Опубліковано: Квітень 25, 2011 о 01:05

Цей стародавній інструментвинайшли понад дві тисячі років тому — в епоху, коли люди вважали Землю центром Всесвіту. Астролябію часто називають першим комп'ютером, але як би спірно не звучало це твердження, безперечним залишається той факт, що цей інструмент оточує аура таємничості та містичної краси.

2. То навіщо призначалася астролябія і як допомагала нашим предкам? По-перше, вона дозволяла вираховувати такі величини, як час – за станом сонця та зірок на небі. Як і у випадку з комп'ютером, ви вводите інформацію та на виході отримуєте результат. Зазвичай астролябії виготовляли з латуні, вони були близько 15 сантиметрів у діаметрі. Але як можна бачити на фотографіях, зустрічалися і більші зразки.

3. На лицьовій стороні малювалося зоряне небо, а на ньому 20 найяскравіших зірок. Перше питання, яке спадає на думку: якщо древні вважали, що Земля знаходиться в центрі Всесвіту, чи могли правильно працювати ці пристрої? Адже насправді Земля обертається довкола Сонця. Наші пращури знали відносні розміри Землі і Сонця і приблизну відстань між ними. А ґрунтуючись лише на тому, що ми можемо бачити, між гео та геліоцентричними системами немає різниці принаймні з точки зору математики.

4. Рухливі деталі встановлювалися навпроти поділу часу доби та дати, і на лицьовій стороні інструмента показувалася відповідна цьому моменту карта неба. Який у цьому сенс? За допомогою астролябії вирішувалося багато астрономічних проблем. Найпростіше це, звісно, ​​визначення часу. Також люди могли обчислити час сходу та заходу Сонця. Крім того, прилад дозволяв визначати напрямок; так астролябія була безцінним «компасом» для мусульманських учених, які прямували до Мекки.

5. До пізнього Середньовіччя астролябія була одним із основних інструментів астрономії. За кілька століть винайшли безліч астролябій, але найпоширеніша планисферична, у якій небесна сфера проектується на площину екватора. Про принципи такої проекції говорили ще за 150 років до Різдва Христового, проте вважається, що перший прилад створили набагато пізніше. Насправді те, що ми називаємо астролябією, вже було на службі в астрономів до 400 року.

6. Астролябія, як і багато іншого, прийшла із давньої Греції. Відомо, що греки вивчали проекції астролябії ще дві сотні років до нашої ери. Теорія згодом була викладена Гіппократом, який народився в Нікеа, що в Малій Азії. Який зв'язок із Грецією? Всі свої дослідження він проводив на острові Родос (Греція), там же написав багато робіт із тригонометрії.

7. Але коли теорія набула фізичного втілення? Коли вперше людина взяла до рук астролябію? Перша згадка про пристрій, що нагадує астролябію, зустрічається у Марка Вітрувія Поліона, який помер у 26 році до нашої ери. Він описує годинник в Олександрії, у якого був обертовий диск із зображенням зірок. Може, це була прародителька астролябії?

8. Хоча цьому немає прямих доказів, але Клавдій Птолемей (помер 168 р. н.е.) у своїх рукописах (з його бібліотеки в Олександрії) згадує якийсь пристрій, дуже схожий на те, про який ми зараз говоримо. Оскільки він багато написав про геометрію системи Земля-Сонце, яка є основою роботи астролябії, справедливо було б припустити, що він пов'язаний і з її створенням. Більшість істориків від астрономії вважають рік 150 н. датою появи першої астролябії.

9. Часи змінюються. І ось через три століття (і знову в Олександрії) християнська громада міста звинувачує у поклонінні сатані Гіпатію – жінку, яка займалася вивченням математики та філософії. Серед інших предметів для її «ритуалів» згадується і астролябія… Натовп накинувся на нього серед білого дня, його зґвалтували та стратили. Сталося це 415 року від Різдва Христового. Її учень, Теон Олександрійський, залишив багато записів про використання астролябії. Однак, її застосування на заході потрапило під заборону майже на тисячу років.

10. Цікаво, що після загибелі Гіпатії, Захід остаточно втратив астролябію, коли впала Римська імперія, і для Європи настали Темні віки (раніше середньовіччя). Багато чого втрачено було з давньогрецької наукидля Західної Європи Її мешканці стали ставитися до грецьких - язичницьким - технологіям з великою підозрою. Однак вони збереглися в ісламському світі, де знайдено багато свідчень їх використання та розвитку.

11. До Європи астролябію повернули маври Андалусії. Можливо, без іспанських арабів епоха Ренесансу ніколи б і не настала. Чесно кажучи, знання арабської Андалусії у дванадцятому столітті поширилися всією Європою. І багато західних уми стікалися в такі міста як Кордоба, які вони вважали центрами «втраченого знання». Грецькі тексти, які вже неможливо було знайти в Європі, існували в таких місцях арабською. Там книги переклали латиною, і астролябія знову постала перед європейською публікою.

12. І хоча ці пристрої в середині сімнадцятого століття були замінені на більш досконалі прилади, астролябія використовується й досі – переважно для викладання астрономії. І не тільки тому, що становить велику історичну цінність, її ще використовують за призначенням. І все ж таки зараз астролябія, по великому рахунку, це красивий та загадковий інструмент стародавніх астрономів.

Астролябія - один із найстаріших астрономічних інструментів, що з'явився у Стародавній Греції. Цей старовинний інструмент створений понад два тисячоліття тому, коли люди вважали, що Земля – це центр Всесвіту.

Астролябію іноді називають найпершим комп'ютером. Безсумнівно, це пристрій з глибокої загадковістю і красою, і ми зараз постараємося дізнатися про його секрети.

