История школ навигации

Откуда есть и пошли школы навигации или морские школы. Как развивалась морская астрономия и морские инструменты с древности.

 

 

 

 

 

 

Наша Земля по большей части покрыта водой и именно по воде проходят торговые пути с древности до наших дней. Только по воде достаточно быстро и  с минимальными затратами сил можно перевести большой груз.
Те страны, что находились на побережье ил ина водных путях — первыми освоили судостроение, навигацию и морскую торговлю с грузоперевозками.
Из известных нам свидетельств — первые суда большого размера были построены в Древнем Египте. Самому старому изображению корабля около 8 тысяч лет. Он точно такой же, как и построенные в течении последующих тысячелетий египетские корабли. Остались записи, утверждающие, что корабли египтян не только плавали по Нилу, но и выходили в Средиземное море к берегам нынешней Сирии на кораблях из древесины. Освоение морских пространств египтяне начали в начале третьего тысячелетия до нашей эры. О существовании специализированных школ навигации ни у древних египтян ни у последовавших за ним финикийцев детально ничего не известно, так как раньше навигации в современно понимании как науки не существовало, да и навигационные инструменты были лишь в зачаточном состоянии. В основном пользовались тем, что дала природа — глазами, памятью, умом. Однако такие составляющие навигации,  как астрономия,  судовождение,  лоция — несомненно существовали и передавались как в устной традиции, так и в письменной — например  знания по астрономии у финикийцев. Недооценивать силу устной традиции не стоит, так как до нас дошли огромные массивы информации, например эпосы древней Индии, записанные со слов они составили многие тома. Заученные наизусть береговые ориентиры, господствующие ветра, и составляли знания по навигации и лоции. Устные знания подкреплялись письменными — иероглифами, узелковой письменностью, алфавитным линейным письмом.

Развитие астрономии для целей мореплавания в Древнем мире

Египтяне как оседлый народ, тысячелетия живущий в долине Нила, не использовали астрономию для ориентирования, в основном для отсчета времени разливов, солнестояний и затмений — это они делали очень точно. Финикийцы как народ-мореплаватель преуспели в этом. Это народ на долгое время стал главенствовать в мореплавании и морской торговле в Средиземном море. Они дошли до Канарских островов и основали колонии по всему Средиземному морю. Финикийцы обогнули Африку, доплыли до Индии и вероятно, дошли не только до Канарских островов, но до Карибских и даже до Америки. Потребности в мореплавании и навигации породили необходимость астрономических знаний. В открытом океане только светила могут служить надежным ориентиром, а найти неподвижные звезды ночного неба, разгадать закономерности движения светил —как раз задача  астрономии. Эти знания древних ученых передавались мореплавателям и в конечном итоге служили основой экономической мощи разных стран. Знания созвездий, ориентирование по Полярной звезде решили один из главных вопросов ориентирования ночью. Финикийцы могли измерять скорость и время по песочным часам. Использовали они живой компас — птиц, которых выпускали в поисках земли. Финикийцы первые начали строить корабли из основных конструкционных элементов, из киля шпангоутов и обшивки, в отличие от египетских.  Страбон замечает, что «финикийцы занимались научными исследованиями в области астрономии и арифметики… и эти области знания перешли от них к грекам». Можно сказать, что именно финикияне заложили основы как мореходства, так и современной цивилизации. Существовала и традиция передачи знаний — однако только с большой натяжкой её можно назвать школой мореплавания.   
Первые из известных карт также появились  в Финикии — это была схема составленная в 490 г. до н.э. по приказу Дария. А почти за тысячелетие до н.э. в Индии мореплаватели вышли из речной системы Индостана и достигли Шри-Ланки и Южного Китая. До династии Маурьев религией был индуизм и знания о мореплавании передевались в достаточно закрытых кастах, в устной традиции. Лишь позднее они были записаны на санскрите. 

