Читать книгу "История географических карт"
Во второй части письма Перегрин описал два компаса. Первый из них предназначался для определения азимута Солнца, Луны или любой звезды. Он представлял собой плавающий кусочек магнетита, который был соединен со своеобразной горизонтальной астролябией, снабженной металлической или деревянной рейкой (алидадой) для измерения углов. Во второй главе он описал «конструкцию лучшего инструмента для этой же цели»:
«Подбери сосуд из дерева, бронзы или любого твердого материала на твой вкус, круглый по форме, умеренный по размеру, неглубокий, но достаточной ширины, с крышкой из какого-нибудь прозрачного вещества, такого как стекло или хрусталь. Было бы еще лучше, если бы и сосуд, и крышка были прозрачные. В центре сосуда закрепи тонкую ось из бронзы или серебра, так чтобы ее концы держались вверху в крышке, а внизу в сосуде. В середине этой оси пусть будут два отверстия под прямым углом одно к другому; через одно из них пропусти железный стилус или иглу, через второе серебряную или бронзовую иглу, которая будет пересекаться с железной под прямым углом. Раздели крышку сперва на четыре части, а их уже на 90 частей, как я уже упоминал в описании предыдущего инструмента. Подпиши части: север, юг, восток и запад. Добавь к ней линейку из прозрачного материала с булавками на каждом конце. После этого поднеси северный или южный полюс магнетита поближе к крышке, так чтобы игла притянулась и получила от магнетита свои свойства. Затем поверни сосуд так, чтобы игла встала по линии север—юг, уже проведенной на инструменте; после чего поверни линейку к солнцу, если день, или к луне и звездам ночью, как описано в предыдущей главе. Посредством этого инструмента ты можешь направлять свой курс к городам и островам или в любое другое место, куда тебе хочется попасть по суше или по морю, если, конечно, тебе известны широта и долгота этих мест».
Что же касается источника, из которого магнит черпает свою силу или «достоинство», то в этом вопросе не существовало единого мнения. Поскольку указывал он на Полярную звезду, то предположение о том, что источником притяжения служат небеса или сама звезда, не казалось слишком неправдоподобным. Другие – те, кто, по мнению Перегрина, «были всего лишь слабыми исследователями природы», – считали, что магнетит получает свою силу от рудных жил, где он был добыт. Эта теория вполне подходила для северного магнетита, добытого в Норвегии, но не годилась для магнетита из многочисленных прочих месторождений по всему миру. Перегрин делает вывод, что, «поскольку магнетит указывает на юг в такой же степени, как и на север, очевидно, что… не только от северного полюса, но и от южного полюса тоже, а не от рудных жил в шахтах, сила течет в полюса магнетита».
Магнетит и намагниченная игла долго считались устройством ненадежным. Большинство авторов дружно их ругали, пока не пришел черед Уильяма Гилберта из Колчестера, лондонского врача. Его работа «О магните» (De Magnete, 1600) – первый научный трактат о принципах электричества и магнитного притяжения. Гилберт путем многочисленных повторных экспериментов проверил все имевшиеся утверждения по этому вопросу, а после переписал все заново. Он внес огромный вклад в науку в целом и картографию в частности – выдвинул и доказал утверждение о том, что сферическая Земля магнитна и сама является магнитом. Работа была проделана столь точно и тщательно, что после Гилберта в науке о магнетизме не было никаких серьезных новшеств аж до 1785 г., когда Шарль Огюстен де Кулон установил закон магнитного действия.
Гилберт разобрал одно за другим «ложные утверждения и неправды, которые в прежние времена не меньше, чем теперь, выдавали легковерному человечеству лжеученые и копиисты». Например, утверждалось, что бриллиант может уничтожить магнитную силу магнетита, но Гилберт экспериментально доказал, что это не так; что на самом деле камень этот способен притянуть железо через самые толстые бриллианты. Он экспериментировал также с толстым кожаным экраном и убедился, что, вопреки распространенному мнению, магнитная сила проникает через кожу без ослабления.