Перша астролябія з'явилася у Стародавній Греції. Вітрувій у своєму писанні «Десять книг про архітектуру», розповідаючи про астрономічний інструмент, званий «павуком», каже, що його «винайшов астроном Евдокс, інші говорять - Аполлоній». Однією з основних частин цього інструменту був барабан, де було намальовано небо із зодіакальним колом.

Стереографічну проекцію описав у ІІ столітті н. е. Клавдій Птолемей у творі «Планісферії». Втім, «астролабоном» сам Птолемей називав інший інструмент – армілярну сферу.

Остаточний вид астролябії було розроблено в IV ст. н. е. Так, в Олександрії, майже через три сотні років після Птолемея, математик і філософ Гіпатія була засуджена християнським суспільством у сатаністських ритуалах, що включають, крім усього іншого, використання астролябії. Вона була страчена в 415 році н. Її учень, Теон Олександрійський, залишив по собі копії нотаток щодо використання астролябії.

Після смерті Гіпатії та після падіння Римської Імперії Європа "втратила" астролябію. Більшість давньогрецьких знань було втрачено в Західній Європі, населення якої належало до давньогрецької (а отже, атеїстської) технології з великою підозрою. Однак її дбайливо охороняли прихильники ісламу, використання астролябії ними підтверджується багатьма фактами. Без Іспанії та її ісламської релігії Ренесанс ніколи не настав. Більшість знайдених давньогрецьких текстів було перекладено арабською. Пізніше їх переклали латинською, і тоді астролябія була знову представлена ​​переважній більшості європейців.

Вчені ісламського Сходу удосконалили астролябію і почали застосовувати її як визначення часу і тривалості дня і ночі, але й у здійснення деяких математичних обчислень й у астрологічних прогнозів. Відомо чимало творів середньовічних ісламських авторів про різних конструкціяхта застосування астролябії.

Такі книги ал-Хорезмі, ал-Аструлабі, аз-Заркалі, ас-Сіджізі, ал-Фаргані, ас-Суфі, ал-Біруні, Насір ад-Діна ат-Тусі та ін.

З XII століття астролябії стають відомими в Західній Європі, де спочатку використовували арабські інструменти, а пізніше стали виготовляти свої за арабськими зразками. У XVI столітті їх почали робити на основі власних розрахунків, щоби застосовувати в європейських широтах.

Піка своєї популярності в Європі астролябія досягла в епоху Відродження, у XV-XVI століттях, вона поряд з армілярною сферою була одним із основних інструментальних засобів астрономічної освіти.

Знання астрономії вважалося основою освіти, а вміння користуватися астролябією було справою престижу та знаком відповідної освіченості. Європейські майстри, подібно до своїх попередників арабів, приділяли велика увага художнім оформленням, так що астролябії стали предметом моди та колекціонування при королівських дворах.

Точно описувати процес роботи астролябії було б безглуздо – найкраще, якщо ви побачите це на власні очі.

Човноподібна астролябія.

Як писав ал-Біруні, пристрій цієї астролябії, винайденої ас-Сіджізі, походить «з переконання деяких людей у ​​тому, що впорядкований рух Всесвіту належить Землі, а не небесній сфері». На її тимпані зображуються екліптика і зірки, але в рухомий частини - горизонт і альмукантараты.

На фото Арабська астролябія 1090р, зі зборів National Museum of American.

Досконала астролябія.

У цій астролябії, винайденій ас-Сагані, за центр проектування приймається не північний полюссвіту, а довільна точка небесної сфери. І тут основні кола сфери зображуються на тимпані не кругами і прямими лініями, але колами і конічними перерізами.

Універсальна астролябія.

У цій астролябії, винайденій аз-Заркалі, за центр проектування взято одну з точок рівнодення. У цьому випадку небесний екватор та екліптика зображуються на тимпані прямими лініями. Тимпан цієї астролябії, на відміну тимпанів звичайних астролябій, придатний будь-якої широти. Функції павука звичайної астролябії тут виконує лінійка, що обертається навколо центру тимпану і називається рухомим горизонтом.

Сферична астролябія.

Небесна сфера представлена ​​у цій астролябії як сфери, і її павук також має сферичну форму.

Спостережна астролябія.

Ця астролябія є комбінацією армілярної сфери і звичайної астролябії, вбудованої в кільце, що зображує меридіан.

Лінійна астролябія.

Ця астролябія, винайдена Шараф ад-Діном ат-Тусі, є стрижнем з кількома шкалами, з прикріпленими до нього візирними нитками.

Морська астролябія.

Цей пристрій, винайдений португальськими майстрами на початку XV століття, є суто спостережним приладом і не призначений для твору аналогових обчислень.

Морська астролябія.

На фото астролябію-квадрант, 1325 р.

У сучасних енциклопедіях говориться, що цей прилад призначений визначення широти місця. Насправді функції астролябії набагато різноманітніші: її з повним правом можна назвати комп'ютером середньовічного зоречета. Точної кількості функції астролябії швидше за все не зможе назвати ніхто, оскільки різні типиастролябій могли виконувати різні видиробіт. Ще в Х столітті арабський вчений ас-Суфі написав докладний трактат, що складається з 386 розділів, у яких він перерахував 1000 способів застосування астролябії.

