Помоги проекту - поделись книгой:
Близкие к Средиземному морю земли были изображены более подробно, нежели отдаленные страны, такие как Британия, Ирландия и Шри-Ланка, сведения о которых собирали по рассказам немногих отважных путешественников.
Карту мира Птолемея отличает новый подход к проекции, который помог ему изобразить сферическую трехмерную Землю на плоскости. Математики быстро доказали, что невозможно отобразить большие участки земной поверхности без каких-либо искажений. Вопрос был в том, где искажать. В проекции Меркатора XVI века экваториальные области сплющены, а северные — включая Европу и Северную Америку — растянуты. Эта карта до сих пор широко используется, создавая ложное представление об истинном размере стран в этих регионах.
На карте мира Птолемея все исследованные земли были спроецированы на четверть окружности земного шара. Птолемей знал размер планеты и приблизительные расстояния до других континентов, и потому догадывался, что три четверти мира еще предстоит открыть. Первые атласы мира, охватывающие весь земной шар, были опубликованы в 1570 году.
Единая карта мира была обновленной версией карты Эратосфена и Страбона. Птолемей не сам нарисовал ее — ее создание приписывают картографу Агатодемону Александрийскому. В отличие от более ранних карт, мир на ней не был со всех сторон окружен водой. За восточным побережьем Африки лежала
На птолемеевой карте впервые появились линии широты и долготы для точного определения местоположения. Линии долготы охватывали 180 градусов земного шара, поэтому мы видим северо-восточную четверть планеты. Начальный меридиан с нулевой долготой проходил через мифические Блаженные острова недалеко от побережья Африки (вероятно, Канарские). Линии широты, опоясывающие земной шар с востока на запад, рисовали к северу от экватора, который был сдвинут слишком далеко на север. Расчеты были неточными: изображенные на карте земли занимают лишь около 2/3 Северного полушария.
Старейший дошедший до нас «образ», или карта мира (
Приливы и отливы
Ежедневные колебания уровня моря играют важную роль в жизни моряков и людей, живущих на побережье. На то, чтобы разобраться, чем вызвано это явление, ушло не одно столетие.
Вода прибывает и убывает два раза в день — это называется приливами и отливами, и каждые две недели высота волн колеблется от самого высокого уровня (сизигийный прилив) до самого низкого (квадратурный прилив). Это явление связывали с движением и фазами Луны еще в древние времена, а в 725 году английский монах Беда Достопочтенный первым сделал полное описание этих циклов в своей работе «Об исчислении времени». Он отмечал, что прилив происходит каждый день на 4/5 часа позже, чем накануне, как восход и заход Луны. В течение 59 дней Луна поднимается и садится 57 раз, а количество приливов равно 114 (два раза по 57). Он заметил и то, что на высоту приливов также влияют сила и направление ветра.
Беда жил и работал в Средневековье — период после распада Римской империи в V веке, сведения о котором весьма скудны. Беда — один из немногих ученых того времени, чьи труды сохранились. До эпохи Возрождения (и подъема науки в Европе), начавшейся в XIV веке, центром мировой научной мысли был Исламский мир. Пока арабские и персидские ученые продолжали изучать связь между приливами и Луной, Аль-Кинди, один из самых влиятельных мыслителей IX века, предложил новую теорию. Он предположил, что ежедневные приливы происходят из-за того, что нагретая Солнцем вода расширяется, а с заходом Солнца остывает и сжимается, из-за чего ее уровень падает. Точно так же Аль-Кинди объяснял и происхождение ветра: горячий воздух расширяется и устремляется в более холодные области.
Гравитация Луны вызывает на Земле подъем воды на несколько метров выше уровня моря, который следует за обращением Луны. Соответствующий подъем воды образуется и на противоположной стороне планеты. Аналогичным образом на высоту воды влияет и гравитация Солнца. Когда приливообразующие силы Луны и Солнца действуют вдоль одного направления, вода поднимается на наибольшую высоту, такой прилив называют сизигийным. Когда приливообразующие силы Луны и Солнца перпендикулярны друг другу (такое положение называется квадратурой), вода поднимается на наименьшую высоту, это называется квадратурным приливом.
В 1608 году фламандский математик Симон Стевин опроверг представление о том, что приливы — это погодное явление, и вместо этого предположил, что воду притягивает на берег Луна. Год спустя его предположение было подкреплено открытием законов движения планет Солнечной системы, которое совершил Иоганн Кеплер. По его мнению, Луна — это своего рода магнит. В 1687 году закон всемирного тяготения Исаака Ньютона стал объяснением для многих явлений, в том числе приливов и отливов, а к 1770-м годам Пьер-Симон Лаплас разработал уравнения для расчета времени приливов на конкретном участке побережья, однако вычисления эти были чрезвычайно трудными. Прошел еще век, прежде чем лорд Кельвин создал аналоговый компьютер для предсказания приливов и отливов, которым пользовались вплоть до 1970-х годов.
