет до написания книги. К значениям долгот звёзд автор просто прибавлял величину прецессионного сдвига, равную 21°37′. И это несмотря на то, что в 1604 году Галилей уже изобрёл телескоп, а датский астроном Тихо Браге ещё раньше, в 1598 году, составил высокоточный каталог звёзд!

Путаница с названиями

Так уж случилось, что в России под именем «астролябия» более двух столетий, с XVIII до начала XX века, был известен другой инструмент. Дело в том, что по инициативе Петра в Россию был завезён геодезический прибор, имевший одно назначение - измерять горизонтальные углы при съёмке местности. Работа предстояла огромная - составить карты беспредельной земли русской. Инструментов для съёмки потребовались сотни, а позднее и тысячи.

Уже после смерти Петра их стали называть астролябиями. Под этим именем они и сохранились в наших музеях, хотя правильное их название - геодезические угломерные инструменты, предшественники теодолитов. Поэтому Ильф и Петров, вкладывая в уста Остапа Бендера фразу «Сама меряет, было бы что мерять», скорее всего, имели в виду геодезическую астролябию. Настоящих же планисферных астролябий, поистине многофункциональных инструментов, в российских музеях сохранилось всего 14 экземпляров. Больше всего, девять, в Эрмитаже, три в Кунсткамере, один в Центральном военно-морском музее и один в Музее Востока (единственный в Москве).

Автору посчастливилось их все подержать в руках, и, надо сказать, ощущения это вызывает непередаваемые. Похоже на прикосновение к машине времени - невольно вызывает мысли о мастерах, создавших эти шедевры, об именитых людях, владевших ими на протяжении веков. И ещё удивление: насколько сложные, с большим набором функций, инструменты умели делать в те далёкие времена.

Одну из астролябий, из Музея Востока, мы описывали вместе с экспертом индийского происхождения Раджой Сармой. Он всю жизнь исследует научные инструменты из одного только города Лахор (Индия), где несколько веков существовала династия мастеров. Наше с Сармой развёрнутое, 24-страничное, описание московской астролябии оставило ряд вопросов без ответа. В этом приборе обнаружились элементы, которые ещё никто не описывал.

Искусство, аукционы и кражи

Сейчас многие музеи мира доступны в режиме онлайн. Так, самая крупная коллекция астролябий находится в оксфордском Музее науки. 136 инструментов, каждый из которых подробно описан, есть снимки всех элементов. Не хватает только... размеров. То ли это крупный промах составителей каталога, то ли сделано намеренно.

Недавно сбором древних артефактов озаботились богатые арабские страны. В 2008 году был построен Музей исламского искусства в Дохе, столице небольшой, но процветающей нефтяной страны - Катара. Арабские шейхи не жадничали: пригласили лучших архитекторов, скупили на аукционах ценные собрания, в том числе коллекцию астролябий, которую много лет собирал американец Леонард Линтон. Сейчас в музее около 40 астролябий.

Сколько стоят древние инструменты, можно судить по результатам аукционов. Самая дорогая астролябия была продана на Christie’s в 1995 году за 540,5 тысяч фунтов стерлингов (в нынешних ценах - 1 млн 300 тысяч долларов). Это восьмигранный инструмент, изготовленный немецким мастером Хабермелем в конце XVI века. Миллион долларов - это совсем немного по сравнению, например, с произведениями живописи, которые иногда оцениваются в сотни миллионов долларов.

Это не совсем справедливо. Некоторые астролябии можно на полном основании отнести к произведениям искусства. Взять, например, немецкого мастера XVI века Иоганна Преториуса - гравюры на его астролябиях доведены до совершенства и завораживают деталями. Как и картины, старинные инструменты привлекают похитителей. В 2004 году мир узнал об Андерсе Буриусе, главе отдела редких книг Королевской библиотеки Стокгольма, который долгое время крал и продавал особо ценные экземпляры. Делал он это профессионально - вычищал информацию о книгах из библиотечных каталогов. В 1999 году Буриус также похитил из Скоклостерского замка астролябию XVI века; позже она была оценена в 400 тысяч долларов. В 2004 году Буриус вынужден был признаться в хищениях, но не перенёс позора и покончил с собой.

Другая, далеко не новая проблема - это подделки, искусно изготовленные копии оригинальных инструментов. Та же астролябия из московского Музея Востока, созданная в 1587 году, является копией более древней астролябии мирзы Байсангура. Об этом, не таясь, поведал сам мастер.