Можливо, він трохи перебільшив, але, не набагато. Адже за допомогою цього унікального інструменту було можливе:

Перераховувати екліптичні координати зірок або Сонця в горизонтальні (тобто визначати їх висоти та азимути);

За допомогою спостережень зірок та Сонця через спеціальний візир визначатиме широту місця, напрямки на різні міста (в основному для обчислення напрямку на Мекку), визначатиме час доби, визначатиме зоряний час;

Визначати моменти сходу та заходу світил, тобто. початку і закінчення дня, і навіть моментів сходу зірок, і якщо були ефемериди, те й планет; визначати висхідні і заходи градуси екліптики, тобто. асцендент та десцендент, будувати будинки гороскопу;

Визначати широту місцевості за допомогою вимірювання висоти Сонця опівдні або висот зірок у кульмінації (не впевнений, що це робилося часто, оскільки застосування астролябії для цієї мети нагадує стрілянину з гармати по горобцях);

Вирішувати суто земні завдання, типу виміру глибини колодязя чи висоти земного предмета; а також обчислювати тригонометричні функції (синуси, косінуси, тангенси, котангенси).

Робити перетворення між трьома системами координат - екваторіальними (пряме сходження і відмінювання), екліптичними (довгота, широта) і горизонтальними (азимут, висота), і багато іншого.

Ось як було влаштовано традиційну планісферну астролябію, яка зазвичай виготовлялася з латуні:

Корпус найчастіше мав товщину близько 6 мм та діаметр 15 – 20 см (у найбільших астролябій – до 50 см). Хоча, нерідко зустрічалися і солідніші інструменти 30-40 см діаметром, відомий гігантський екземпляр в 85 см, і навпаки, мініатюрні кишенькові версії всього 8 см діаметром. Справа в тому, що від розміру астролябії залежала і її точність.

На фото приклад того, як зібрати найпростішу астролябію.

Астролябія роботи Mahmud ibn Shawka al-Baghdadi 1294-1295 діаметр - 96 мм. Зі зборів National Maritime Museum, London

У часи розквіту арабського світу час вдень вимірювався за допомогою сонячного годинника, а вночі - водяного або пісочного. Астролябія дозволяла робити звіряння цього годинника. Для цього необхідно було вдень спостерігати висоту Сонця, а вночі – одну з яскравих зірок, нанесених на павуку астролябії. Цікавий пристрійна основі все тієї ж астролябії, яку можна назвати прототипом механічного годинника, було розроблено відомим арабським ученим Аль-Біруні. Він запропонував схему астролябії, яка автоматично показувала взаємне розташуванняСонця та Місяця, тобто. місячну фазу. Інструмент мав подвійний корпус, всередині якого було закріплено шестірні. Якщо обертати із певною швидкістю зовнішній диск, у віконці можна було спостерігати зміну місячних фаз. Пізніше з'явилися астролябії, з шестернями, які моделювали рух планетних сфер. Правда, в той час не було надійного механічного приводу, тому пристрій був повною мірою реалізований тільки в середньовічній Європі, коли були винайдені гирьовий та пружинний приводи. А перші механічний годинник, що часто встановлюються на вежах кафедральних соборіву Європі, довгий часробилися як астролябій.

І це не дивно – адже складні арабські астролябії перетворилися на справжні витвори мистецтва. Покажчики зірок виглядали не просто штирьками, а спіралями та завитками у формі листя. По колу інструмент інкрустувався дорогоцінним каміннямі іноді оброблявся золотом та сріблом. А все тому, що найчастіше з астролябією перед грізними очима якогось візира чи шаха виступав придворний звездочет. Прекрасний інструмент надавав вагу пророцтвам астролога, а від цього залежала не тільки доля самого провісника, а й розвиток астрономії, яку тоді називають просто наукою про зірок.

На фото Перська астролябія 1223 р.

Легендою став випадок, що нібито стався з Біруні. Якось підступний правитель вирішив розправитися з неугодним ученим і зажадав від нього відповіді на запитання: "З яких дверей - північних чи південних він вийде із зали?" Виконавши ряд маніпуляцій з астролябією, винахідливий Біруні відповів, що буде прорубано нові двері. Відповідь виявилася вірною. Але найчастіше правителі були щедрі до своїх придворних астрологів, виділяючи гроші на спорудження обсерваторій, створення різноманітних зиджей - таблиць ефемерид. Все це вело хоч і до невеликого, але все ж таки прогресу астрономії.

На фото Французька астролябія кінця 16 – початку 17 століть.

Сучасним нащадком астролябії є планісфера - рухлива карта зоряного неба, що використовується у навчальних цілях.

АСТРОЛЯБІЯ. 1) У геодезії астролябія – кутомірний інструмент для геодезичних (і астрономічних) вимірювань, попередник сучасних астрономічних та геодезичних кутомірних інструментів. Назва астролябію було дано всім кутомірним приладам, що складалися з кола та алідади, та азимутальним інструментам, попередникам теодоліту. На фіг. зображено астролябію для землемірних робіт. Астролябії, що обертається біля центру кола з поділами алідаду, забезпечена двома рухомими. діоптрамис та d, має ноніуси n-оі p-qдля точних відліків поділів лімбу. Два діоптри а та b нерухомо укріплені на колі; їхня лінія візування збігається з лінією 0-180 ° лімба. Встановивши нерухомі діоптри на задній сигнал та закріпивши лімб, можна, візуючи на іншу точку через рухомі діоптри, відрахувати кут по лімбу. Коло укріплений на штативі і може бути встановлений обертанням біля кульового шарнірного зчленування в будь-якій площині і у вертикальній, для вимірювання вертикальних кутів. Частина астролябії забезпечується бусоллю. У Росії її астролябія тривалий час користувалася винятковим поширенням при межових роботах. У середині 17 ст. вона була покращена тим, що замість алідади з діоптрами була встановлена ​​труба, і вийшов новий типгеодезичний інструмент - астролябія з трубою.

