Светлые века. Путешествие в мир средневековой науки - Себ Фальк

ниже. Продолжайте поворачивать паука по часовой стрелке до тех пор, пока звезда не взойдет над горизонтом с левой стороны. Эта левая сторона – восток, потому что все звезды – и Солнце не исключение – встают на востоке. Поэтому юг оказывается сверху, что запутывает некоторых наших современников, впервые взявших в руки астролябию; но средневековые пользователи явно без особого труда меняли угол зрения.

Рис. 4.7. Паук (сетка) астролябии Уиппла. Каждое изогнутое острие обозначает видимую звезду. Отверстие в центре – Северный полюс мира. Верхнее кольцо со смещенным центром изображает эклиптику, а дуга в 90°, расположенная ниже, – это часть небесного экватора. За прошедшие 700 лет отломился один-единственный указатель: средний из трех, выступающих с правой стороны кольца эклиптики

Рис. 4.8. Скрученный в кольцо указатель «Альгораб» рядом с симпатичной птичкой, указывающей куда-то в сторону от созвездия Ворон. Сверху виден участок дуги эклиптики с созвездиями Дева и Весы

Поворот паука, который мы только что проделали, охватывает больше 12 часов, прошедших до первого появления Альгораба над горизонтом. Полный поворот паука вмещает 24 часа (в два раза больше, чем циферблат современных часов) и демонстрирует полный оборот небесной сферы, или, если говорить так, как принято сегодня, полный оборот Земли вокруг своей оси. Но на практике нет разницы, с какой стороны на это смотреть. Астролябия работает одинаково хорошо, обращается ли Солнце вокруг Земли или Земля вокруг Солнца, потому что она всего лишь измеряет углы.

Как бы то ни было, в отличие от монахов, которые в предрассветном холоде вглядывались в небо над обителью, ожидая появления опорных созвездий, мы не привыкли так долго наблюдать за звездами. Пока мы следили за движением Альгораба, незаметно для нас взошли и зашли другие звезды. Острие у края внешнего круга, например, помечено словом «Альакраб». В дни Джона Вествика эта звезда была известна под именем Cor Scorpionis, Сердце Скорпиона. Но мастер, сделавший астролябию, которая сегодня хранится в музее Уиппла, предпочел арабскую транскрипцию: Qalb al-Aqrab. Это Антарес, пятнадцатая из ярчайших звезд земного неба. Мы могли заметить, как она исчезает из поля зрения с западной стороны астролябии. Чуть позже мы могли увидеть восход самой яркой звезды из всех – Сириуса, альфы Большого Пса. Ее указатель находится в самом низу решетки и сделан в форме собачьей головы (рис. 4.9). Длинный высунутый язык указывает точное положение Песьей звезды. И снова мастер, сработавший астролябию из музея Уиппла, использовал арабское имя «Альхабор».

Рис. 4.9. Голова и язык Песьей звезды Альхабор (Сириус). Решетка здесь повернута так, что Сириус остановился в самом низу астролябии (на рисунке слева); обратите внимание на отметки 180° и 12 часов пополуночи на бортике (лимбе) тарелки

Сорок одну звезду, изображенную на этой астролябии, должен был знать любой астроном. Джон Вествик и сам составил почти такой же список звезд через полвека после того, как была сделана астролябия из музея Уиппла. Он привел и арабские названия, и латинские: «Альгораб» и «Ворон», «Кальбалакраб» и «Сердце Скорпиона». Несмотря на то что Птолемей перечислил в «Альмагесте» больше тысячи звезд, во всех кратких перечнях и на инструментах, подобных этому, снова и снова с минимальными вариациями повторяются все те же несколько десятков[268].

Перемещая паука поверх перекрещивающихся линий высот и азимутов, мы можем определить, в каком месте над горизонтом взойдет та или иная звезда и на какую высоту она поднимется. В момент кульминации звезда пересекает вертикальную линию небесного меридиана в верхней части астролябии, а затем спускается по ступенькам альмукантаратов с правой – западной – стороны.

Звезды, восходящие с востока на юг, заходящие по правую руку от наблюдателя… В основе действия этого прибора лежит уже знакомая нам идея: сферу можно «сплющить», спроецировав на плоскую поверхность. И правда, один сирийский ученый в 1270-х годах написал, что, как раз расплющив таким образом сферу, некогда изобрели астролябию: однажды Птолемей ехал на осле и уронил на землю армиллярную сферу. Ослик наступил на нее и раздавил: так и появилась астролябия[269].