Фламандский математик заинтересовался природой приливов отчасти во время работы над изобретением «сухопутной яхты» — повозки с парусом, движимой силой ветра. Однако самая большая его заслуга в том, что он ввел использование десятичных дробей в Европе, и числа меньше единицы стали записывать в виде десятых долей, сотых и т. д.
Открытие Америки
В 1492 году Колумб пересек океан, но об этом мы поговорим чуть позже. За пять веков до него мрачные воды Северной Атлантики исследовали викинги, которые обосновались в Северной Америке на несколько десятилетий. История могла сложиться совершенно иначе.
Предки коренных американцев пришли из Азии более 14 000 лет назад. Это произошло во время Ледникового периода, когда уровень моря был существенно ниже из-за огромных ледников, покрывавших сушу. На месте современного Берингова пролива был перешеек, соединявший Сибирь с Аляской, — сейчас эту область называют Берингией. Около 11 000 лет назад из-за повышения уровня моря Берингия скрылась под водой, и с тех пор попасть на американский континент было под силу лишь самым опытным мореплавателям.
Прошло еще 10 000 лет, прежде чем отважным путешественникам удалось это сделать. На этот раз они высадились на восточном побережье Северной Америки в 1002 году. Это были норвежцы, часто называемые викингами, чьи предки были родом из Скандинавии, но сами они принадлежали к общине, перебравшейся в 870-е годы в Исландию, а чуть позже в Гренландию.
Норвежские ладьи были прочными судами, обшитыми внакрой (когда доски перекрывают друг друга) и способными противостоять неспокойному морю. Они приводились в движение парусом или веслами, а управление осуществлялось при помощи рулевого весла, установленного на правом борту. Нос и корма почти не различались, корабли были построены так, чтобы одинаково легко двигаться в обоих направлениях, что было особенно удобно при прохождении рек и узких заливов. По легенде исландские норвежцы использовали некие прозрачные кристаллы в качестве «компаса викингов». Этот камень — возможно, чистая форма кальцита — преломлял проходящий через него свет так, что можно было определить местоположение Солнца, даже когда оно было скрыто за облаками. Таким образом, викинги всегда могли скорректировать курс корабля.
Несмотря на то, что викинги были опытными мореплавателями, способными совершать длительные плавания, открытие Северной Америки не входило в их планы. Гренландец Лейф Эрикссон, возвращаясь из Норвегии, сбился с курса и обнаружил неизведанную землю, где росли дикая пшеница и виноград. Он дал ей название Винланд («плодородная земля») и вскоре вернулся со снаряженным отрядом викингов, чтобы продолжить ее исследование. Они обнаружили замерзшую тундру (вероятно, Баффинову Землю) и дремучие леса (полуостров Лабрадор), а после вернулись в Винланд и основали поселение. В 1960-е годы археологи обнаружили следы первых европейских поселенцев близ местечка Л’Анс-о-Медоуз на северной оконечности острова Ньюфаундленд. Деревня викингов, Лейфсбудир, долго не просуществовала из-за стычек с аборигенами, которых в норвежских летописях называли скрелингами, что значит «люди, одетые в шкуры».
Персидский географ Аль Бируни догадался о существовании Америки в 1037 году, не подозревая, что викинги уже высадились на ее берегах. Высчитав размер Земли, он обнаружил, что известная часть суши сосредоточена на одной стороне земного шара. Он предположил, что для равновесия на другой стороне земного шара тоже должны быть какие-нибудь земли.
Как можно догадаться по его имени, Лейф Эрикссон был сыном Эрика — викинга Эрика Рыжего, путешественника, которого считают первым европейцем, обосновавшимся в Гренландии. Исландские саги повествуют о том, что Гренландию находили и до Эрика, но именно ему удалось основать там поселение в 985 году. Он назвал ее «Зеленой землей» (
Магматические породы
Персидский ученый Авиценна известен как врач и философ. Тем не менее в «Книге исцеления» он размышляет и о науках о Земле, а также о появлении новых горных пород.
«Книга исцеления» была опубликована в 1027 году. Несмотря на название, в ней содержится мало сведений о медицинских процедурах. Авиценна (настоящее имя Ибн Сина) предположил, что камни формировались при контакте с жидкостью. Это объясняет образование окаменелостей из некогда существовавших форм жизни. Также Авиценна задавался вопросом происхождения гор: появились ли они внезапно в результате землетрясений или формировались постепенно в течение долгого времени. В Европе в ту эпоху такие размышления считались ересью.
Как появилась суша
Китайский ученый Шэнь Ко был далеко не первым, кого интересовало, как окаменелости морских раковин оказались в горах. В 1070 году, сопоставив факты, он предложил гипотезу о том, как образовалась суша.
Морские ископаемые в горах — очевидное доказательство того, что раньше на этом месте было морское дно. Шэнь Ко предположил, что слои ила, накапливаясь в течение долгого времени на дне, вырастали над поверхностью воды и становились сушей. Ископаемые остатки бамбука в пустыне, где слишком сухо для его произрастания, свидетельствовали о том, что суша тоже меняется. Например, подземные силы способны превратить равнину в горы, в результате эрозии горы разрушались, смытые дождями песок и другие отложения попадали в реки, а затем в море, где на дне они образовывали новый слой. Все, что было нужно — это время.