2) В астрономії астролябія - інструмент, який служив визначення положення зірок і що складався з двох різних приладів, з яких кожен окремо теж називався астролябією. Один з них, для безпосереднього вимірювання кутів, є простою астрономічною армілярною сферою і складається з кільця, на колі якого знаходяться розподіли, а всередині обертається інше, концентричне з першим кільце, з двома діоптрами. Замість внутрішнього кільця часто роблять одну тільки ручку (алідада, лінійка) або 4 ручки у вигляді хреста. На зовнішньому кільці є пара діоптрів, за допомогою яких візується одна зі сторін кута, що вимірювається. Раніше діоптри були з отвором, потім їх почали робити з вузьким прорізом і, нарешті, з прорізом та волоском посередині.

Для вимірювання горизонтальних та вертикальних кутів астролябія встановлювалася на штативі. Вона називалася круглою, напівкруглою або квадрантом, дивлячись по тому, чи має вона повне коло, половину або чвертю. Для вимірювання кутів висоти це коло просто підвішувалося за вушко на розподілі 90°, з діоптрами на алідадної лінійці, але без діоптрів на розділеному колі. Справжнє значення кута висоти можна було визначити за дотримання наступних умов: а) вісь обертання алідади проходить через центр розділеного кола; б) лінія, що з'єднує точки, що відповідають +90° і -90° кута висоти, спрямована на схилі; в) діаметр кільця, що відповідає знайденому положенню діоптрів, проходить через якесь поділ на його колі. Морська астролябія була влаштована таким же чином, але після винаходу секстанта із дзеркальцем цей примітивний прилад, який іноді замінювався астрономічним колом і квадрантом, швидко вийшов із вживання у мореплавців. Другий із вищезгаданих приладів служив для графічного вирішення різних завдань сферичної астрономії. Головна частинайого давала зображення небесної сфери на площині, або «планісферу» і в поєднанні з описаним вище кутомірним приладом цей прилад згодом отримав назву планісферичної астролябії (Astrolabium planisphaerium). До нас перейшло безліч таких комбінованих арабських астролябій. Цей прилад мав велике значеннядля графічного вирішення завдань сферичної астрономії, а аналогічними йому пристосуваннями ми користуємося й досі. Влаштування таких астролябій полягало в наступному. У диску з поглибленням і поділами краю містилася планисфера. На неї накладалася пластинка, що обертається, поверх якої обертався покажчик. На задній стороні диска теж були розділений круг і алідада, що являли собою описане вище просте пристосування для вимірювання кутів висоти. Передня частина приладу служила для графічних вимірів. Іноді обидві частини приладу містилися на одній і тій стороні диска, як, наприклад, в астролябії Регіомонтана.

Астрономія тісно пов'язана з фізикою та іншими науками природного циклу (хімія, біологія, географія). Астрономія використовує фізичні знання пояснення явищ і процесів, які у Всесвіту, до створення астрономічних приладів.

Тисячі років тому були винайдені кутомірні прилади (квадрант, астролябія)- перші астрономічні прилади(рис. 5, ), за допомогою яких визначали положення світил на небі та час настання небесних явищ.

Триста років тому італійським вченим Галілеєм для астрономічних досліджень було вперше використано телескоп- прилад, що дозволяє спостерігати слабкі, невидимі озброєним оком об'єкти та збільшувати їх видимі розміри (рис. 5, ).

Малюнок 5. Стародавні астрономічні інструменти.

Сучасна астрономія використовує більш точні апарати для дослідження небесних тіл, такі як космічний апарат"Вега", радіотелескоп (рис. 6, ).

Мал. 6. Сучасні апарати на дослідження небесних тіл.

З перелічених пристроїв та апаратів детальніше зупинимося на астролябії, про яку ми згадували у вступі. Астролябія- це старовинний прилад для визначення положення Сонця та яскравих зірок у різний часдіб протягом усього року. Винахід астролябії приписується грецьким астрономам, які працювали у II столітті до н. Зазвичай астролябії виготовлялися із міді. Різні гравіювання шкал давали можливість визначати положення зірок та Сонця у різний час доби протягом усього року. Іноді були й додаткові шкали, що дають різноманітну інформацію. Найчастіше астролябії виготовлялися як ручного інструменту, щоб його можна було використовувати для визначення кута піднесення зірок (наприклад, з метою навігації). Знаючи висоту та точний час, за допомогою астролябії можна було визначити широту, на якій знаходиться судно.

Протягом двох тисячоліть цей науковий інструмент залишався практично незмінним. Мореплавці, починаючи з 1480 року, і до середини 18 століття використовували астролябію та спеціальні таблиці, якими визначалася широта розташування корабля. Для зменшення похибки вимірювання діаметр астролябії становив 13-15 см, але багато англійських мореплавців використовували точніші астролябії діаметром до 20 см.

До речі, астролябії цього періоду (18 століття) містяться і в нашому Тобольському історико-архітектурному музеї заповіднику в цьому ми переконалися на віртуальній екскурсії «З історії винаходів» на уроці фізики.

Для проведення вимірювань у давнину за допомогою астролябії необхідно навести її на сонце або зірку. Зафіксувавши різницю у показаннях між напрямком на небесне тілоі горизонт, а також знаючи місцевий час, можна за допомогою спеціальних таблиць визначити широту місця. Коло це підвішувалося на кільці в вертикальної площини, і за допомогою алідади, з діоптрами, спостерігалися зірки, висота яких відраховувалася на лімбі, до якого згодом прироблявся ноніус. Якщо широта була відома, то за тими ж таблицями можна було з високою точністювизначити місцевий час.

Малюнок 7. Схематичний устрій астролябії.

Схематичний пристрій астролябії показано малюнку 7 .

Роль павука виконує прозора пластина з картою зоряного неба.