Хуже, когда современная работа выдаётся за старую. По этой причине перед продажей раритетов аукционисты обращаются к экспертам. По астролябиям таких специалистов всего несколько человек в мире (автор ни в коей мере не причисляет себя к ним).

Чего не может смартфон

Что даёт нам изучение астролябий и других научных инструментов прошлого? Например, позволяет оценить роль арабского Востока в мировой науке. На моей защите доктор физико-математических наук Юрий Рудой сказал: «В наше время, которое проходит под знаком столкновения цивилизаций, как было бы хорошо и актуально популяризировать такие работы, чтобы люди поняли, что европейская цивилизация очень многим обязана восточной, мусульманской. Это не противоположные миры, наоборот, они взаимно дополняют друг друга».

А ещё, на мой взгляд, изучение древних инструментов способствует укрощению гордыни. Мы до такой степени восхищаемся достижениями своего века, что начинаем считать время, в которое живём, исключительным. И вдруг узнаём, что две тысячи лет назад люди делали такие вещи, аналоги которых появились только сейчас. Так, современный смартфон, снабжённый GPS-навигатором, выполняет далеко не все функции астролябии. Нужно добавить как минимум дальномер и теодолит. И всё вместе это не будет таким компактным и изящным инструментом, как астролябия.

Поэтому, отринув гордыню, давайте просто представим, что будут думать об уровне сегодняшней науки учёные через сто или, страшно подумать, тысячу лет. Представили? Ужас! После этого начинаешь с гораздо большим уважением относиться к достижениям далёких предков.

Дополнительную информацию можно найти на сайте автора, посвящённом исключительно астролябиям. Автор выражает признательность руководителям и сотрудникам Государственного Эрмитажа за возможность ознакомиться с этими инструментами. Отдельное спасибо профессору РУДН, доктору физико-математических наук Юрию Григорьевичу Рудому за энергичный посыл к написанию статьи.

Многие считают, что наша цивилизация — источник постоянного прогресса, и все самые интересные открытия и разработки еще только впереди. Однако глубокие философские труды, некоторые шедевры архитектуры и даже созданные задолго до нас приборы отчетливо высвечивают неполноту этой концепции. Древним ученым также многое было известно, они создавали строения и вещи, принцип работы и назначение которых до конца непонятны. Четкая согласованность функционирования тех или иных устройств с законами физики и неопровержимость получаемых с их помощью сведений часто окутаны легендами. В число подобных приборов входит и астролябия, древний астрономический инструмент.

Назначение

Как понятно из названия («астра» в переводе с греческого означает «звезда»), прибор связан с изучением небесных тел. И действительно, астролябия — это инструмент, позволяющий рассчитать, на какой высоте относительно поверхности нашей планеты находятся звезды и Солнце, и на основе полученных данных определить местоположение того или иного земного объекта. В длительных путешествиях по суше и по морю астролябия помогала определять координаты и время, порой служила единственным ориентиром.

Строение

Астрономический инструмент состоит из диска, представляющего собой стереографическую проекцию звездного неба, и круга с высоким бортиком, в который диск вложен. Основа прибора (элемент с бортом) имеет в центральной части небольшое отверстие, а также подвесное кольцо, необходимое для облегчения ориентации всей конструкции относительно горизонта. Срединная деталь составлена несколькими окружностями с нанесенными на них линиями и точками, определяющими широту и долготу. Эти диски называются тимпанами. Угломерный астрономический инструмент обладал тремя такими элементами, каждый из них подходил для определенной широты. Порядок, в котором вкладывались тимпаны, зависел от местности: верхний диск должен был содержать проекцию неба, соответствующего данному участку Земли.

Поверх тимпанов располагалась специальная решетка («паук»), снабженная большим количеством стрелок, указывающих на ярчайшие звезды, обозначенные на проекции. Сквозь отверстия в центре тимпанов, решетки и основы проходила ось, скреплявшая детали. К ней была присоединена алидада — специальная линейка для вычислений.

Точность показаний астролябии поражает: некоторые приборы, например, способны показывать не просто движение Солнца, но и отклонения, периодически возникающие в нем. Интересно, что создавался древний астрономический инструмент в ту пору, когда властвовала геоцентрическая картина мира. Однако представления о том, что все крутятся вокруг Земли, не помешали древним ученым создать такой точный прибор.

Немного истории

Астрономический инструмент имеет греческое название, однако многие его составляющие носят имена арабского происхождения. Причина такого кажущегося несоответствия в длительном пути, который преодолел прибор за период своего становления.