Гилберт с не меньшим презрением отзывается и о некоторых других странностях, которые приписывали магнетиту. Говорили, что «если замочить его в рассоле миноги, то он обретет силу поднимать золото, упавшее на дно самых глубоких колодцев». Говорили, что существуют «разные виды магнитов, некоторые из которых притягивают золото, другие серебро, бронзу, свинец; некоторые даже притягивают живую плоть, воду, рыб». Ходили истории о «северных горах такой великой силы притяжения, что корабли там строят с помощью деревянных гвоздей, иначе железные гвозди на ходу вытащит из досок». Магнетиту приписывали чудесные оккультные свойства; он был первым орудием воров, ибо мог поднимать засовы и открывать замки; он был эффективным любовным зельем и обладал «силой вернуть мужей к женам, а юных жен к мужьям». Однако, как указывал Гилберт, «человеку острого интеллекта очень легко поскользнуться и ошибиться без эксперимента и практики». К нему самому это не относилось.
Еще один популярный миф, который был «широко распространен и принят – как даже зловредные и ядовитые растения могут разрастаться самым роскошным образом», – то, что лук и чеснок уничтожают силу и магнетита, и иглы компаса. По этой причине, говорит Гилберт, «рулевым на кораблях и тем, кто смотрит за морской картой, запрещено есть лук и чеснок, ибо иначе указатель полюсов сделается пьян». На полном серьезе Гилберт провел испытания действия лука и чеснока с той же тщательностью, как все остальные свои эксперименты. «Но когда я попробовал все эти вещи, – пишет он, – я выяснил, что они ложны; ибо не только дыхание и отрыжка на магнетит после съедения чеснока не прекращали действие его силы, но даже будучи полностью облит соком чеснока, он действовал столь же хорошо, как если бы чеснок не имел к нему касательства; и я не мог заметить ни малейшей разницы». Чтобы еще надежнее подтвердить выводы, сделанные в лаборатории, Гилберт попытался получить информацию об этом из первых рук и расспросил несколько моряков. Эти отважные люди очень эмоционально поведали ему, что моряки «скорее жизни лишатся, чем станут воздерживаться от лука и чеснока».
В компасе, изобретенном и описанном Перегрином, игла на стержне вращалась поверх градуированного диска, напоминающего астролябию. Однако и через сорок лет на карте Петра Весконте можно обнаружить одновременно и розу ветров, и изображение иглы на стержне. В самом деле, традиционно считается, что морской компас «изобрел» в 1302 г. неизвестный навигатор из Амальфи. Однако его «изобретение» состояло всего лишь в том, что он поднял розу ветров и закрепил ее непосредственно на магнитной иголке, где она находится и по сей день. Примерно в это же время – в конце XIII в. – розу ветров из восьми главных ветров с делением на половинные и четвертные ветра снабдили металлической чашечкой в центре для надевания на ось и двумя или больше магнитными иглами с обратной стороны. За следующие шесть столетий мореплавания дизайн и механическое устройство магнитного компаса изменились очень мало. Самая ранняя из сохранившихся компасных карт с буквенными обозначениями ветров приписывается Якобу Жиральдису (1426) и хранится в библиотеке Марчиана в Венеции. «Пункты» компаса и самой розы ветров переносились на морские карты. Из каждого из тридцати двух пунктов по периметру карты веером расходились линии («румбы»). Считалось, что по ним навигатор должен был определять направление движения.
На раннеитальянских компасных розах восемь главных ветров, или компасных пунктов, обозначались готическими заглавными буквами по итальянским названиям соответствующих ветров. Однако были и отклонения от этой схемы. Так, например, восток вместо L – по названию ветра левант – часто обозначали знаком креста. Запад, понент, иногда изображали в виде заходящего солнца. Были и другие отклонения, они возникали в разных местах в разное время, но три пункта не менялись никогда: G – греко (северо-восточный ветер), S – сирокко (юго-восточный) и M – маэстро (северо-западный).
Чаще всего на компасных розах менялось обозначение севера, который в настоящее время повсеместно обозначают значком геральдической лилии. В докомпасную эру обозначения севера на картах и планах происходили из разных источников. Некоторые пришли из астрономии. Другие были взяты из названий ветров, которые, как считалось, дули с севера, таких как борей, гиперборей, аквилон и трамонтана. Они символизировали не только ветер, который дул с севера, но и Полярную звезду (Стелла трамонтана). В результате после изобретения компаса север часто обозначали буквой «Т». Но использовались и другие символы, такие как звезда или группа из семи звезд (Септентрио). Некоторые картографы рисовали из центра розы ветров в сторону севера узкий треугольник, напоминающий наконечник стрелы, другие предпочитали трезубец.