Астролябія – класичний кутомірний інструмент. Відомий з часів астрономів Гіппарха (II ст. до н.е.) та Птолемея (II ст. н.е.). Слово «астролябія» походить від грецьких слів astron (зірка, лат. astrum) і lambanw (брати, схоплювати, лат. labium – губа). Це свідчить, що у давнину астролябія застосовувалася визначення кутів на небосхилі. Пізніше астролябія перетворилася на основний геодезичний інструмент для вимірювання кутів, розташованих у горизонтальній площині, проведення паралельних та перпендикулярних ліній для зйомки плану місцевості та інші. До XVIII ст. він служив також визначення широт і долгот.

Астролябіями користувалися астрономи та математики, мореплавці та мандрівники, архітектори та будівельники. Згодом інструмент був удосконалений арабами і почали застосовувати визначення часу, тривалості дня й ночі, вимірювання горизонтальних кутів лежить на поверхні Землі, реалізації деяких математичних обчислень і навіть астрологічних прогнозів. Для їх створення були потрібні досить розвинені знання в галузі математики (тригонометрії, розрахунку сферичних небесних координат) та астрономії (визначення небесних координат постійних зірок, розрахунку руху Сонця та Місяця), і саме ці науки інтенсивно розвивалися в арабському світі. У період розквіту арабського халіфатув IX - XI століттях астролябії набули широкого поширення. У відомому нам вигляді астролябію сформувалася на Сході до IX – XI ст. і тоді ж набула там найширшого поширення. У ХІ ст. прилади з'являються в Іспанії, а згодом і в інших країнах Західної Європи. Спочатку тут використовували арабські інструменти; пізніше їх стали виготовляти за арабськими зразками в європейських майстернях. Якщо на Сході інструменти містилися в маленьких футлярах і були частиною дорожнього костюма звичайних людей, то в Європі астролябії з самого початку вважалися дорогими інструментами, які виготовляли лише еліти. Потрібна точність нанесення ліній складної конфігурації, труднощі виготовлення та своєрідна краса цих інструментів стали причиною їхньої дорожнечі та привабливості для європейських государів. Виробництво їх було започатковано при королівських дворах. Ставши предметом моди, прилади купувалися нарівні із коштовностями. Одним із найкращих інструментальників того часу був фламандський майстер Гуалтерус Арсеніус (1530-1580). Його астролябії відрізнялися точністю нанесених проекцій на площину небесних координат, шкал та витонченістю форм, тому іспанський король Філіп II саме йому замовляли їх виготовлення. Для багатьох з них астролябії були потрібні, перш за все, як астрологічні інструменти, але пізніше, завдяки красі та дорожнечі, їх цінували нарівні з коштовностями. Тому одна з них, виготовлена ​​Г. Арсеніусом у 1568 р. і належала свого часу австрійському полководцю часів Тридцятирічної війни (1618-1648) Альбрехту Валленштейну, з'явилася в XIX у великої княгині Олени Павлівни. Вона подарувала цю астролябію в дар Публічна бібліотека. Зараз відома лише 21 створена Г. Арсеніусом астролябія. Єдиний у Росії екземпляр зберігається у Музеї М. У. Ломоносова.
Астролябія складається з кількох виготовлених із латуні частин. Основною є кругла деталь з високим бортом (її називали «основою», «матір'ю» або «тарілкою») з круглим невеликим діаметром отвором у центрі та підвісним кільцем для точного орієнтування приладу щодо горизонту. У цю «тарілку» укладають три плоскі круглі диски - тимпани, а також з отворами в їхньому центрі, причому верхнім укладається той, який відповідає широті місця спостереження. Справа в тому, що на поверхні кожного з тимпанів нанесено проекції на площину ліній небесної координатної сітки (стереографічна проекція); небесних меридіанів, екватора, полюси світу, обмежених лінієюгоризонту. Положення проекцій полюса світу та небесної координатної сітки буде різним для різних широт місця спостереження, тому кожен із тимпанів має проекцію сітки небесних координат для однієї з широт - 51°, 51°15' та 52°. На верхній тимпан накладається круглі фігурні грати, що мають 45 вигнутих стрілок, кінці яких вказують розташування 45 найбільш яскравих зірок Північної півкулі в проекції на площину земного екватора. На ґратах позначено також і зодіакальне коло. Все скріплюється віссю, що проходить через центральні отвори цих деталей. На цій осі кріпиться візирна лінійка, яку за традицією називають арабським терміном «алідада». Верхня частинаосновного диска з обох боків від кільця прикрашена фігурами Фавна і Фавни, яких у античній міфології пов'язували з даром пророцтва. Астролябія використовувалася до початку XVIII століття, доки не була витіснена більше точним приладом- секстантом (секстаном).

"Астролябія як астрономічний інструмент: від Античності до Нового часу" - так називається кандидатська дисертація, яку цієї весни захистив директор новосибірського планетарію Сергій Масліков. Один із членів спеціалізованої вченої ради, фізик Юрій Рудий, коментуючи цю роботу, сказав: «Я за своє життя прочитав чимало авторефератів, але щоб так все було цікаво, красиво і змістовно написано, прямо як роман у деяких місцях... Було б трохи переробивши, опублікувати його в якомусь читаному зараз журналі, такому як "У світі науки" або "Кіт Шредінгера"». Нам текст теж дуже сподобався, тож ми із задоволенням виконуємо рекомендацію спеціалізованої вченої ради.

Перше місце у рейтингу приладів

Вже сімнадцятий рік ми живемо у третьому тисячолітті. Але не всі підсумки минулого, другого, тисячоліття підбито. Хто назве астрономічний інструмент, який був найбільш широко поширений і відомий у тому самому тисячолітті? Напевно, у багатьох читачів вже готова відповідь: телескоп. Але загальне застосування він отримав лише двісті – двісті п'ятдесят років тому.