История развития астрономии, как и многих других наук, неразрывно связана с Древней Грецией. Здесь примерно за два столетия до начала нашей эры появился прообраз астролябии. Создателем его стал Гиппарх. Уже во втором веке после Рождества Христова описание схожего с астролябией угломерного прибора сделал Клавдий Птолемей. Он же соорудил инструмент, способный определять на небе.

Эти первые приборы несколько отличались от астролябий, какими их себе представляет современный человек и какие выставлены во многих музеях мира. Первым инструментом привычного строения считается изобретение Теона Александрийского (IV в. н. э.)

Восточные мудрецы

История развития астрономии в период раннего Средневековья стала разворачиваться на территории Связано это было с гонениями ученых со стороны церкви, с приписыванием инструментам, подобным астролябии, сатанинского происхождения.

Арабы усовершенствовали прибор, стали применять его не только для определения местоположения звезд и ориентации на местности, но и как измеритель времени, инструмент для некоторых математических вычислений, источник астрологических предсказаний. Мудрость Востока и Запада слилась воедино, результатом стал прибор астролябия, объединивший в себе европейское наследие с арабской мыслью.

Папа Римский и дьявольский инструмент

Одним из европейцев, стремившихся возродить астролябию, был Герберт Орильякский (Сильвестр II), короткое время занимавший пост Он изучал достижения арабских ученых, научился применять многие инструменты, забытые со времен античности или запрещенные церковью. Его таланты признавались, однако связь с чуждыми исламскими знаниями способствовала возникновению целого ряда легенд вокруг него. Герберта подозревали в связи с суккубом и даже дьяволом. Первый одарил его знаниями, а второй помог занять столь высокое положение в Нечистому приписывалось его восхождение. Несмотря на все слухи, Герберт сумел возродить ряд важных приборов, в том числе и астролябию.

Возвращение

Спустя некоторое время, в XII веке, Европа снова стала пользоваться этим прибором. Сначала в ходу была только арабская астролябия. Это был для многих новый инструмент и лишь для некоторых — забытое и модернизированное наследие предков. Постепенно начали появляться аналоги местного производства, а также длинные ученые труды, связанные с применением и устройством астролябии.

Пик популярности прибора пришелся на эпоху Великих открытий. В ходу была морская астролябия, помогавшая определять, где оказалось судно. Правда, она обладала особенностью, сводившей на нет точность данных. Колумб, подобно многим своим современникам, путешествовавшим по воде, жаловался, что этот прибор невозможно использовать в условиях качки, он эффективен, только когда под ногами неподвижная земля или на море полный штиль.

Определенную ценность для мореплавателей прибор все же представлял. Иначе не назвали бы в его честь один из кораблей, на которых отправилась в путешествие экспедиция знаменитого исследователя Жана Франсуа Лаперуза. Корабль «Астролябия» — один из двух, участвовавших в экспедиции и таинственно исчезнувших в конце восемнадцатого века.

Украшение

С наступлением эпохи Возрождения «амнистию» получили не только различные приспособления для исследования окружающего мира, но и предметы декора, страсть к коллекционированию. Астролябия — это прибор, кроме прочего, часто использовавшийся для предсказаний судьбы по движениям звезд, а потому он был украшен различными символами и знаками. Европейцы переняли у арабов привычку создавать точные в плане измерений и элегантные внешне приборы. Астролябии стали появляться в коллекциях придворных. Знание астрономии считалось основой образования, обладание прибором подчеркивало ученость и вкус владельца.

Венец коллекции

Красивейшие приборы инкрустировались драгоценными камнями. Указателям придавалась форма листьев и завитков. Для декорирования инструмента использовалось золото и серебро.

Некоторые мастера практически целиком посвящали себя искусству создания астролябий. В XVI веке самым знаменитым из них считался фламандец Гуалтерус Арсениус. Для коллекционеров его изделия были эталоном красоты и изящества. В 1568 году ему была заказана очередная астролябия. Прибор для измерения положения звезд предназначался полковнику австрийской армии Альбрехту фон Валленштейну. Сегодня хранится в музее им. М.В. Ломоносова.

