Астролябия

История[править | править код]

Астролябия впервые появилась в Древней Греции. Принцип стереографической проекции, переводящей окружности на сфере в окружности на плоскости открыл Аполлоний Пергский. Витрувий в своём сочинении «Десять книг об архитектуре», описывая астрономический инструмент, называемый «пауком», сообщает, что его «изобрёл астроном Евдокс, а иные говорят — Аполлоний». Одной из составных частей этого инструмента служил барабан, на котором, по словам Витрувия, «нарисовано небо с зодиакальным кругом».

Стереографическую проекцию описал во II веке н. э. Клавдий Птолемей в сочинении «Планисферий». Впрочем, «астролабоном» сам Птолемей называл другой инструмент — армиллярную сферу. Окончательный вид астролябии был разработан в IV в. н. э. Теоном Александрийским, который называл это устройство «малый астролабон». Первые дошедшие до нас трактаты об астролябии принадлежат философам и богословам Синезию (IV—V века н. э.), Иоанну Филопону (VI век н. э.), Северу Себохту (VII век н. э.)

Учёные исламского Востока усовершенствовали астролябию и стали применять её не только для определения времени и продолжительности дня и ночи, но также для осуществления некоторых математических вычислений и для астрологических предсказаний. Известно немало сочинений средневековых исламских авторов о различных конструкциях и применении астролябии. Таковы книги ал-Хорезми, аль-Астурлаби, аз-Заркали, ас-Сиджизи, ал-Фаргани, ас-Суфи, ал-Бируни, Насир ад-Дина ат-Туси и др. В XVIII в. руководство по применению астролябии пишет Исмаил Эфенди.

С XII века астролябии становятся известны в Западной Европе, где вначале использовали арабские инструменты, а позднее стали изготавливать свои по арабским образцам. В XIV в. широкой популярностью пользовались трактаты по устройству астролябии, написанные знаменитым писателем Джеффри Чосером и византийским учёным Никифором Григорой.

Пика своей популярности в Европе астролябия достигла в эпоху Возрождения, в XV—XVI столетиях, она наряду с армиллярной сферой была одним из основных инструментальных средств астрономического образования. Знание астрономии считалось основой образования, а умение пользоваться астролябией было делом престижа и знаком соответствующей образованности

Европейские мастера, подобно своим предшественникам арабам, уделяли большое внимание художественному оформлению, так что астролябии стали предметом моды и коллекционирования при королевских дворах. В XVI веке их стали делать на основе собственных расчётов, чтобы применять в европейских широтах.

Одним из лучших инструментальщиков XVI века был фламандский мастер Гуалтерус Арсениус. Его астролябии отличались точностью и изяществом форм, поэтому разные знатные особы заказывали ему их изготовление. Одна из них, изготовленная Арсениусом в 1568 году и принадлежавшая в своё время австрийскому полководцу Альбрехту фон Валленштейну, хранится ныне в Музее М. В. Ломоносова.

Современным потомком астролябии является планисфера — подвижная карта звёздного неба, используемая в учебных целях.

Восточные мудрецы

История развития астрономии в период раннего Средневековья стала разворачиваться на территории Связано это было с гонениями ученых со стороны церкви, с приписыванием инструментам, подобным астролябии, сатанинского происхождения.

Арабы усовершенствовали прибор, стали применять его не только для определения местоположения звезд и ориентации на местности, но и как измеритель времени, инструмент для некоторых математических вычислений, источник астрологических предсказаний. Мудрость Востока и Запада слилась воедино, результатом стал прибор астролябия, объединивший в себе европейское наследие с арабской мыслью.

Смена дизайна и модернизация

В эпоху Возрождения отмечается максимальная популярность астролябии. Она активно применялась во время преподавания астрономии в университетах, а получить образование в области этой науки было престижно в те времена. Студенты детально изучали инструмент, обязаны были знать все тонкости его использования на практике, делать необходимые замеры.

Европейские мастера много времени проводили над художественным оформлением прибора. Вскоре он стал приравниваться к дорогостоящему антиквариату, талисману. Преуспевающие и богатые люди стремились заполучить устройства в личные коллекции, изготавливали их по индивидуальным заказам. Так они демонстрировали высокое положение в обществе и прекрасный вкус.