Якщо копнути глибше і спробувати визначити головний астрономічний інструмент в інтервалі з 1001 по 2000 рік, то лаври доведеться віддати приладу, про який ми сьогодні мало що пам'ятаємо. Як мінімум з VIII до кінця XVII, а місцями і XIX століття, найпопулярнішим астрономічним інструментом як у Європі, так і на Сході була планисферна астролябія.

Їй присвячені сотні трактатів арабською, латинською та іншими мовами; художники зображували її на картинах, а поети складали неї вірші. Астролябію дарували царям, султанам та іншим високопоставленим особам. Вона виконувала різні функції - годинника, далекоміра, навігатора, лічильної машини, довідника координат і тригонометричних функцій. Протягом півтори тисячі років цим пристроєм користувалися вчені, мандрівники, торговці, священнослужителі, астрологи, викладачі та студенти.

Розгорнути сферу на площину

То що це за інструмент? Теорія планісферної астролябії була розроблена ще III столітті до нашої ери. Давньогрецький математик Аполлоній Пергський придумав, як зобразити сферу на плоскій поверхні, - інакше кажучи, розгорнути її. Будь-яке коло небесної сфери, наприклад, коло зодіаку, при планісферному проектуванні залишалося кругом і на площині. Друга важлива властивість цієї проекції – збереження кутів на сфері та на площині.

Важко сказати, коли ця гарна теорія була втілена в металі, тобто коли була виготовлена ​​перша астролябія, але в IV столітті нашої ери такий прилад точно існував. Створив його, найімовірніше, Теон Олександрійський.

Його астролябія, як і всі наступні, включала такі основні частини:

• корпус з поглибленням та підвісом - каркас всього інструменту;
• тимпани, що являли собою місцеву (горизонтальну) систему координат спостерігача; вони містили лінії горизонту, меридіана, кола рівних висот та азимутів; кожна сторона тимпана призначалася для використання однією конкретної широті; тимпанів могло бути від одного до десяти;
• павук - систему небесних (екваторіальних) координат, яка включала полюс світу, коло зодіаку, тропік Козерога, іноді коло небесного екватора і, найголовніше, набір зірок, становище яких фіксувалося вістрями-покажчиками;
• алідаду з візирами - пристосування для спостереження зірок вночі та Сонця вдень; ці спостереження були основою для обчислення часу та вирішення деяких астрономічних завдань.

Конструкція скріплювалася віссю, а вісь фіксувалася шплінтом (у східних астролябіях він називався конячкою) або гвинтом (у західних інструментах). Відповідно до птолемеєвої системи світу, Земля (тимпани) була нерухома, а небеса (павук) перебували в русі.

Щоб скористатися приладом, насамперед потрібно було знайти на небі одну з яскравих зірок, вказівник якої був присутній на павуку астролябії. Потім за допомогою алідади виміряти висоту зірки. Далі обертанням павука покажчик поєднували з лінією виміряної висоти (лінію шукали на тимпані, який видно у прорізі павука). Після цього можна було вважати, що у астролябії відновлено поточний вид зоряного неба. Ця побудова служила базисом на вирішення численних, як астрономічних завдань. Наприклад, цей прилад використовувався для визначення часу та тривалості дня, математичних обчислень та астрологічних передбачень.

Одна із загадок, над якою нині ламають голову історики науки, – це так званий антикітерський механізм. Він був піднятий з дна Егейського моря поблизу острова Антикитера 1901 року. Спочатку вирішили, що це астролябія, але прилад виявився набагато складнішим. Антикитерський механізм містив 32 шестерні і дозволяв розраховувати щонайменше 42 астрономічних явищ. Про це дізналися, коли просвітили механізм рентгенівського проміння. Але головне він виготовлений за п'ятсот років до того, як Теон Олександрійський вперше описав астролябію.

Чому технологія виготовлення таких пристроїв не набула розвитку? Не виключено, що грекам була відома і проста версія - планисферна астролябія. Але найдавніші з інструментів, що збереглися, датуються VIII–IX століттями. Чому в музеях немає ранніх астролябій? Можливо, відповіді на ці питання варто шукати на дні Егейського моря, де лежать сотні античних кораблів.

Дякую арабському Сходу

Араби підхопили ідею астролябії і звели практику її виготовлення та використання на дуже високий рівень. Цей універсальний інструмент поширився по всьому східному світу і проникнув до Європи. Але не всі мусульманські традиції були затребувані, тому європейські майстри злегка модифікували астролябію. Сьогодні ми можемо чітко розділити всі прилади, що збереглися, на східні і західні.

Прикладом східного інструменту може бути велика, вкрита лаком дерев'яна астролябія з Ермітажу (відділ Сходу). Автору пощастило дослідити її разом з іншими астролябіями Ермітажу у 2015 році.

Її корпус та алідада виготовлені з дерева – це виняток із правила. Зазвичай астролябії робилися з латуні – сплаву міді та цинку, прозваного «вічним» за свою зносостійкість. В даному випадку майстер вибрав дерево, щоб виготовити легкий інструментгігантського розміру – діаметром 435 мм. Якби використовувався метал, астролябія була б непідйомною.

Чого домагався майстер, створюючи такий великогабаритний прилад? Як мінімум двох цілей: хотів підвищити точність операцій та зробити астролябію гідною високого замовника. Замовник названий у написі на інструменті: «За вказівкою його превосходительства Ага Канбара Алі, могутнього служителя царюючого Хакана, для здобуття його високого заступництва, ця астролябія виготовлена ​​грішним рабом Мухаммадом Карімом». Колеги з Тегерану допомогли дізнатися, що цей високопоставлений Ага Канбар Алі був головним скарбником двору.

