Гевин Мензис - 1421 - год, когда Китай открыл мир

Как китайцы измеряли географическую долготу с помощью лунных затмений

Используя гномоны и водяные часы, китайцы имели возможность фиксировать ход времени час за часом, минута за минутой, днем и ночью. Кроме того, они умели предсказывать лунные затмения, которые происходят примерно каждые полгода в разных частях земли. Инструкция, даваемая перед отплытием навигаторам и астрономам, звучала примерно так: «Если вы бросили якорь у неизвестной земли или острова и если в этот момент происходит полное лунное затмение, вам следует дождаться начала третьей фазы (U-3), а потом ждать, когда Луна снова засияет на небе. Все это время, разумеется, вы должны посвятить наблюдению за небесным сводом. Как только появится первый лучик лунного света (U-3) и Луна начнет выходить из тьмы, наблюдатель на вновь открытых землях и астроном в Пекине должны делать одно и то же — смотреть в звездное небо, чтобы отметить, какая самая яркая звезда в этот миг пересекает местный меридиан». Местный меридиан — это воображаемая линия на небе, которая начинается на небесной сфере к северу от наблюдателя, проходит над его головой и заканчивается к югу от него. Разглядывая небо в этом направлении, наблюдатель отмечал известную ему звезду, которая пересекала в этот момент воображаемую линию меридиана. Эта яркая звезда и становилась своеобразным знаком, с помощью которого наблюдатель «маркировал» свой меридиан.

Когда исследователь новых земель возвращался в Пекин, он сравнивал свои рисунки и записи с рисунками и записями астронома в Пекине. К примеру, исследователь мог сказать столичному ученому, что в тот момент, когда Луна находилась в фазе U-3, местный меридиан пересекала некая звезда «альфа». Пекинский же астроном мог ответить, что его меридиан в этот момент пересекала звезда «бета». Положим, они оба хорошо знали и ту, и другую звезды. После этого оба они доставали свои часы, которые были откалиброваны с помощью гномона, и начинали ждать, когда звезда «альфа» пересечет на небесном своде зенит. Как только это происходило, они начинали отсчитывать время на своих часах, дожидаясь, когда небосклон пересечет другая звезда — «бета». Учитывая вращение Земли, разница между временем, когда «альфа» и «бета» пересекают зенит, показывала расстояние, отделявшее в момент наблюдения исследователя новых земель от астронома, находившегося в Пекине. Земля делает полный оборот — 360° — вокруг Солнца за 24 часа. Таким образом, если мы, к примеру, выясним, что между прохождениями через разные меридианы звезд «альфа» и «бета» прошло 6 часов (другими словами, 1/4 суток, или 1/4 полного оборота Земли вокруг Солнца), то будет совершенно ясно, что разница в географической долготе между Пекином и вновь открытыми землями составляет ровно 1/4 оборота Земли, то есть четвертую часть от 360°, или 90°.

Примечание : чтобы погрешность была меньше, часто при вычислениях использовали не одну, а все 4 фазы лунного затмения.

Доказательство теории и ее практическое применение

Чтобы проверить теорию на практике, мы решили воспользоваться наблюдением за полным лунным затмением между 16 и 17 июля 2000 г. Наши наблюдатели стояли на всем протяжении Тихоокеанского побережья от Таити до Сингапура. Мы выбрали для наблюдения те же пункты, где китайцы соорудили в свое время астрономические площадки.

Наблюдение за лунным затмением велось с началом весеннего равноденствия, которое фиксировалось в тот момент, когда первая звезда пересекала местный меридиан, то есть воображаемую прямую линию, начинавшуюся на севере, проходившую над головами наблюдателей и уходившую на юг. Географическая долгота в такой момент измеряется вдоль экватора звездной карты. Благодаря таким измерениям положение первоначально определявшегося на 339° долготы Таити на вращающейся звездной карте изменилось. (Наблюдатели старались учитывать время, проходившее между фазами U-2 и IJ-3) При вращении цилиндрической карты звездного неба она меняла свое положение в соответствии с нанесенными на нее отметками: изначально широта Таити отмечалось на 339°, а потом, когда цилиндр карты делал необходимый доворот, долгота Таити стала равняться 8° — то есть изменилась на 2 часа. В общем, погрешности в определении долготы, конечно, были, но незначительные. К примеру, погрешность при определении положения долготы Таити равнялась 1,1 %, Новой Зеландии — всего 0,1 %, долгота Мельбурна тоже варьировалась в пределах 0,1 %. Не стоит забывать, что наши наблюдатели были в основном любителями, и будь у них хоть чуточку больше опыта и профессионализма, погрешности в долготе, несомненно, были бы еще меньше.

Короче говоря, игра стоила свеч, а погрешность в 66 морских миль в долготе между Таити и Сингапуром представлялась, в общем, ничтожной. Погрешность в географической долготе между Сингапуром и Новой Зеландией была еще меньше и равнялась всего 6 морским милям. А вот в определении долготы между Австралией и Новой Зеландией погрешности не было вовсе.

Что я думаю в связи со всеми этими данными? А вот что: китайцы научились определять географическую долготу с не меньшей точностью, чем профессор Оливер и его последователи 500 лет спустя. Метод профессора Оливера был еще хорош тем, что его людям не нужны были какие-либо специальные инструменты вроде секстанта. Да что там секстант! Им даже часы были не нужны. Единственное, что требовалось наблюдателю, — это четкое определение начала и конца процесса, а эту роль с успехом выполняли древние гномоны, расставленные китайцами в незапамятные времена чуть ли не по всему миру.

Определив со всей доступной XV веку точностью географическую долготу порта Малакка (Сингапур), китайские флоты могли с большим успехом использовать астрономические площадки и гномоны, установленные на своих базах по всему Тихому океану — в Семудере, на Андаманских островах, в Дондра Хэд (Шри-Ланка), в Кочине и Каликуте на Малабарском побережье Индии, Малшщи и Занзибаре в Восточной Африке, на Сейшельских и Мальдивских островах. Все эти базы, конечно же, были аккуратно занесены в старейшую китайскую лоцию «У Пэй Чи» с указанием правильной долготы.