Геральдическая лилия – флер-де-лис – получила у моряков прозвище «перья принца Уэльского». Это достаточно недавнее обозначение, его не встретишь на картах и планах, изготовленных до 1500 г. Флер-де-лис – древняя геральдическая эмблема и декоративный элемент, она восходит по крайней мере к временам Византии, а может быть, и Древнего Египта, где она возникла из детали орнамента, служившей для обозначения лотоса. Ранние короли Франции, герцоги Анжуйские и Бурбоны использовали ее в своих гербах. Никто не знает, каким образом проникла лилия на компасный диск, но одна из наименее фантастических теорий заключается в том, что это всего лишь стилизованное изображение буквы «Т». Однако существует не менее вероятное предположение, которое имеет более тесное отношение к происхождению самой розы ветров. Флер-де-лис в его современном традиционном виде часто приписывали Хлодвигу (Кловису), основателю франкской монархии. Говорят, что ее изображали на прокламациях франкских королей вместо скипетра. Возможно, фламандские моряки, принимая франкские названия ветров, приняли и геральдический символ франков, а несколько веков спустя использовали его как своего рода фирменный знак для розы ветров Карла Великого.
До 1600 г. морские карты – и рукописные, и печатные – часто красиво разрисовывали, и больше всего возможностей для художника открывала роза ветров. Здесь он мог свободно и с полным удовольствием украшать и без того вполне привлекательное изображение. Он использовал для этого самые яркие краски, а иногда даже золотую и серебряную фольгу. Он раскрашивал фигурки главных, половинных и четвертных ветров в разные цвета. Например, на итальянских морских картах XV в. главные ветра рисовали золотом, половинные зеленым цветом, четвертные красным. Более того, эти же три цвета повторялись на румбовых линиях или локсодромах, которые радиально расходились по карте от центральной компасной розы; так мореходу было проще следовать линии компасной розы, которая вела к нужному пункту на карте.
Стрелка компаса с самых древнейших времен не всегда показывала точно на север, но долгое время никто не догадывался о причинах этого явления. Некоторые из средиземноморских штурманов списывали все на ошибки компасных мастеров. Это неудивительно, ведь в то время, когда компас впервые вошел в морской обиход, магнитное склонение, или деклинация, в центральной части Средиземного моря было пренебрежимо малым, и на него зачастую можно было просто не обращать внимания. В XIII в. стрелка компаса слегка отклонялась от истинного меридиана к западу, в 1350 г. магнитное склонение было нулевым, а после этого и до 1655 г. – восточным. Постепенно, сравнивая записи и подробные корабельные журналы, лоцманы и навигаторы осознали, что магнитное склонение, или деклинация, стрелки компаса – реальный факт и что в некоторых плаваниях, если капитан действительно хочет добраться до порта, на него необходимо обращать внимание.
Магнитное склонение компаса признали не сразу. Несомненно, отношение к этому явлению сильно зависело от места наблюдения. Кое-где оно проявлялось сильнее, и признать его было проще, но в других местах, где склонение было очень маленьким, в его существование верилось с трудом. Проще было обвинить в ошибках компаса человека, который выковал иглу или прикрепил ее к картушке. Некоторые упрямцы вроде Педро де Медины – способного и опытного навигатора – долго еще отрицали существование магнитного склонения. Они говорили, что если компас не показывает на север, то причина в конструкции инструмента, и ни в чем ином, разве что в небрежности наблюдений. Однако все сходились в том, что если игла не показывает на истинный север, то с этим нужно что-то делать. Конечно, недовольный рулевой мог при случае, когда помощник капитана не видит, разок-другой пнуть нактоуз, но это никогда не помогало. Более эффективный способ «исправить» показания компаса заключался в том, чтобы поставить стрелку относительно картушки немного косо, чтобы скомпенсировать магнитное склонение в данной местности. Изготовители компасов быстро сообразили, что если сделать это, то продать инструмент будет легче. В месте изготовления такой компас некоторое время показывал точно на истинный север. В Леванте стрелки компасов, изготовленных на Сицилии, в Генуе или Венеции, поворачивали к востоку на три четверти румба, а то и на целый румб. У инструментов, изготовленных в Испании, Португалии, Франции и Англии, стрелку нужно было повернуть на восток на полрумба. Такого рода операция обычно помогала на время, особенно если использовать компас предполагалось только в коротких местных плаваниях, но, как указывал Гилберт, это только мешало разглядеть подлинную причину магнитного склонения.