С наступлением XVI века астролябия претерпела очередные изменения. Как позже объяснили специалисты, прибор на протяжении веков не полностью дорабатывался, не был приспособлен к эксплуатации в европейских широтах. Он скорее был похож на дорогостоящую игрушку или сувенир и не выполнял функции измерительного устройства или компаса.

Астролябия

Астролябия была сложным и точным инструментом. С его помощью можно было определить дату, время (когда небо было чистым), положение звезд, прохождение зодиака, широту на земной поверхности, приливы и основные геодезические данные

Следует проявлять осторожность, чтобы не упустить астрологические аспекты; как и любая мистическая интерпретация, астрологическая терминология использовалась для того, что сегодня было бы признано астрономией. Определение того, когда солнце входит в дом (или знак) зодиака, было точным определением календаря.

Скит сделал несколько набросков для сопровождения своего издания:

Звезды, перечисленные на краю сетки рисунков в Трактате , даны ниже с их современными названиями:

Имя на Рете Современное обозначение
Алкаб Йота Возничего
Альфета Альфа Корона Бореалис
Альрамих Арктур
Alkaid Эта большая медведица
К.Аласад Альфа Леонис
Альгомиса Процион
Альхабор Сириус
Алгул Бета Персей
Alnath Бета Таури
Маркаб Альфа Пегаса
Альрадиф Дельта Цефеи
Алнасир Альфа Андромеды

Приложения

Ксилография XVI века, на которой измеряется высота здания с помощью астролябии.

Астроном 10-го века пришел к выводу, что существует около 1000 применений для различных функций астролябии, от астрологических, астрономических и религиозных до сезонных и суточных хронометражных таблиц и таблиц приливов и отливов. Во время их использования астрология считалась такой же серьезной наукой, как и астрономия, и их изучение шло рука об руку. Астрономический интерес варьировался от народной астрономии (доисламской традиции в Аравии), которая занималась астрономическими и сезонными наблюдениями, и математической астрономией, которая использовалась для интеллектуальной практики и точных вычислений, основанных на астрономических наблюдениях. Что касается религиозной функциональности астролябии, требования времени исламской молитвы должны были быть астрономически определены, чтобы обеспечить точное ежедневное время, и кибла , направление Мекки, в котором должны молиться мусульмане, также могла быть определена с помощью этого устройства. В дополнение к этому, лунный календарь , основанный на расчетах астролябии, имел большое значение для религии ислама, поскольку он определяет даты важных религиозных праздников, таких как Рамадан .

Эффективное устройство для расчетов

Технический прогресс, а также возрастающая сложность задач оказали влияние на эволюцию оптико-механических приборов, в том числе на оптический квадрант – инструмент, где угломер совмещен с уровнем. Такое средство измерения состоит из надежного корпуса, составных элементов, оптики. Его функциональность основана на том, что горизонтальная линия независимо от степени отклонении основания задается при помощи продольного уровня цилиндрической формы. Определение выполняется при помощи расчетной системы прозрачного лимба из стекла. Как правильно пользоваться квадрантом определенной модели, можно узнать из паспорта инструмента.

Современные производители выпускают три вида оптических квадрантов, обладающие разными ценами делений – 2, 10, 60, которые позволяют выполнять измерения с большей точностью, чем устройства древнейших предшественников.

СТЕННОЙ КВАДРАНТ

В числе прототипов современных угломерных инструментов – квадрант. Его неподвижную конструкцию сооружали для астрономических исследований на стенах обсерваторий, как правило, в одной плоскости с меридианом. В средние века таким образом измеряли высоту планет над горизонтом при помощи градуированной дуги.

Такие изделия были громоздкими, но сложность их возведения вознаграждалась точностью результатов. История сохранила такие огромные настенные квадранты, которые использовали в странах Востока известные ученые ал-Бируни, Насир ад-Дина ат-Туси, Улугбека. Позже их заменили меридианными кругами.

КВАДРАНТ МЕХАНИЧЕСКИЙ

Измерения в дооптрической астрономии проводились механическими угломерными инструментами. Конструкции таких моделей основывались на формировании отвесной линии, получаемой при помощи струны, отягощенной грузом, или специального стержня.