Історія кожного інструменту цікава сама собою. Дерев'яна астролябія була виготовлена ​​в Ірані в 1720, незадовго до того, як останнього сефевідського правителя Солтана Хусейна I сміливо афганське вторгнення.

У Росію астролябія потрапила як трофей після однієї з російсько-турецьких воєнкінця XVIII - початку XIXстоліття. Це могло статися, наприклад, коли в ході морської битви поблизу Афона в 1807 був захоплений один з флагманських кораблів командувача флотом Османської імперіїСейїта Алі.

Написи на цій астролябії виконані перською (в основному) та арабською мовами - вся поверхня покрита в'яззю! Майстер підписав числові значенняне цифрами, а прописом. Тобто там, де нам звичніше бачити, наприклад, 21°45′, він написав словами: «двадцять один градус сорок п'ять хвилин». І так усюди.

В астрономічному відношенні цікавий елементастролябії - її павук, ажурні грати на лицьовій стороні. Вона, як і належить, виготовлена ​​з латуні. Серед листя дивовижних рослинтут ховаються самі схожі на листя покажчики зірок. Автор нарахував 22 зірки з-поміж найбільш яскравих.

Ця астролябія допомогла відгадати давню загадку - встановити значення поширеної в Середньовіччі східної одиниці довжини фарсаху (фарсангу). Насамперед його намагалися висловити через «природні» величини. Наприклад, відстань, на якій можна розглянути силует верблюда у пустелі – близько шести кілометрів. Зрозуміло, що індивідуальні властивості зору роблять це визначення надто неточним. Згідно з іншими джерелами, звуки барабана в пустелі чути за один фарс. Або ж фарс - це відстань, яка може на повної швидкостіпроскакати вершник, не загнавши коня. Значення коливалися від 57 до 94 км. Велика дерев'яна астролябія зрозуміла це питання.

Справа в тому, що неодмінним елементом східних астролябій була таблиця міст із значеннями їх координат. Таблиця наносилася на денце корпусу, тож побачити її можна лише розібравши астролябію, що було зроблено.

На дні корпусу виявились координати загалом 94 міст. Для кожного з них надано назву, широта, довгота, азимут напряму на Мекку, так звана кібла. Окремо вказано бік горизонту, де шукати кіблу. П'ятий, найцінніший параметр - це відстань до Мекки, виміряна у фарсахах уздовж тодішніх доріг і караванних шляхів. Наявність такого параметра в астролябії – велика рідкість.

Інструмент, схожий на наш, зберігається у Британському музеї у Лондоні. Його дані були прочитані ще півтора століття тому. Однак досі ніхто не здогадався зробити таку просту дію – порівняти ці відстані із сучасними, які легко отримати за допомогою, наприклад, інтернет-сервісу Google Maps.

Припустимо, що сучасні дорогине дуже сильно відхиляються від стародавніх караванних шляхів. Якщо у якомусь напрямі сильно, статистика це виявить. У результаті було встановлено середнє значення фарсаху - 7,5 км із середнім квадратичним відхиленням 0,35 км, тобто лише 5%! Дуже добре, адже вихідні таблиці датуються XIV століттям. Хотілося б дізнатися, як вдавалося на той час так точно вимірювати відстані.

Радість Петра Першого

Нам краще зрозумілі інструменти, виготовлені в Європі: написи на них найчастіше виконані на латинською мовою. Прикладом західної астролябії може бути інструмент, зроблений 1614 року у Нюрнберзі маловідомим майстром Георгом Айершоттелем. Ця астролябія також зберігається в Ермітажі. Свого часу нею користувався юний цар Петро.

Як писав російський історик Костомаров, Петро почув про астролябію від князя Якова Долгорукого і наказав йому привезти такий інструмент із-за кордону. У 1688 році Довгорукий привіз із Франції астролябію, причому він знайшов «правильний» екземпляр – для широт 55 і 56 градусів.

Збереглися власноручні записи Петра про те, як він навчався працювати з цим приладом:

«Коли хочеш поло вибрати (тобто коли хочеш знайти висоту полюса – С. М.) і коли робитимеш і скільки градусів... Сонце покаже на астролябіум, записати, потім узяти того дня деклінацію (відмінювання Сонця - С. М.) і вийняти (відняти - С. М.) оною з того числа, що Сонце покаже... і достатнє, що залишилося за виїмкою, витягти з 90, і що залишить за тим місцем, стільки і градус широти. Деклінацію взимку зменшити та влітку додати».

Майстер виготовляв цю астролябію за книгою, виданою в тому ж Нюрнберзі на рік раніше. Цікаво, що в 1613 координати зірок, як і раніше, перераховували з каталогу Птолемея, складеного в 137 році, тобто майже за півтори тисячі років до написання книги. До значень довгот зірок автор просто додавав величину прецесійного зсуву, що дорівнює 21 ° 37 '. І це незважаючи на те, що в 1604 Галілей вже винайшов телескоп, а датський астроном Тихо Браге ще раніше, в 1598, склав високоточний каталог зірок!

Плутанина з назвами

Так сталося, що в Росії під ім'ям «астролябія» більше двох століть, з XVIII до початку XX століття, був відомий інший інструмент. Справа в тому, що з ініціативи Петра в Росію було завезено геодезичний прилад, який мав одне призначення - вимірювати горизонтальні кутипід час зйомки місцевості. Робота мала бути величезна - скласти карти безмежної землі російської. Інструментів для зйомки були потрібні сотні, а пізніше і тисячі.