Окутанная тайной

Астролябия, так или иначе, проскальзывает во многих легендах и мистических событиях прошлого. Так, арабский этап ее истории подарил миру миф о вероломном султане и ученых способностях придворного астролога Бируни. Правитель, по скрытой в веках причине ополчившийся на своего предсказателя, решил с помощью хитрости избавиться от него. Астролог должен был точно указать, каким выходом из зала воспользуется его хозяин, или же понести справедливое наказание. В своих вычислениях Бируни воспользовался астролябией и, записав результат на клочок бумаги, спрятал его под ковер. Хитрый султан приказал слугам вырубить в стене проход и вышел через него. Вернувшись, он открыл бумагу с предсказанием и прочел там сообщение, предугадывавшее все его действия. Бируни был оправдан и отпущен.

Неумолимое движение прогресса

Сегодня астролябия — это часть прошлого астрономии. Ориентация на местности с ее помощью перестала быть целесообразной уже с начала XVIII века, когда появился секстант. Периодически прибором все же пользовались, но еще спустя век или чуть больше астролябия окончательно перекочевала на полки коллекционеров и любителей древностей.

Современность

Приблизительное понимание устройства и функционирования прибора дает современный его потомок — планисфера.

Это карта, на которую нанесены звезды и планеты. Ее составляющие, стационарная и подвижная части, во многом напоминают основу и диск. Для определения правильного положения светил в конкретной части неба необходим верхний движущийся элемент, соответствующий по параметрам нужной широте. Схожим образом ориентируется и астролябия. Своими руками можно даже изготовить подобие планисферы. Такая модель даст представление и о возможностях ее древнего предшественника.

Живая легенда

Готовую астролябию можно купить в сувенирных лавках, иногда она появляется в коллекциях декоративных изделий, берущих за основу стиль сим-панк. Рабочие приборы найти, к сожалению, трудно. Планисферы также редки на прилавках наших магазинов. Интересные экземпляры можно обнаружить на заграничных сайтах, но стоить такая подвижная карта будет, как тот самый чугунный мост. Самостоятельное конструирование модели может оказаться делом, требующим массы времени, но результат стоит того и точно понравится детям.

Звездное небо, столь всеобъемлюще занимавшее умы древних, поражает своей красотой и загадочностью и современного человека. Такие приспособления, как астролябия, делают его немного ближе к нам, чуть понятнее. Музейный или сувенирный вариант прибора к тому же дает возможность ощутить мудрость наших предков, и две тысячи лет назад создававших инструменты, позволяющие довольно точно отображать мир и находить наше место в нем.

Сегодня астролябия — стильный сувенир, интересный своей историей и притягивающий взгляд необычностью конструкции. Когда-то это было значительным прорывом в астрономии, позволяющим соотнести положение небесных тел с местностью, практически единственным шансом на понимание, где на просторах океана или пустыни затерялся путник. И пусть прибор значительно проигрывает в функциональном плане своим современным аналогам, он всегда будет значимой частью истории, предметом, окутанным романтическим покровом тайны, а потому вряд ли затеряется в веках.

Вообще-то в заголовок вынесено название программы для создания подвижных карт звездного неба, но сначала немного истории...

Первые астрономические приборы появились задолго до наступления современного летоисчисления и одним из первых таких приборов была «астролябия». Вот что говорится о ней в Википедии :

Астролябия — один из старейших астрономических инструментов, появившийся в Древней Греции. Древнегреческий астроном Гиппарх (ок. 180-190 — 125 до н. э.), по-видимому, создал прообраз астролябии, а Клавдий Птолемей (II век) построил и описал астролабон — угломерный инструмент для определения положения звёзд.

С течением времени описание астролябии сначала перекочевало к арабам, которые внесли в её конструкцию свои усовершенствования, потом от арабов она попала в Европу и теперь уже европейцы внесли в свою очередь некоторые усовершенствования.

По сути своей астролябия является двухмерной моделью небесной сферы — это следует из названия прибора. Однако кроме астролябии двухмерной моделью небесной сферы также являются планисфера и звездная карта. Все даже намного интереснее — именно астролябия является прародительницей планисферы. Если заглянуть в русскую Википедию, то мы там можем прочитать о планисфере следующее:

Планисфера (от лат. planum — плоскость и греч. spháira — шар) — изображение сферы на плоскости в нормальной (полярной) стереографической проекции. Планисферы употреблялись вплоть до 17 века для определения моментов восхода и захода небесных светил. Обычно представляли собой координатную сетку, нанесённую на металлический диск, около центра которого вращалась облегчавшая отсчёты алидада. С введением специальных таблиц и номограмм планисферы вышли из употребления.