Теория магнитного склонения подверглась настоящему испытанию, когда люди начали выходить в Западный океан или «море Океан». Компас при этом вел себя чрезвычайно странно. Колумб в своем первом плавании в 1492 г. заметил, что его компасы, вместо того чтобы указывать на истинный север, большую часть времени отклонялись в сторону, причем величина отклонения зависела от долготы. Только в точке в 2,5 градуса к востоку от Корво на Азорах, сообщал он, «не было вариации». Обычно первенства в проведении первых фундаментальных наблюдений деклинации стрелки компаса за Колумбом не признают, хотя основные факты были установлены примерно в это время, и такие исследователи, как Кабот и Вераццано, пускаясь в Западное море, уже знали, чего можно ожидать. Но мало кому из мореплавателей, кроме Колумба, пришлось столкнуться с паникой и подавлять бунт суеверных матросов, узнавших, что компас взбесился. Именно взбесившийся компас стал последней каплей, переполнившей чашу терпения команды. Колумб сам добавил себе проблем – он взял с собой и фламандский, и генуэзский компасы. Если игла генуэзского компаса была укреплена на картушке точно на линии север—юг, то фламандская игла, по всей видимости, была повернута к востоку от севера на три четверти румба (8,4°), как тогда было принято.
Следующее важное открытие, связанное с поведением магнитной стрелки, сделал, как нам известно из истории, Роберт Норман, английский мастер по изготовлению инструментов. В 1581 г. в небольшой книжке под названием «Новое притяжение» (The Newe Attractive) Норман описал явление, которое ему пришлось наблюдать несколькими годами раньше при изготовлении компасных игл. Традиционно иглу перед намагничиванием уравновешивали, и Норман заметил, что тщательно уравновешенная в горизонтальном положении игла после прикосновения магнита или кусочка магнетита мгновенно отклоняется от горизонтали. Заинтересованный этим странным явлением, Норман придумал и сделал иглу, которая могла отклоняться в вертикальной плоскости вместо горизонтальной и отклонение которой можно было измерить по градуированному кругу. С помощью этого инструмента он, можно сказать, подтвердил земное происхождение силы магнитного притяжения. Он также начал серию наблюдений, которые привели в конце концов к обнаружению того факта, что магнитное склонение изменяется, а не остается постоянным для любого заданного места. Однако официально об этом объявил в 1635 г. Генри Геллибранд, профессор математики Грешем-колледжа, в работе «Математическое рассуждение о вариации магнитной иглы, а также о недавно обнаруженном ее замечательном уменьшении».
Геллибранду удалось правильно объяснить результаты, полученные некоторыми из его коллег, которые сами оказались не в состоянии их интерпретировать. Например, Уильям Боро в своем «Рассуждении о вариации компаса или магнитной иглы», 1581 г., привел деклинацию для Лаймхауза на октябрь 1580 г., равную примерно 11 градусам 15 минутам к востоку. В 1622 г. Эдмунд Гюнтер, профессор астрономии в Грешеме, повторил его эксперимент и обнаружил, что деклинация составляет всего 6 градусов 13 минут. Естественно, Боро обвинили в ошибке, которой он не совершал. Еще через одиннадцать лет, в 1633 г., третье наблюдение дало еще меньшую величину деклинации в Лаймхаузе. И несмотря на то что всего за пятьдесят пять лет магнитное склонение в конкретной точке уменьшилось больше чем на семь градусов, Геллибранд не чувствовал полной уверенности в своих выводах. Только летом 1634 г. он осмелился объявить о том, что магнитное склонение не постоянно, несмотря на утверждения Гилберта и других авторитетов, и меняется с заметной скоростью.