В этой забавной истории есть толика правды: Птолемей действительно придумал новые методы проецирования. В своем труде «География» он проанализировал и обобщил старые способы проецирования шарообразной Земли – или как минимум той ее части, что считалась обитаемой, – на двумерную карту. В трактате «О планисфере» он проделал то же самое с небосводом, объяснив принципы стереографической проекции, выведенные астрономами древности, в том числе Гиппархом[270]. С точки зрения астрономов и изготовителей инструментов, у стереографического метода есть два огромных плюса. Первый, важный в изготовлении: если расплющить сферу, все ее окружности остаются окружностями, и их можно без труда выгравировать на астролябии. И второй, важный для астрономов: наблюдаемые на небе углы, будучи спроецированы на плоскость астролябии, не изменяются.

Рис. 4.10. Стереографическая проекция. Круги на сфере остаются кругами и на астролябии. Эклиптика – окружность, проходящая через точки равноденствий и солнцестояний

В чем суть стереографической проекции? Представьте себе наблюдательницу, каким-то чудом оказавшуюся на Южном полюсе мира и смотрящую «вверх», на Полярную звезду, расположенную на Северном полюсе мира (рис. 4.10). Ее взору открыты небеса целиком. Ее не волнует, насколько близко или далеко расположен каждый из объектов, ей важны только углы между ними и то, насколько эти объекты близки – с ее точки зрения – к вертикальной линии, протянувшейся к Северному полюсу мира. Глядя вверх, она наносит все принципиально важные кривые на горизонтально расположенный лист стекла, простирающийся через все поле ее зрения. Этот стеклянный потолок и есть плоскость проекции. В данном случае она будет совпадать с плоскостью небесного экватора. Все небесные круги, расположенные между наблюдательницей и небесным экватором, будут казаться ей больше, поэтому она изобразит их за кругом экватора. Все небесные круги, что севернее экватора, покажутся ей меньше, поэтому она зарисует их внутри круга экватора. Свой чертеж она решила ограничить Южным тропиком – тропиком Козерога. Это и будет самый большой, внешний круг. Два круга тропиков и экватор расположены перпендикулярно направлению взгляда наблюдательницы, и их центр совпадает с Северным полюсом мира. А вот центр эклиптики, расположенной под углом к экватору, на чертеже будет смещен в сторону. Эклиптику она изобразит в виде окружности, расположенной между двумя тропиками. Точки, где линия эклиптики пересекает небесный экватор, – это точки весеннего и осеннего равноденствия. Еще она может нарисовать альмукантараты, расходящиеся кругами от зенита до горизонта (см. рис. 4.5). Подобно центру эклиптики, центры альмукантаратов и дуги горизонта будут смещены, потому что эти окружности расположены под углом к экватору. Именно благодаря такому смещению Солнце поднимается выше, находясь на летней стороне эклиптики, но скользит вдоль горизонта на зимней.

Движение решетки астролябии по гравированной тарелке – это движение звезд на фоне видимого горизонта. Звезды движутся синхронно, не меняя положения относительно друг друга, но Солнце, обходя зодиак, скользит мимо них. Значит, решетка должна моделировать и годовой путь Солнца по созвездиям. Единственный замкнутый круг паука астролябии из музея Уиппла (и большинства других) – это эклиптика, «вдоль линии которой, – напоминает нам Чосер, – неизменно лежит путь Солнца» (см. рис. 4.7)[271]. Если мы хотим узнать, который час, нам прежде всего нужно определить, где находится Солнце на этой замкнутой кривой. Для этого нам нужно развернуть астролябию от себя.

Рис. 4.11. Оборотная сторона астролябии. Внешний круг – знаки зодиака. Внутренний – календарные месяцы: центр этого круга смещен в сторону знака Близнецов (наверху), отражая неравномерность движения Солнца; обратите внимание, что внизу промежуток, разделяющий два календаря, шире. Во внутреннем круге находится еле заметный квадрат теней, необходимый для дополнительных измерений. На этом рисунке алидада указывает на высоту почти 24° над горизонтом

На обороте мы увидим двойной календарь (рис. 4.11). Внешний круг составляют знаки зодиака – обратите внимание на Стрельца