Если верить Википедии, то все планисферы давно уже «вымерли» и о них можно забыть. На самом деле русская Википедия попросту многого не «договаривает» о планисферах — чтобы убедиться в этом достаточно на англоязычную версию Википедии.

Есть и другое подтверждения ошибочности утверждений их русскоязычной вики, но для этого снова нужно вернуться в прошлое и тут я должен признать, что это будет возможно далеко не всем.

Я точно знаю, что все читатели моего блога учились в школе и у некоторых из них был в выпускном классе такой предмет, как «Астрономия». Даже если этого предмета в школе не было, но мой Читатель является любителем астрономии, то вы уже можете догадаться о чем пойдет речь дальше — конечно же о подвижной карте звездного неба . Данная карта служит для того, чтобы выяснить времена восхода, кульминации и захода светил небесной сферы. Это ее основное назначение. В качестве побочного назначения её можно использовать для навигации и в качестве звездных часов, но для этого уже прийдется приложить несколько больше сил и знаний, чем для определения времени кульминации светила, к примеру.

Эта карта представляет из себя весьма простой прибор, состоящий из двух частей — неподвижной карты и подвижного накладного круга. Карта обычно выпускается со звездным рисунком либо для северного полушария, либо для южного, а вот накладной круг по идее весьма индивидуален — в его вырез должен попадать только тот участок неба, который виден на определенной широте. Соответственно, для разных широт накладной круг должен быть разным. Именно поэтому серийно производятся подвижные карты с разными накладными кругами — когда будете приобретать такой прибор, то обратите на это внимание. Да что там описывать словами, лучше посмотрите на этот прибор своими глазами — вот как выглядит советская пластиковая подвижная карта звездного неба:


Накладной подвижный круг на этом приборе выполнен в виде полупрозрачной пленки с прозрачным участком, форма которого выполнена с учетом широты местности. Вот эта же карта в сборе, только вид сбоку:

Если вы решите приобрести этот прибор в нынешнее время, то вас будет ждать небольшой сюрприз — в российских магазинах вы его практически не найдете, т.к. наша промышленность попросту их не выпускает. Зато выпускает промышленность соседнего Китая по заказу Евросоюза и США. Но вы все равно не найдете этот прибор с помощью поисковых машин — называется он у них по-другому. А именно: планисфера! Вот типичный вид такой вот «забугорной» подвижной карты звездного неба (обратите внимание на название!):

Однако можно свести расходы по приобретению данного прибора к минимуму — ведь в интернете можно взять готовые выкройки это него и потом уже немного порукадельничать. Самое сложное — найти выкройку накладного круга именно для вашей широты и закрепить ее. К счастью, я лично баловался ручной сборкой этого прибора и могу дать пару советов на этот счет.

Итак, совет первый — для получения правильного накладного круга можно воспользоваться программой «Астролябия » (Astrolabe в оригинале и это веб-приложение) — но для этого нужно знать географические координаты вашего населенного пункта.

Совет второй — неподвижную карту лучше наклеить на прочное основание из тонкой фанеры, плотного картона или листа полиметилметакрилата . Далее в точке Полюса мира проделываем отверстие (его можно просверлить тонким сверлом). По выкройке накладного круга сначала делаем бумажную вырезку, потом берем лист полиметилметакрилата и по этой бумажной вырезке наносим на него отметки внешнего края круга, направление север—юг, точки востока и запада и овал выреза. Далее аккуратно обрезаем все лишнее — при помощи лобзика или надфилей выпиливаете накладной круг по внешней разметке. В получившейся части прибора просверливаете в центре отверстие и скрепляете его с неподвижной частью — картой — при помощи болта, двух гаек и трех шайб (накладной круг должен быть подвижным!).

Для города Барнаула соответствующие выкройки я уже сгенерировал при помощи Астролябии и их можно взять в виде PDF -файлов для последующей распечатки:

Этот старинный инструмент, сотворённый более двух тысячелетий тому назад, когда люди полагали, что Земля – это центр Вселенной. Астролябию иногда называют самым первым компьютером. Несомненно, это устройство с глубочайшей загадочностью и красотой

Первая астролябия появилась в Древней Греции. Витрувий в своём писании «Десять книг об архитектуре», рассказывая про астрономический инструмент, называемый «пауком», говорит, что его «изобрёл астроном Евдокс, а иные говорят - Аполлоний». Одной из основных частей этого инструмента являлся барабан, где было нарисовано небо с зодиакальным кругом

Стереографическую проекцию описал во II веке н. э. Клавдий Птолемей в сочинении «Планисферий». Впрочем, «астролабоном» сам Птолемей называл другой инструмент -армиллярную сферу. Окончательный вид астролябии был разработан в IV в. н. э. Так, в Александрии, почти через три сотни лет после Птолемея, математик и философ Гипатия была осуждена христианским обществом в сатанистских ритуалах, включающих, помимо всего прочего, использование астролябии. Она была избита, изнасилована и казнена в 415 году н.э. Ее ученик, Теон Александрийский, оставил после себя копии заметок по использованию астролябии.