Для моряков магнитное склонение имело жизненно важное значение, поэтому тут же как из рога изобилия посыпались дикие теории, каждая из которых пыталась объяснить, почему склонение не остается постоянным. Еще в 1530 г., задолго до открытия Геллибранда, Алонсо де Санта-Крус составил первую карту, на которой указал, в меру тогдашних знаний, различные зоны мира, где проводились наблюдения деклинации компаса, и размеры деклинации в пределах каждой зоны. Однако, несмотря на все старания ученых, магнитное склонение, не говоря уже о теории его изменений, много лет оставалось загадкой. Серьезный вклад в исследование этого вопроса внес Эдмунд Галлей. В 1698 г. он был назначен капитаном «Прекрасной дамы» и вышел на ней в далекий поход, единственной целью которого было собрать как можно больше информации о проявлениях земного магнетизма. Путешествие получилось долгим – два года, корабль заходил на юг далеко за экватор, до 52° ю. ш. Результаты наблюдений Галлея были опубликованы в виде карты мира, «показывающей вариации компаса в Западном и Южном океанах согласно наблюдениям, проведенным в год 1700 по приказанию его величества Эдм. Галлеем». На карту были нанесены линии равного склонения (изогональные линии), которые делили поверхность Земли на полосы, или зоны, где магнитное склонение предполагалось одинаковым. Карта Галлея не только стала образцом для отображения магнитных данных, но и произвела в научных кругах настоящий фурор. Она подтолкнула других исследователей к проведению аналогичных наблюдений в разных частях мира – хотя бы для того, чтобы доказать неправоту Галлея. Что же касается изменений магнитного склонения от года к году, то ученые мужи испытывали на этот счет серьезные сомнения; еще в 1757 г. дон Хорхе Хуан в своем «Кратком очерке навигации» (Compendio de Navegacion) упоминает изменения магнитного склонения, «в которые моряки не верили и не верят».
Развитие навигации как науки и морских карт как помощников в этом деле первое время шло параллельно. Любое открытие в одной области непременно приводило к серьезному продвижению в другой. Моряки ощущали необходимость в качественных картах и не стесняясь говорили об этом. Мартин Кортес жаловался, что разумные, кажется, люди не могут создать точных карт. Разумные люди – в том числе и картографы – хорошо понимали, в чем проблема, но решить эту проблему было не так просто.
Михиль Куанье из Антверпена, разумный человек и картограф, попал в самую точку, когда написал в 1581 г., что при существующих условиях и имеющихся картографических проекциях нет смысла прокладывать курс по карте, опираясь на показания компаса, какими они кажутся на карте. Румбовые линии, радиально расходящиеся от розы ветров в центре карты, могут быть прямыми на бумаге, но если приложить эти румбовые линии к сферической поверхности океана, то получится серия спиралей, которые заведут навигатора неизвестно куда. Проблема, таким образом, состояла в том, чтобы составить такую карту, на которой прямолинейный компасный курс отображался линией, по которой навигатор мог следовать к пункту своего назначения, где бы он ни находился. Но как можно выпрямить спиральную румбовую линию и перенести ее на бумагу так, чтобы компасный курс изобразился бы прямой линией, не подверженной всевозможным случайностям? Ответ дал Герард Меркатор (латинизированная форма фамилии де Кремер) – картограф, гравер и мастер-инструментальщик.
Меркатор был не просто ремесленником и изготовителем инструментов. Он родился и вырос в Рупельмонде в восточной Фландрии, учился в лучших нидерландских школах. Степень магистра он получил в университете Лувена, а частные уроки математики брал у Геммы Фризия. Из него самого тоже получился бы великолепный преподаватель математики, если бы он не попытался смешивать теологию – а именно учение Моисея, преподаваемое в Лувене, – с научным подходом к трудам Аристотеля. В Лувене не полагалось сомневаться в полной гармонии церкви и Аристотеля, поэтому Меркатор оставил преподавание и удалился на время в Антверпен. Вернувшись позже в Лувен, он занялся делом, которое требовало от него не только ремесленного мастерства, но и работы ума. Его инструменты были красивы. Его земные и небесные глобусы самых разных размеров – по кошельку и желанию заказчика – отличались большим искусством и мастерством. Так, например, небесный глобус – один из пары, изготовленной для императора Карла V, – представлял собой хрустальный шар с выгравированными на его поверхности с помощью алмаза созвездиями. Внутри его был подвешен деревянный земной глобус с картой мира, искусно выгравированной и отпечатанной на специальных бумажных глобусных клиньях. Мастерство подобного рода принесло Меркатору необходимое в его положении благоволение королевских особ. Он достиг известности и процветания.
Морская карта, созданная в 1532 г. Оронсом Фине для прокладки курса корабля в открытом море.