Груз крепился на конец струны. Если струна располагалась вертикально, его могли поместить в воду или масло, чтобы повысить точность результатов. Современные геодезисты редко используют механический квадрант, предпочитая вести расчеты при помощи оптических и лазерных моделей.

Устройство астролябии[править | править код]

Схематическое устройство астролябии. Роль паука здесь выполняет прозрачная пластина с картой звёздного неба.

Основой классической астролябии служит «тарелка» — круглая деталь с высоким бортом и подвесным кольцом для точной нивелировки прибора относительно горизонта. Внешний лимб тарелки имеет шкалу, оцифрованную в градусах и в часах.

В эту «тарелку» вложен «тимпан» — круглый плоский диск, на поверхности которого нанесены в стереографической проекции точки и линии небесной сферы, сохраняющиеся при её суточном вращении: это находящийся в центре тимпана полюс мира и концентрические с ним окружности небесного экватора, северного тропика и южного тропика (который обычно служил границей тимпана); затем — прямая вертикальная линия небесного меридиана; наконец, горизонт, его параллели («альмукантараты»), точка зенита и проходящие через неё азимутальные круги. Положение горизонта и зенита будет разным для разных широт места наблюдения, поэтому для наблюдений, производимых в разных широтах, должны быть изготовлены разные тимпаны.

На тимпан накладывается «паук» — круглая фигурная решётка, на которой в этой же стереографической проекции с помощью изогнутых стрелок указано расположение самых ярких звёзд, расположенных севернее южного тропика. На «пауке» обозначен также зодиакальный круг со шкалой, показывающей годовое движение Солнца по эклиптике. Шкала некоторых астролябий отражает даже неравномерность этого годового движения.

Удобство применения стереографической проекции в астролябии состоит в том, что в этой проекции все окружности на сфере отображаются в окружности или прямые на плоскости; но прямые и окружности проще всего строятся и гравируются при изготовлении тимпана и паука. Альмукантараты образуют на тимпане гиперболический пучок окружностей, азимутальные линии — сопряжённый с ним эллиптический пучок окружностей.

Всё скрепляется осью, проходящей через центральные отверстия перечисленных деталей. На этой же оси с тыльной стороны тарелки крепится алидада — визирная линейка с диоптрами. На тыльной стороне нанесена круговая градусная шкала, по которой производятся визирные отсчёты. Здесь также могут находиться разнообразные номографические шкалы, такие как шкала тангенсов («прямая тень», umbra recta) и котангенсов («обратная тень», umbra versa), шкала для пересчёта равных часов, возникающих при делении суток на 24 части, в так называемые «неравные часы», шкала для определения киблы и т. д.

Родом из античности

В ту эпоху было несколько видов подобных инструментов, они еще не совсем были похожи на астролябии более поздних эпох. В своем более или менее современном виде этот инструмент был сделан Теоном. Это произошло уже в нашу эру, в четвертом веке. К той же эпохе относятся трактаты об этом инструменте. Астролябия служила инструментом для определения времени.

Из Греции прибор попал на Восток. Арабские ученые использовали его не только для астрономических, но и для математических целей. В Западной Европе во времена крестоносцев использовались арабские астролябии. Затем европейцы начали сами делать такие инструменты. Появились и научные труды. Один из трактатов написал великий английский Джеффри Чосер.

История появления

Первая астролябия была найдена на территории Древней Греции. О ней рассказал Витрувий в работе «Десять книг об архитектуре», называя неопознанным пауком. Ученый называл устройство необычным. Люди, видевшие его своими глазами, отзывались о нем как о божественном артефакте. Первыми авторами, которые создали трактаты про устройство прибора, были известные философы:

  • Север Себохт;
  • Синезия;
  • Иоанн Филопон.

Из утверждений Витрувия следует, что морскую астролябию впервые придумал астроном Евдокс. Существует и другая версия, согласно которой труды принадлежат Аполлонию. Есть также мнение, что прибор для работы с небесными телами изготовила Марьям аль Астроляби.

Конструктивно прибор очень сложный и непонятный и в настоящее время вызывает массу вопросов у специалистов. Первые его вариации имели круглую форму и складывались из множества пазов с шестеренками и мелкими деталями. В центральной части располагался большой барабан, на нем подробно расписывался весь зодиакальный круг. Из альтернативной версии Клавдия Птолемея следует, что изделие имело сходство с армиллярной сферой.