После смерти Гипатии Европа "потеряла" астролябию после падения Римской Империи. Большинство древнегреческих познаний было утрачено в Западной Европе, население которой относилось к древнегреческой (а, следовательно, атеистской) технологии с большим подозрением. Однако ее бережно охраняли приверженцы ислама, использование астролябии ими подтверждается многими фактами. Без Испании и ее исламской религии Ренессанс никогда бы не наступил. Большинство найденных древнегреческих текстов были переведены на арабский. Позже их перевели на латинский, и тогда астролябия была вновь представлена подавляющему большинству европейцев.

Учёные исламского Востока усовершенствовали астролябию и стали применять её не только для определения времени и продолжительности дня и ночи, но также для осуществления некоторых математических вычислений и для астрологических предсказаний. Известно немало сочинений средневековых исламских авторов о различных конструкциях и применении астролябии.
Таковы книги ал-Хорезми, ал-Аструлаби, аз-Заркали, ас-Сиджизи, ал-Фаргани, ас-Суфи, ал-Бируни, Насир ад-Дина ат-Туси и др.

С XII века астролябии становятся известны в Западной Европе, где вначале использовали арабские инструменты, а позднее стали изготовлять свои по арабским образцам. В XVI веке их стали делать на основе собственных расчётов, чтобы применять в европейских широтах.

Пика своей популярности в Европе астролябия достигла в эпоху Возрождения, в XV-XVI столетиях, она наряду с армиллярной сферой была одним из основных инструментальных средств астрономического образования.

Знание астрономии считалось основой образования, а умение пользоваться астролябией было делом престижа и знаком соответствующей образованности. Европейские мастера, подобно своим предшественникам арабам, уделяли большое внимание художественному оформлению, так что астролябии стали предметом моды и коллекционирования при королевских дворах.

Точно описывать процесс работы астролябии было бы бессмысленно – лучше всего, если вы увидите это собственными глазами.

Челнообразная астролябия.

Как писал ал-Бируни, устройство этой астролябии, изобретённой ас-Сиджизи, происходит «из убеждения некоторых людей в том, что упорядоченное движение Вселенной принадлежит Земле, а не небесной сфере». На её тимпане изображаются эклиптика и звёзды, а на подвижной части - горизонт и альмукантараты.

На фото Арабская астролябия 1090г, из собрания National Museum of American

Совершенная астролябия. В этой астролябии, изобретённой ас-Сагани, за центр проектирования принимается не северный полюс мира, а произвольная точка небесной сферы. В этом случае основные круги сферы изображаются на тимпане уже не кругами и прямыми линиями, но кругами и коническими сечениями.

Универсальная астролябия. В этой астролябии, изобретённой аз-Заркали, за центр проектирования взята одна из точек равноденствия. В этом случае небесный экватор и эклиптика изображаются на тимпане прямыми линиями. Тимпан этой астролябии, в отличие от тимпанов обычных астролябий, пригоден для любой широты. Функции паука обычной астролябии здесь выполняет линейка, вращающаяся вокруг центра тимпана и называемая «подвижным горизонтом».

Сферическая астролябия. Небесная сфера представлена в этой астролябии в виде сферы, и её паук также имеет сферическую форму.

Наблюдательная астролябия. Эта астролябия представляет собой комбинацию армиллярной сферы и обычной астролябии, встроенной в кольцо, изображающее меридиан.

Линейная астролябия. Эта астролябия, изобретённая Шараф ад-Дином ат-Туси, представляет собой стержень с несколькими шкалами, с прикреплёнными к нему визирными нитями.

Морская астролябия. Это устройство, изобретённое португальскими мастерами в начале XV века, представляет собой чисто наблюдательный прибор и не предназначено для произведения аналоговых вычислений.