Подобного рода карта сегодня, через четыреста лет, выглядит гораздо проще. Таблицы меридиональных частей перестали быть необходимыми
Составная роза ветров XVII в. Можно наблюдать эволюцию направлений от Гомеровой розы четырех ветров до 32-румбовой картушки современного компаса
Через тридцать лет работы по изготовлению всевозможных карт – и морских, и сухопутных – Меркатор был готов к тому, чтобы попытаться сформулировать картографическую проекцию, которая подошла бы для навигаторов. Он не был новичком в математике и, очевидно, успел перепробовать все существовавшие на тот момент проекции, включая те, что были предложены Клавдием Птолемеем. Целью создания еще одной, новой проекции было выпрямление спиральных румбовых линий. Он хотел получить практичную прямолинейную проекцию, которая при этом минимально искажала бы расстояния и очертания земель. Непростая задача!
Меркатор начал с того, что выпрямил меридианы глобуса. Теперь они, вместо того чтобы сходиться на полюсах, представляли собой параллельные вертикальные линии, уходящие в бесконечность. При этом, естественно, возникло искажение расстояний восток—запад, которое росло по мере удаления от экватора. На экваторе расстояния не искажались, на полюсах искажение было максимальным. Более того, при выпрямлении меридианов исказились и направления: все линии отклонились к краям карты. Но именно направления-то и хотел сохранить Меркатор. Поэтому, чтобы вернуть назад румбовые линии, он еще больше исказил расстояния – растянул каждый градус широты в той же степени, в какой на данной широте пришлось развести меридианы, чтобы сделать их параллельными. Таким образом, вблизи экватора искажение расстояний – и по широте, и по долготе – получилось пренебрежимо малым, тогда как вблизи полюсов параллели и меридианы так сильно искажены и растянуты, что, несмотря на сохранение компасных направлений, указанные на карте расстояния – во всех направлениях – оказались безнадежно увеличены. Искажение расстояний привело к тому, что все земли в высоких широтах расплылись и острова, такие как Гренландия и Шпицберген, а также приполярные части континентов стали выглядеть неприлично раздутыми. Однако Меркатор добился своего. У него получилась карта, где румбовые линии и направления по компасу выглядят так, как нужно. Для одного человека достижение более чем достаточное. Меркатор действовал из лучших побуждений; как математик и продавец карт, он был заинтересован в облегчении жизни навигаторов. Вот только дело он имел с предубежденным и замкнутым сообществом, в которое входило множество необразованных и суеверных людей. Каждый из них хотел вернуться из похода домой, и им казалось, что проще воспользоваться привычными средствами, чем доверить свою судьбу новой непроверенной схеме, которую к тому же придумал бывший профессор колледжа. Морякам казалось, что в обычных морских картах и без того хватает «серьезных ошибок и нелепостей» и не стоит добавлять к ним новые. С учетом всего этого меркаторская прямолинейная проекция поначалу не нашла признания.
Почти тридцать лет спустя, в 1597 г., Уильям Барлоу обобщил ситуацию с морскими картами в книге «Средство навигатора и т. д.» (The Navigator's Supply etc). Самая обычная морская карта, «какой обычно пользуются моряки», представляла собой карту в проекции из равноудаленных прямых. «Об этих, – писал Барлоу, – мне нет нужды ничего писать, настолько они хорошо известны и настолько очевидны их несовершенства в долгих плаваниях». И все же, добавляет он, существует одна карта – причем карта прямолинейная, «очень искусная и правильная, которая, если ее как следует понять, исправляет ошибки другой; и [насколько я способен понять] так отвечает потребностям навигатора, что с ней не может сравниться ни одна из изобретенных доныне карт, и [как я думаю] ни одна из карт, которые появятся позже, не сможет во всех отношениях превзойти ее». Эта карта, которая, по словам Барлоу, печаталась уже по крайней мере тридцать лет, – конечно, карта Меркатора. Она «напоминает обычные морские карты, только градусы меридианов на ней пропорционально увеличиваются от экватора к каждому из полюсов, чему есть добрая причина и твердое наглядное основание, показывая при этом истинное положение каждой точки по отношению к любой другой; этого другие карты на больших расстояниях сделать не могут, притом что именно это для навигатора самое главное».