Подробно о квадранте оптическом

Производители оборудования для инженерной геодезии и строительства выпускают разнообразные модификации средств измерения. Для расчетов можно использовать модель:

  • механическую, где отвесную линию формирует стержень или струна с грузом,
  • оптическую, оснащенную визирной трубкой,
  • лазерную с видимым лучом в области спектра красного цвета.

Современный инструмент может быть дополнен различными приспособлениями и дополнительными деталями для повышения функциональности. Есть комбинированные модели, где сочетаются возможности оптики и лазера. Они отличаются:

  • легкостью веса,
  • компактностью размеров,
  • влагостойкостью,
  • эффективной защитой от пыли и перепадов температуры.

Одними из лучших в сегменте угломерных инструментов считаются оптические модели, обладающие отличным качеством, надежной конструкцией.

Спасибо арабскому Востоку

Арабы подхватили идею астролябии и возвели практику её изготовления и использования на очень высокий уровень. Этот универсальный инструмент распространился по всему восточному миру и проник в Европу. Но не все мусульманские традиции были востребованы, так что европейские мастера слегка модифицировали астролябию. Сегодня мы можем чётко разделить все сохранившиеся приборы на восточные и западные.

Примером восточного инструмента может служить большая, покрытая лаком деревянная астролябия из Эрмитажа (отдел Востока). Автору посчастливилось исследовать её вместе с другими астролябиями Эрмитажа в 2015 году.

Её корпус и алидада изготовлены из дерева — это исключение из правила. Обычно астролябии делались из латуни — сплава меди и цинка, прозванного «вечным» за свою износостойкость. В данном случае мастер выбрал дерево, чтобы изготовить лёгкий инструмент гигантского размера — диаметром 435 мм. Если бы использовался металл, астролябия была бы неподъёмной.

Чего добивался мастер, создавая столь крупногабаритный прибор? Как минимум двух целей: хотел повысить точность операций и сделать астролябию достойной высокого заказчика. Заказчик поименован в надписи на инструменте: «По указанию его превосходительства Ага Канбара Али, могущественного служителя царствующего Хакана, для снискания его высокого покровительства, эта астролябия изготовлена грешным рабом Мухаммадом Каримом». Коллеги из Тегерана помогли узнать, что этот высокопоставленный Ага Канбар Али был главным казначеем двора.

История каждого инструмента интересна сама по себе. Деревянная астролябия была изготовлена в Иране в 1720 году, незадолго до того, как последнего сефевидского правителя Солтана Хусейна I смело афганское вторжение.

В Россию астролябия попала как трофей после одной из русско-турецких войн конца XVIII — начала XIX века. Это могло произойти, например, когда в ходе морского сражения близ Афона в 1807 году был захвачен один из флагманских кораблей командующего флотом Османской империи Сейита Али.

Надписи на этой астролябии выполнены на персидском (в основном) и арабском языках — вся поверхность покрыта вязью! Мастер подписал числовые значения не цифрами, а прописью. То есть там, где нам привычнее видеть, например, 21°45′, он написал словами: «двадцать один градус сорок пять минут». И так повсюду.

В астрономическом отношении самый интересный элемент астролябии — её паук, ажурная решётка на лицевой стороне. Она, как и положено, изготовлена из латуни. Среди листьев диковинных растений здесь скрываются, сами похожие на листья, указатели звёзд. Автор насчитал 22 звезды из числа наиболее ярких.

Эта астролябия помогла отгадать давнишнюю загадку — установить значение распространённой в Средние века восточной единицы длины фарсаха (фарсанга). Прежде его пытались выразить через «естественные» величины. Например, расстояние, на котором можно разглядеть силуэт верблюда в пустыне — около шести километров. Понятно, что индивидуальные свойства зрения делают это определение слишком неточным. Согласно другим источникам, звуки барабана в пустыне слышны за один фарсах. Или же фарсах — это расстояние, которое может на полной скорости проскакать всадник, не загнав лошадь. Значения колебались от 5,7 до 9,4 км. Большая деревянная астролябия внесла ясность в этот вопрос.