На фото Астролябия-квадрант, 1325г

В современных энциклопедиях говорится, что этот прибор предназначен для определения широты места. На самом деле функции астролябии гораздо разнообразнее: ее с полным правом можно назвать компьютером средневекового звездочета. Точного числа функции астролябии скорее всего не сможет назвать никто, поскольку разные типы астролябий могли выполнять различные виды работ. Еще в Х веке арабский ученый ас-Суфи написал подробный трактат, состоящий из 386 глав, в которых он перечислил 1000 способов применения астролябии. Возможно, он слегка преувеличил, но, не намного. Ведь с помощью этого уникального инструмента было возможно:

• пересчитывать эклиптические координаты звезд или Солнца в горизонтальные (т.е. определять их высоты и азимуты);
• с помощью наблюдений звезд и Солнца через специальный визир определять широту места, направления на разные города (в основном для вычисления направления на Мекку), определять время суток, определять звездное время;
• определять моменты восхода и захода светил, т.е. начала и окончания дня, а также моментов восхода звезд, а если имелись эфемериды, то и планет; определять восходящие и заходящие градусы эклиптики, т.е. асцендент и десцендент, строить дома гороскопа;

• определять широту местности с помощью измерения высоты Солнца в полдень или высот звезд в кульминации (не уверен, что это делалось часто, поскольку применение астролябии для этой цели напоминает стрельбу из пушки по воробьям);
• решать чисто земные задачи, типа измерения глубины колодца или высоты земного предмета; а также вычислять тригонометрические функции (синусы, косинусы, тангенсы, котангенсы).
• делать преобразования между тремя системами координат - экваториальными (прямое восхождение и склонение), эклиптическими (долгота, широта) и горизонтальными (азимут, высота), и многое-многое другое…

Вот как была устроена традиционная планисферная астролябия, обычно изготавливавшаяся из латуни.

Корпус чаще всего имел толщину около 6 мм и диаметр 15 – 20 см (у самых крупных астролябий – до 50 см). Хотя, нередко встречались и более солидные инструменты 30-40 см диаметром, известен гигантский экземпляр в 85 см, и наоборот, миниатюрные карманные версии всего 8 см диаметром. Дело в том, что от размера астролябии напрямую зависела и ее точность.

На фото пример того, как собрать простейшую астролябию.

НА фото Астролябия работы Mahmud ibn Shawka al-Baghdadi 1294-1295 диаметр - 96 мм. Из собрания National Maritime Museum, London

Во времена расцвета арабского мира время днем измерялось с помощью солнечных часов, а ночью - водяных или песочных. Астролябия позволяла производить сверку этих часов. Для этого необходимо было днем наблюдать высоту Солнца, а ночью - одну из ярких звезд, нанесенных на "пауке" астролябии. Интересное устройство на основе все той же астролябии, которое можно назвать прототипом механических часов, было разработано известным арабским ученым Аль-Бируни. Он предложил схему астролябии, которая автоматически показывала взаимное расположение Солнца и Луны, т.е. лунную фазу. Инструмент имел двойной корпус, внутри которого были закреплены шестерни. Если вращать с определенной скоростью внешний диск, в окошечке можно было наблюдать смену лунных фаз. Позднее появились астролябии, снабженные шестеренками, которые моделировали движение планетных сфер. Правда, в то время не было надежного механического привода, поэтому устройство было в полной мере реализовано только в средневековой Европе, когда были изобретены гиревой и пружинный приводы. А первые механические часы, часто устанавливаемые на башнях кафедральных соборов в Европе, долгое время делались в виде астролябий.

И это неудивительно – ведь сложные арабские астролябии превратились в настоящие произведения искусства. Указатели звезд выглядели не просто штырьками, а спиралями и завитками в форме листьев. По окружности инструмент инкрустировался драгоценными камнями и иногда отделывался золотом и серебром. А все потому, что зачастую с астролябией пред грозными очами какого-нибудь визиря или шаха выступал придворный звездочет. Прекрасный инструмент придавал вес предсказаниям астролога, а от этого зависела не только судьба самого предсказателя, но и развитие астрономии, чаще называемой тогда просто наукой о звездах.

На фото Персидская астролябия 1223г

Легендой стал случай, якобы произошедший с Бируни. Однажды коварный правитель решил разделаться с неугодным ученым и потребовал от него ответа на вопрос: "Из какой двери - северной или южной он выйдет из зала?" Проделав ряд манипуляций с астролябией, находчивый Бируни ответил, что будет прорублена новая дверь. Ответ оказался верным. Но чаще всего правители были щедры к своим придворным астрологам, выделяя деньги на постройки обсерваторий, на создание всевозможных зиджей - таблиц эфемерид. Все это вело хоть и к небольшому, но все же прогрессу астрономии.