«Но, – продолжает Барлоу, – туча [как прежде] и густой туман невежества до сих пор скрывают [эту карту]; тем более потому, что некоторые, коих считали людьми доброй учености, небрежными речами [но всегда без всякой серьезной причины] порочат ее как могут». Кроме профессиональной ревности, была и еще одна причина, по которой карту Меркатора так долго скрывал туман невежества. Меркатор построил свою проекцию при помощи циркуля-делителя и транспортира – механически. Конечный продукт представлял собой прекрасный образец описательной геометрии, но не давал навигатору никаких цифровых данных, которые помогли бы ему определить свое положение в море. Если расстояния между градусами широты увеличивались от экватора к полюсам и если увеличение это происходило в определенной пропорции, то как выразить это все в линейных расстояниях, которые моряк мог бы измерить и нанести на карту? Если расстояния по мере удаления от экватора все сильнее искажаются, то какую поправку в лигах, или в морских милях, нужно внести на каждой заданной широте, чтобы точно определить свое положение? Это были важные практические вопросы. Они рассматривали движение точки по прямой. Если мореход плыл, придерживаясь одного курса, а линия его движения все время как бы убегала от него, растягивалась по мере его продвижения в высокие широты, то насколько именно она растягивалась на каждой конкретной широте и где в точности он находился на этой линии? Ответ на эти вопросы дал Эдвард Райт.
Райт был профессором математики в Кембридже, коллегой Генри Бриггса, также блестящего математика, и изобретателя логарифмов Джона Непера, шотландского барона Мэрчистона. В отличие от некоторых других великих математиков Райт стремился ободрить, а не запутать своих студентов. Его интересовали все стороны искусства навигации; он изобрел морской квадрант и астрономическое кольцо, которым можно было пользоваться в море. В 1599 г., через тридцать лет после первого появления карты Меркатора, Райт опубликовал работу под названием «Некоторые ошибки в навигации…». Вместо того чтобы напугать моряков до полусмерти ученым трактатом с множеством математических символов, он применил к техническим тонкостям меркаторской проекции «популярный», как он сам считал, подход. Его объяснение выглядело примерно так:
Представьте себе круглую Землю в виде воздушного шара, покрытого через равные промежутки сетью широтных параллелей и меридианов. Поместим этот воздушный шар внутрь цилиндра с таким внутренним диаметром, что экватор шара едва касается стенок цилиндра. Затем надуем шар. По мере того как шар расширяется, изогнутые меридианы выпрямляются и ложатся на стенки цилиндра. В то же время параллели одна за другой, начиная с экватора, тоже ложатся на стенки цилиндра. Этот процесс можно продолжать до бесконечности, так как полярные области и сами полюса никогда не достигнут стенок. Если шарик останется прижатым к стенкам цилиндра, а сам цилиндр мы разрежем и расправим на плоскости, то получившийся отпечаток и будет изображением мира в меркаторской проекции.
Математическое объяснение проекции и способа корректировки искажения расстояний получилось у Райта совсем не таким популярным, как приведенная выше упрощенная иллюстративная версия, но это был великий вклад Райта в картографическую науку – это и его таблица «меридиональных частей». Картографы давно занимались поисками конформной проекции – такой проекции, которая, хотя и искажала бы формы земель и расстояния, но делала это правильным образом; если уж искажения растут, то в пределах заданного района конформность (или масштаб) все же должна сохраняться. Меркатор нарисовал картину, а Райт рассчитал таблицу и привел числовое значение для каждой последовательной «меридиональной части», – по мере того как меридианы распрямляются, а параллели растягиваются. Другими словами, он вычислил для каждого градуса возрастающей широты коэффициент изменения масштаба на соответствующей параллели. Корректировка масштаба карты между двумя или более параллелями проводилась так же, как корректировка расстояний при построении проекции. Таким образом, Райт дал морякам ключ к карте Меркатора и объяснил, как прокладывать по ней курс. Да, другие проекции могут точнее отображать размер или форму, но построенные в этих проекциях карты предназначены чаще всего только для рассматривания или обучения, тогда как «меркаторская проекция предназначена для серьезной работы, и одна она обладает тем бесценным свойством, что из любой желаемой точки можно с легкостью проложить точный курс. Поэтому это единственная проекция, которая отвечает требованиям навигации и используется во всем мире, благодаря тому, что след корабля на поверхности моря при постоянном курсе будет на этой проекции прямой линией».