Вже після смерті Петра їх почали називати астролябіями. Під цим ім'ям вони і збереглися в наших музеях, хоча правильна їхня назва – геодезичні кутомірні інструменти, попередники теодолітів. Тому Ільф і Петров, вкладаючи в уста Остапа Бендера фразу «Сама міряє, було б що міряти», швидше за все, мали на увазі геодезичну астролябію. Справжніх планісферних астролябій, воістину багатофункціональних інструментівУ російських музеях збереглося всього 14 екземплярів. Найбільше дев'ять, в Ермітажі, три в Кунсткамері, один у Центральному військово-морському музеї і один у Музеї Сходу (єдиний у Москві).

Автору пощастило їх усі потримати в руках, і, треба сказати, це відчуття викликає невимовні. Схоже на дотик до машини часу - мимоволі викликає думки про майстрів, які створили ці шедеври, про іменитих людей, які володіли ними протягом століть. І ще здивування: наскільки складні, з великим набором функцій інструменти вміли робити в ті далекі часи.

Одну з астролябій, із Музею Сходу, ми описували разом із експертом індійського походження Раджою Сармою. Він усе життя досліджує наукові інструменти лише з міста Лахор (Індія), де кілька століть існувала династія майстрів. Наше з Сармою розгорнуте, 24-сторінкове, опис московської астролябії залишило низку питань без відповіді. У цьому приладі виявились елементи, які ще ніхто не описував.

Мистецтво, аукціони та крадіжки

Зараз багато музеїв світу доступні в режимі онлайн. Найбільша колекція астролябій знаходиться в оксфордському Музеї науки. 136 інструментів, кожен з яких детально описаний, є знімки всіх елементів. Бракує тільки... розмірів. Чи це велика промах упорядників каталогу, чи зроблено навмисно.

Нещодавно збиранням стародавніх артефактів перейнялися багаті арабські країни. У 2008 році було збудовано Музей ісламського мистецтва в Досі, столиці невеликої, але квітучої нафтової країни - Катару. Арабські шейхи не скупилися: запросили найкращих архітекторів, скупили на аукціонах цінні збори, зокрема колекцію астролябій, яку багато років збирав американець Леонард Лінтон. Нині у музеї близько 40 астролябій.

Скільки коштують стародавні інструменти, можна судити за наслідками аукціонів. Найдорожчу астролябію було продано на Christie's 1995 року за 540,5 тисячі фунтів стерлінгів (у нинішніх цінах - 1 млн 300 тисяч доларів). Це восьмигранний інструмент, виготовлений німецьким майстром Хабермелем наприкінці XVI ст. Мільйон доларів - це зовсім небагато порівняно, наприклад, із творами живопису, які іноді оцінюються у сотні мільйонів доларів.

Це не зовсім слушно. Деякі астролябії можна повною мірою віднести до творів мистецтва. Взяти, наприклад, німецького майстра XVI століття Йоганна Преторіуса – гравюри на його астролябіях доведені до досконалості та зачаровують деталями. Як і картини, старовинні інструменти приваблюють викрадачів. У 2004 році світ дізнався про Андерса Буріуса, голову відділу рідкісних книг Королівської бібліотекиСтокгольма, який довгий час крав та продавав особливо цінні екземпляри. Робив він це професійно – вичищав інформацію про книги з бібліотечних каталогів. 1999 року Буріус також викрав зі Скоклостерського замку астролябію XVI століття; пізніше вона була оцінена у 400 тисяч доларів. У 2004 році Буріус змушений був зізнатися в розкраданнях, але не переніс ганьби і наклав на себе руки.

Інша, далеко не нова проблема- це підробки, майстерно виготовлені копії оригінальних інструментів. Та ж астролябія з московського Музею Сходу, створена 1587 року, є копією древнішої астролябії мірзи Байсангура. Про це, не таючись, розповів сам майстер.

Найгірше, коли сучасна робота видається за стару. З цієї причини перед продажем раритетів аукціоністи звертаються до експертів. За астролябіями таких фахівців лише кілька людей у ​​світі (автор жодною мірою не зараховує себе до них).

Чого не може смартфон

Що дає нам вивчення астролябій та інших наукових інструментів минулого? Наприклад, дозволяє оцінити роль арабського Сходу у світовій науці. На моєму захисті доктор фізико-математичних наук Юрій Рудий сказав: «У наш час, який проходить під знаком зіткнення цивілізацій, як було б добре та актуально популяризувати такі роботи, щоб люди зрозуміли, що європейська цивілізація дуже багатьом завдячує східній, мусульманській. Це не протилежні світи, навпаки вони взаємно доповнюють один одного».

А ще, як на мене, вивчення стародавніх інструментів сприяє приборканню гордині. Ми настільки захоплюємося досягненнями свого століття, що починаємо вважати час, у який живемо, винятковим. І раптом дізнаємось, що дві тисячі років тому люди робили такі речі, аналоги яких з'явилися лише зараз. Так, сучасний смартфон, з GPS-навігатором, виконує далеко не всі функції астролябії. Потрібно додати як мінімум далекомір і теодоліт. І все разом це не буде таким компактним та витонченим інструментом, як астролябія.

Тому, відкинувши гординю, давайте просто уявімо, що думатимуть про рівень сьогоднішньої науки вчені через сто або, страшно подумати, тисячу років. Уявили? Жах! Після цього починаєш із значно більшою повагою ставитися до здобутків далеких предків.

Додаткову інформацію можна знайти на сайті автора, присвяченому виключно астролябіям. Автор висловлює вдячність керівникам та співробітникам Державного Ермітажу за можливість ознайомитись із цими інструментами. Окреме спасибі професору РУДН, доктору фізико-математичних наук Юрію Григоровичу Рудому за енергійне посилання до написання статті.