Сегодня в моде вещи, отмеченные временем: антиквариат, различные изделия в и ретро. Особый шик интерьеру, основанному на подобном декоре, придают инструменты и приборы, теперь потерявшие свою актуальность, но вносящие определенный колорит и создающие атмосферу. К их числу относятся, например, граммофон или чугунный утюг. Однако речь пойдет не об этих довольно распространенных агрегатах. В центре внимания статьи - ответ на вопрос о том, что такое астролябии. Эти древние инструменты также сейчас переживают второе рождение в качестве атрибутов стилей с уклоном в ретро или стимпанк.

Многофункциональный инструмент

Астролябия, фото которой дают небольшое представление об использовании предмета для человека, не связанного с астрономией, — просто красивый и необычный инструмент. Однако у него есть вполне конкретная функция. Изобретался прибор для измерения расстояний от поверхности Земли до звезд и планет, которые затем применялись для ориентации на местности, определения координат, а также астрологических предсказаний. С помощью древнего астрономического инструмента можно было вычислить, какие звезды будут когда зайдет или взойдет Солнце, который час.

Происхождение

Уже во втором веке до нашей эры ученые знали, что такое астролябии. Инструмент появился на территории Древней Греции, там же он дополнялся и несколько видоизменялся на протяжении нескольких веков. Астролябия, фото которой можно найти в статье, была приведена в такой вид Теоном Александрийским в IV в. н. э.

Несмотря на греческое происхождение, астролябия многим обязана арабам. Если бы не они, скорее всего, такой инструмент не дошел бы до нас.

Гонения церкви

Средние века были не самым благодатным временем для развития наук в Европе. Все мирское, так или иначе пытающееся объяснить мир без обращения к концепции Бога, объявлялось лживым и опасным. После гибели Римской империи астролябия на века была забыта на Западе. В то же время новый виток истории для прибора начался на просторах арабских стран, где ученые расширили его возможности.

Обновление

Восточные мастера внесли свои коррективы в понимание того, что такое астролябии. Теперь эти инструменты использовались не только для астрономических вычислений, ориентации на местности и подсчета времени. Арабские астролябии позволяли делать сложные математические вычисления, предсказывать судьбу по звездам.

На просторах Персии, Индии и других стран было создано много книг, содержащих описание строения и применения инструмента для различных целей. Все видные ученые имели у себя этот прибор. И тогда, и позже, уже в Европе, наука о звездах почиталась как основа любого знания, а символом мудрости была астролябия. Как пользоваться инструментом, знал каждый астролог, служивший советником при дворе султана.

Устройство

Конструкция астролябии состояла из нескольких деталей. Основа — окружность из латуни или меди с бортиком по краю, отверстием и подвесным кольцом в середине. Последнее помогало правильно размещать прибор относительно линии горизонта. По всей длине окружности располагались метки — шкала с нанесенными на ней делениями, градусами или часами. Тут же часто было отмечено положение крупных городов.

На основу астролябии помещали так называемый тимпан — диск со стереографической проекцией звездного неба. На нем были отмечены полюс мира, северный и точка зенита с азимутальными кругами. Существовало несколько тимпанов для разных местностей. Каждый отличался особенностями положения точки зенита и линии горизонта, справедливых в данной широте.

Поверх диска с проекцией неба помещалась решетка, из-за особенностей строения получившая название «паук». Она была снабжена указателями, помогающими определить местоположение Стрелки часто делались в виде изящных листочков или завитков, отчего вся конструкция становилась не только удобной в функциональном отношении, но и доставляющей

Опять в Европе

Через века на Западе снова узнали, что такое астролябии, благодаря изучению работ восточных ученых. Европейцы стали пользоваться арабскими приборами, а затем и делать собственные. Новые экземпляры также были украшены на манер восточных аналогов. Вскоре астролябии стали яркими экземплярами коллекций дворян.

Сегодня этот прибор — символ тайн: астролябия чаще связывается в умах людей с предсказаниями астрологов, чем с исследованиями астрономов. Например, прибор может ассоциироваться с именем, которое сейчас знают многие - Астролябия дала название одной из фирм, рассылающих сомнительные предсказания ее авторства. Но несмотря на подобные повороты судьбы, инструмент для большинства на сегодняшний день — это часть истории астрономии, интересный символ прошедшей эпохи и красивый атрибут.