Дело в том, что непременным элементом восточных астролябий была таблица городов со значениями их координат. Таблица наносилась на донышко корпуса, так что увидеть её можно лишь разобрав астролябию, что и было сделано.

На дне корпуса обнаружились координаты в общей сложности 94 городов. Для каждого из них даны название, широта, долгота, азимут направления на Мекку, так называемая кибла. Отдельно указана сторона горизонта, где искать киблу. Пятый, самый ценный параметр, — это расстояние до Мекки, измеренное в фарсахах вдоль тогдашних дорог и караванных путей. Наличие такого параметра в астролябии — большая редкость.

Инструмент, похожий на наш, хранится в Британском музее в Лондоне. Его данные были прочитаны ещё полтора века назад. Однако до сих пор никто не догадался проделать такое простое действие — сравнить эти расстояния с современными, которые легко получить с помощью, например, интернет-сервиса Google Maps.

Предположим, что современные дороги не особо сильно отклоняются от древних караванных путей. Если в каком-то направлении сильно, статистика это выявит. В итоге было установлено среднее значение фарсаха — 7,5 км со средним квадратическим отклонением 0,35 км, то есть всего 5%! Совсем неплохо, ведь исходные таблицы датируются XIV веком. Хотелось бы узнать, как удавалось в те времена так точно измерять расстояния.

Популярность и смена дизайна

Пик популярности устройства приходится на эпоху Возрождения. Именно оно использовалось во время астрономического образования студентов. На тот момент получить знания в области астрономии было очень престижным делом. При этом каждый учащийся обязан был знать, как пользоваться заветной астролябией.

В то время европейские мастера уделяли много внимания художественному оформлению устройства. Поэтому данный предмет стал синонимом талисмана и антиквариата. Многие состоятельные люди старались приобрести устройство и добавить его в свою коллекцию астролябий. Это было делом чести, говорило о прекрасном вкусе и указывало на высокое положение в обществе.

Астролябия и ее назначение

Издревле людям стали требоваться устройства, помогающие ориентироваться в пространстве. Они были необходимы мореплавателям, путешественникам, священнослужителям, торговцам, чтобы возвращаться домой из дальних странствий, астрономам для изучения небесных светил, координат объектов.

Древние астрономы назвали астролябией прибор для измерения широты и долготы точки нахождения объектов, небесных светил. Он давал возможность определить высоту расположения звезд, Солнца над поверхностью планеты Земля, а также, благодаря полученным данным, рассчитать местоположение. В путешествиях такое изделие служило единственным ориентиром для определения координат, времени суток. Говоря кратко, астролябия стала одним из старейших средств измерения, придуманных людьми еще в античные времена.

Навигация

Варианты
expanded
collapsed

Ещё
expanded
collapsed

На других языках

  • Afrikaans
  • العربية
  • Asturianu
  • Azərbaycanca
  • Беларуская
  • Български
  • বাংলা
  • Bosanski
  • Català
  • کوردی
  • Čeština
  • Dansk
  • Deutsch
  • Ελληνικά
  • English
  • Esperanto
  • Español
  • Eesti
  • Euskara
  • فارسی
  • Suomi
  • Français
  • Gaeilge
  • Galego
  • עברית
  • हिन्दी
  • Hrvatski
  • Magyar
  • Հայերեն
  • Interlingua
  • Bahasa Indonesia
  • Ido
  • Italiano
  • 日本語
  • ქართული
  • Қазақша
  • 한국어
  • Kurdî
  • Lëtzebuergesch
  • Lietuvių
  • Latviešu
  • മലയാളം
  • Bahasa Melayu
  • Nederlands
  • Norsk nynorsk
  • Norsk bokmål
  • Occitan
  • Polski
  • پنجابی
  • Português
  • Română
  • Srpskohrvatski / српскохрватски
  • Simple English
  • Slovenčina
  • Slovenščina
  • Српски / srpski
  • Svenska
  • Тоҷикӣ
  • Türkçe
  • Українська
  • اردو
  • Oʻzbekcha/ўзбекча
  • Tiếng Việt
  • Winaray
  • 吴语
  • IsiXhosa
  • 中文
  • 粵語

Основные виды

Астролябия представлена несколькими вариациями, которые пользовались популярностью в тот или иной период. Принято выделять наиболее распространенные типы инструментов:

  • совершенные;
  • челнообразные;
  • сферические;
  • универсальные;
  • морские;
  • линейные;
  • наблюдательные.

Отличительная черта челнообразного прибора заключается в наличии среднего и центрального диска. На круге, идущем вторым по размеру, присутствуют звездные значения и эклиптические отметки. В подвижной зоне имеется точка горизонта с альмукантаратом.

Интересным оказалось устройство, созданное ал-Ходжанди. За точку отсчета была взята центральная зона равновесия. Сферическая гарнитура напоминала сферу. Линейная астролябия стала результатом трудов Шарафа ад-Дин ат-Туси. Внешне такой инструмент похож на стержень, на котором присутствуют визирные нити и шкала. В XV веке появилось морское приспособление, приравнивающееся к наблюдательному прибору и помогающее ориентироваться на местности.

Астролябия является сложным и замысловатым прибором. Над его созданием и совершенствованием на протяжении веков трудились самые умелые мастера. В настоящее время он используется на практике. Об этом необходимо кратко написать в презентации или докладе по геометрии в средних классах, а также при необходимости приложить рисунок.

Строительство

Астролябия состоит из диска, называемого матерью (матерью), который достаточно глубок, чтобы удерживать одну или несколько плоских пластин, называемых тимпанами или климатами . Tympan производится для конкретной широты и выгравирован стереографической проекции из кругов , обозначающих азимута и высоты и представляющие часть небесной сферы над местным горизонтом. Обод материала обычно градуируется по часам , градусам дуги или и тем, и другим.

Над матерью и барабанной перепонкой свободно вращается сетка , каркас с проекцией плоскости эклиптики и несколькими указателями, указывающими положение самых ярких звезд . Эти указатели часто являются простыми точками, но в зависимости от навыков мастера могут быть очень сложными и художественными. Есть примеры астролябий с художественными указателями в форме шаров, звезд, змей, рук, голов собак и листьев. Названия указанных звезд часто наносились на указатели на арабском или латинском языке. Некоторые астролябии имеют узкую линейку или метку, которая вращается над сеткой и может быть отмечена шкалой склонений .

Сетчатка, изображающая небо , функционирует как звездная карта . Когда он вращается, звезды и эклиптика перемещаются по проекции координат на барабане. Один полный оборот соответствует прохождению дня. Следовательно, астролябия является предшественником современной планисферы .

На обратной стороне материи часто выгравировано несколько шкал, которые можно использовать в различных приложениях астролябии. Они варьируются от дизайнера к дизайнеру, но могут включать в себя кривые для преобразования времени, календарь для преобразования дня месяца в положение солнца на эклиптике, тригонометрические шкалы и градуировку на 360 градусов по заднему краю. К тыльной стороне прикрепляется алидада . Алидаду можно увидеть в правом нижнем углу персидской астролябии выше. Когда астролябия удерживается вертикально, алидада может вращаться и солнце или звезда видны по ее длине, так что ее высоту в градусах можно считать («снять») с градуированного края астролябии; отсюда и греческие корни слова: «astron» (ἄστρον) = звезда + «lab-» (λαβ-) = брать.

Теневой квадрат также появляется на обратной стороне некоторых астролябий, разработанных мусульманскими астрологами в 9 веке, тогда как устройства древнегреческой традиции имели только шкалу высоты на задней стороне устройств. Это использовалось для преобразования длины тени и высоты солнца, использование которых было различным: от съемки до измерения недоступных высот.

Устройства обычно подписывались их изготовителем с надписью, появляющейся на обратной стороне астролябии, и если у объекта был покровитель, его имя было бы написано на лицевой стороне, или, в некоторых случаях, имя правящего султана или Учитель астролябиста также был обнаружен с надписью в этом месте. Дата постройки астролябии также часто подписывалась, что позволило историкам определить, что эти устройства являются вторым старейшим научным инструментом в мире. Надписи на астролябиях также позволили историкам сделать вывод, что астрономы имели тенденцию создавать свои собственные астролябии, но многие из них также делались на заказ и хранились на складе для продажи, что свидетельствует о существовании современного рынка для этих устройств.

Строительство астролябий

Окутанная тайной

Астролябия, так или иначе, проскальзывает во многих легендах и мистических событиях прошлого. Так, арабский этап ее истории подарил миру миф о вероломном султане и ученых способностях придворного астролога Бируни. Правитель, по скрытой в веках причине ополчившийся на своего предсказателя, решил с помощью хитрости избавиться от него. Астролог должен был точно указать, каким выходом из зала воспользуется его хозяин, или же понести справедливое наказание. В своих вычислениях Бируни воспользовался астролябией и, записав результат на клочок бумаги, спрятал его под ковер. Хитрый султан приказал слугам вырубить в стене проход и вышел через него. Вернувшись, он открыл бумагу с предсказанием и прочел там сообщение, предугадывавшее все его действия. Бируни был оправдан и отпущен.

Развернуть сферу на плоскость

Так что же это за инструмент? Теория планисферной астролябии была разработана ещё в III веке до нашей эры. Древнегреческий математик Аполлоний Пергский придумал, как изобразить сферу на плоской поверхности, — иными словами, «развернуть» её. Любой круг небесной сферы, например круг зодиака, при планисферном проецировании оставался кругом и на плоскости

Второе важное свойство этой проекции — сохранение углов на сфере и на плоскости

Трудно сказать, когда эта красивая теория была воплощена в металле, то есть когда была изготовлена первая астролябия, но в IV веке нашей эры такой прибор уже точно существовал. Создал его, скорее всего, Теон Александрийский.

Его астролябия, как и все последующие, включала следующие основные части:

  • корпус с углублением и подвесом — каркас всего инструмента;
  • тимпаны, представлявшие собой местную (горизонтальную) систему координат наблюдателя; они содержали линии горизонта, меридиана, круги равных высот и азимутов; каждая сторона тимпана предназначалась для использования на одной конкретной широте; тимпанов могло быть от одного до десяти;
  • паук — систему небесных (экваториальных) координат, которая включала полюс мира, круг зодиака, тропик Козерога, иногда круг небесного экватора и, самое главное, набор звёзд, положение которых фиксировалось остриями-указателями;
  • алидаду с визирами — приспособление для наблюдения звёзд ночью и Солнца днём; эти наблюдения были основой для вычисления времени и решения некоторых астрономических задач.

Конструкция скреплялась осью, а ось фиксировалась шплинтом (в восточных астролябиях он назывался «лошадкой») или винтом (в западных инструментах). В соответствии с птолемеевой системой мира, Земля (тимпаны) была неподвижна, а небеса (паук) находились в движении.

Чтобы воспользоваться прибором, прежде всего нужно было найти на небе одну из ярких звёзд, указатель которой присутствовал на пауке астролябии. Затем с помощью алидады измерить высоту звезды. Дальше вращением паука указатель совмещали с линией измеренной высоты (линию искали на тимпане, который виден в прорези паука). После чего можно было считать, что на астролябии восстановлен текущий вид звёздного неба. Это построение служило базисом для решения многочисленных, не только астрономических задач. Например, этот прибор использовался для определения времени и продолжительности дня, математических вычислений и астрологических предсказаний.

Одна из загадок, над которой сейчас ломают голову историки науки, — это так называемый антикитерский механизм. Он был поднят со дна Эгейского моря вблизи острова Антикитера в 1901 году. Вначале решили, что это астролябия, но прибор оказался намного сложнее. Антикитерский механизм содержал 32 шестерёнки и позволял рассчитывать не менее 42 астрономических явлений. Об этом узнали, когда просветили механизм рентгеновскими лучами. Но главное, он изготовлен за пятьсот лет до того, как Теон Александрийский впервые описал астролябию.

Почему технология изготовления таких устройств не получила развития? Не исключено, что грекам была известна и более простая версия — планисферная астролябия. Но самые древние из сохранившихся инструментов датируются VIII–IX веками. Почему в музеях нет более ранних астролябий? Возможно, ответы на эти вопросы стоит искать на дне Эгейского моря, где покоятся сотни античных кораблей.