Развитие мореходной астрономии в античности

Греки, как «народ моря» — переняли и дополнили знания по навигации и астрономии у финикийцев. Греки первыми описали сферическую модель мира, вычислили длину экватора, составили концепцию небесной сферы и поняли природу петлеобразного движения планет. Стали появляться и механизмы — солнечные часы, разнообразные часовые механизмы. Греки старались открывать миру достижения мысли — есть свидетельства, которые говорят, что некоторые механизмы, вычисляющие движения планет были установлены на людных местах. Основы для морской навигации в современном понятии были сделаны — была создана точка остчета и система координат — разработана концепция сферической модели мира, нарисована карта с сеткой параллелей и меридианов. Для нужд навигации в том числе применялись часы для отсчета времени и скорости, использовались инструменты для определения местоположения — гномон  и астролябию (определение) широты, и арримилярную сферу — астрономический инструмент с подвижными частями для определения экваториальных или эклиптических координат небесных светил (сейчас это таблицы для астронавигации).
Греки создали и другие механизмы, по которым можно было определить в какой-то момент времени взаимное положение светил. Все расчет были сделаны с помощью математики, геометрии и тригонометрии, в том числе сферической. Греки пользовались делением круга на 360 частей, как и в современности. Также был установлен календарь и деление на часы. Раньше, часы имели произвольную длительность в зависимости от светлого времени, что не позволяло точно вычислять сокрость и пройденное расстояние. Болшое значение греки придавали сочетанием взаимоположения Луны и Солнца, квадратурным и другим. Это потом понадобится для расчте приливов.
Именно у греков  появился своего рода учебник мореходной астрономии примерно в 600  до н.э., что был так нужен купцам и мореплавателям.
Пользуясь знаниями, греки совершили и значимые плавания. Создали они и первые письменные лоции, доступные многим — например после плавания по Средиземному и Красному морю Артемиор из Эфеса написал книгу с описанием морей и условий плавания. Однако, как таковой школы мореплавания не было, были отдельные отрасли знаний, которые быстро оказывались доступны морякам. 

Выдающимся ученым античности во втором столетии н.э. Клавдием Птолемеем был издан труд — География, в котором он описывает мир как его знали ученые античности, а также Алмагест, где собраны знания по астрономии, математике и тригонометрии. Для нужд навигации очень важно, что Птолемей в этом труде описывает Землю в виде шара с сетокй широт и долгот, дает продолжительность года с точностью до минуты, а также продолжительность месяцев. В одном из томов описывает астролябию и способ обращения с ней. В Аламагесте приведена самая полная карта известных созвездий на тот момент с указанием места звезд в них.  

Навигационные инструменты античности

В начале первого тысячелетия в распоряжении мореходов было уже несколько навигационных инструментов:

гномон — это вертикальный столб, по которому можно определить угловую высоту солнца. Чем выше этот столб, тем точнее измерения. Используя этот нехитрый инструмент можно определить астрономический полдень, широту места и направление на север. Однако для нужд мореплавания он не сильно подходил — устанавливать гномон надо на берегу;

gnomon-1

Выступающая часть, дающая четкую тень всолнечных часах и есть Гномон. Греки использовали высокие башни

арримилярная сфера — подвижная модель небесной сферы, где вращался круг горизонта и небесный меридиан. С помощью него можно было определить координаты звезд в эклиптике. Использовали до средних веков и даже далее, но уже в обучающем качестве. Птолемей назвал её — «астролабон»;

sfera4

Арримилярная сфера Тихо Браге, былпа почтиточной копией Птолемеевской. Позднее сферы использовались в качестве образовательного пособия

астролябия — переводила окружности на сфере в окружности на плоскости. Прибор служил для определения широты;

astroljabija1

трикветрум — инструмент в виде подвижного треугольника, с помощью которого определяли зенитные расстония светил;

квадрант — инструмент для определения угла светил. Состоял из четверти окружности и подвижной планки;

карта — появились первые схематические изображдения земной поверхности с нанесенной сетнкой меридианов и параллелей. Однако из-за на плоской проекции, местности в высоких широтах были растянуты;

лоции и описания известных мест;

знания астронавигации — созвездий, направления сторон света и Полярная звезда как наиболее близкая к направлению на север светило;

часы — принятая эллинистическим миром, а позднее и Римской Империей деление времени и определение продолжительности года, суток, часа.

Остались и сложности — определение долготы места и точки отсчета для привязки координат. Доставляло сложностей и отсутствие компаса, если небо закрыто тучами и ночью не видно Полярной звезды — направление курса корабля становится неизвестным. Магнитный компас использовался в начале тысячелетия в Китае и только для сухопутных путешествий.