Природа радуги
Причина появления в небе разноцветной радужной дуги всегда интересовала ученых. В 1300 году эксперимент со стеклянными шарами помог пролить свет на это явление.
Римский философ I века н. э. Сенека Младший первым приблизился к объяснению феномена. Он заметил, что радуга всегда появляется в небе напротив Солнца. Такой же эффект возникает в брызгах воды, из чего Сенека сделал вывод, что радуга — это отражение света от поверхности водяных капель. Это объяснение стало общепринятым — его придерживался даже арабский основоположник оптики (науки о свете) аль-Хайсам, живший в XI веке. Истинная природа радуги была открыта только в 1300 году, когда немецкий монах Дитер Фрейбургский сымитировал капли дождя, используя стеклянные шары, наполненные водой.
Он заметил, что луч света, проходя сквозь шар, преломлялся, то есть менял направление, а затем отражался от противоположной стенки. Выходя наружу, свет вновь преломлялся, раскладываясь на спектральные цвета. Радуга, которую мы наблюдаем, возникает в результате этих отражений и преломлений. Мало кто знает, что настоящая форма радуги — круг, но на небе мы можем увидеть только его половину.
В поисках сокровищ
В 1405 году китайский император династии Мин приказал организовать беспрецедентную по тем временам экспедицию. Гигантские корабли отправились в плавание, чтобы изучать океан и прославлять величие Китая.
Династия Мин желала расширить как свои представления о мире, так и представления чужеземцев о Китае. Флот под командованием адмирала Чжэн Хэ, двигаясь вдоль берегов Индийского океана, посетил Восточную Африку, Аравию, Индию и западные острова современной Индонезии. Китайские мореплаватели совершили 7 плаваний с преимущественно торговыми и дипломатическими миссиями, которые не оставляли у соседних государств сомнений в мощи китайской империи, а также помогали получать новые сведения о странах бассейна Индийского океана.
Чжэн Хэ следовал прибрежными торговыми маршрутами, но также открывал новые морские пути, а с ними и возможности обмена товарами и информацией. Однако экспедиции императорского флота прекратились в 1433 году, и на какое-то время в Индийском океане воцарилось безвластие. Ситуация изменилась лишь во второй половине XV — начале XVI века, когда европейские путешественники стали продвигаться на восток, огибая южную оконечность Африки. Если бы китайские экспедиции продолжались, история человечества могла бы быть совсем другой.
На флоте Чжэн Хэ использовали для навигации магнитный компас — изобретение, недавно распространившееся на Запад. Однако на протяжении первого тысячелетия китайцы в основном использовали компас в ритуалах, чтобы отслеживать перемещения духов. Для этого служил магнетит (естественный магнит) в виде ложки, всегда указывавшей на юг. Европейские моряки решили, что для них важнее знать, где север.
Флотилия Чжэн Хэ состояла из гигантских кораблей, вдвое превосходящих по размеру другие суда того времени (хотя о точных размерах идут споры). Согласно дошедшим до нас свидетельствам, в плавание выходило более 40 больших «кораблей-сокровищниц» — они служили для того, чтобы демонстрировать благосостояние Китая, а не для того, чтобы грабить другие народы, — и еще порядка 200 кораблей. Всего в плавание отправлялось около 28 000 человек. Однако достоверность этих чисел до сих пор остается под вопросом.
Магнитная навигация
Из-за страха сбиться с курса и заблудиться, большую часть истории человечества капитаны кораблей старались не терять берег из вида. Магнитный компас в корне изменил ситуацию, сделав доступными новые методы навигации. В Китае магнетиты — минералы, обладающие магнитной силой, использовались в качестве компаса еще в 200 годах до н. э. К XIV веку компас дошел до Европы, и именно здесь, в Испании и Португалии, с XV века стали совершать дальние плавания в открытом море. Компас был для этого незаменимым инструментом, поскольку он всегда указывает в одном направлении — на север.
Однако исследователи Атлантики начали понимать, что указанное компасом направление на север может меняться, или, по крайней мере, так кажется. Сейчас это расхождение называют «магнитным склонением» — это угол между географическим севером, который находится на Северном полюсе, и магнитным полюсом, расположенным в нескольких градусах от него, подо льдами канадской Арктики. Точное значение магнитного склонения зависит от того, находитесь ли вы к востоку или к западу от магнитного полюса. Средневековые мореплаватели использовали это значение для определения долготы в открытом океане.
Португальский принц Генрих правил народом, живущим на западной окраине мира, в стороне от торговых маршрутов Европы и Азии. Но зато у этого народа был доступ к океану, открывающий путь к возможному покорению остального мира. В 1418 году Генрих обратился к морякам, математикам и инженерам за изобретениями, необходимыми для дальних плаваний. Началась эпоха великих географических открытий.
В чем измеряются погодные явления
Поделиться книгой: