История географических карт - Ллойд Арнольд Браун

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.