Астролябія. Секрети та історія стародавнього винаходу (34 фото)

10 травня 2012

Астролябія - один із найстаріших астрономічних інструментів, що з'явився в 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 Євдокс, 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 різні конструкції та 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 велику увагу художньому оформленню, 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, центром проектування приймається не північний полюс світу, 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 для 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.

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 типи астролябій могли виконувати різні види робіт. 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 визначати широту місця, напрямки на різні міста (переважно для обчислення напрямку на Мекку), визначати час доби, визначати 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 вимірювання глибини колодязя або 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

За часів 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 пристрій на основі все тієї ж астролябії, який можна назвати прототипом механічного годинника, був розроблений відомим арабським ученим Аль-Біруні. Він запропонував схему астролябії, яка автоматично показувала взаємне розташування Сонця та Місяця, тобто. місячну фазу. Інструмент мав подвійний корпус, усередині 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 перший механічний годинник, який часто встановлювали на вежах кафедральних соборів у Європі, тривалий час робилися у вигляді 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 камінням і 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. Одного разу 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 будуть прорубані 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.