Устройство астролябии

Вне зависимости от вида, астролябии имеют в своем основании одинаковый принцип устройства, который подразумевает наличие:

  • Оси – соединительного элемента, являющегося винтом;
  • Линейки – указывающего элемента, который отсчитывает склонения небесных тел;
  • Паука – ажурной части конструкции с отображением положения основных точек и кругов небесной сферы, в том числе звезд;
  • Тимпанов – сменных дисков, закрепляемых в корпусе прибора, ориентированных на широту местности;
  • Корпуса –  лимбов с градусной разметкой и углублений для помещения в него тимпанов и паука;
  • Лимбы – измерительного элемента, размеченного по градусам и с равномерно сложными делениями;
  • Алидады – части прибора, которая выполняет измерительную функцию в наблюдениях, и результаты вычислений которой отображаются  на оборотной стороне астролябии;
  • Подвеса – элемента крепежа;
  • Трона – элемента, соединяющего подвес и кольцо в вертикальном положении в верхней части инструмента для измерения положения небесных тел;
  • Кольца – отвеса;
  • Гайки – элемента, прикрепляющегося к винту;
  • Визиря – видоискателя, через который смотрят на нужный объект.


Схема строения (составные части) астролябии. Изображение: https://pikabu.ru/story/astrolyabiya_chto_yeto_takoe_6873181

литература

  • Вернер Бергманн: инновации в квадривиуме 10-го и 11-го веков. Исследования о введении астролябии и абака в латинское средневековье (= Архив Sudhoffs. Приложение 26). Steiner, Stuttgart 1985, ISBN 3-515-04148-6 (также кандидатская диссертация Universität Bochum 1985).
  • Арианна Боррелли: аспекты астролябии. «Architectonica ratio» в Европе десятого и одиннадцатого веков (= Sudhoffs Archiv. Приложение 57; История науки ). Steiner, Штутгарт, 2008 г., ISBN 978-3-515-09129-9 ( диссертация в Техническом университете Брауншвейга , 2006 г., английский язык).
  • Арно Борст: Астролябия и реформа монастырей на рубеже тысячелетий (= доклады заседаний Гейдельбергской академии наук, философско-исторический класс. 1989 год, № 1). Гейдельберг 1989, ISBN 3-533-04146-8 .
  • Мартин Брунольд: Медное небо. Путеводитель по астролябии. Institut l’Homme et le Temps, Ла-Шо-де-Фон 2001, ISBN 2-940088-11-X .
  • Мартин Брунольд: Астролябия. В: Cartographica Helvetica. 23, 2001, , с. 19-25.
  • Раймон д’Олландер: L’astrolabe: история, теория и практика . Institut océanographique, Париж, 1999, ISBN 2-903581-19-3 (французский).
  • Готфрид Герстбах : Вклад в оптимизацию наблюдений за астролябиями. В кн . : Геонаучные коммуникации. 7, 1976, , с. 103-134.
  • Иоганн Хюгин: Астролябия и часы. Кемптер, Ульм, 1978, ISBN 3-921348-23-4 . (Введение в астролябию на немецком языке).
  • Эдвард С. Кеннеди, П. Куницш, Р. Лорч (ред.): Астролябия в форме дыни в арабской астрономии (= Boethius . Volume 43). Steiner, Штутгарт 1999, ISBN 3-515-07561-5 (английский, арабский).
  • Дэвид А. Кинг: Астролябия из средневековой Европы (= Серия сборников исследований Variorum . Том 977). Ashgate, Фарнхэм 2011, ISBN 978-1-4094-2593-9 (английский).
  • Людвиг Майер: Рай на земле. Мир планетариев. Амброзиус Барт, Лейпциг / Гейдельберг, 1992, ISBN 3-335-00279-2 .
  • Анри Мишель: Traité de l’astrolabe. Готье-Виллар, Париж, 1947. (Повторное впечатление на факсимиле: Бриё, Париж, 1976).
  • Анри Мишель, Поль Адольф Кирхфогель (редактор и переводчик): Измерение во времени и пространстве: измерительные инструменты 5 веков. Belser, Stuttgart 1965 (первоначальное название: Instruments des Sciences dans l’art et l’histoire ), .
  • Джеймс Э. Моррисон: Астролябия. Янус, Рехобот-Бич, Делавэр 2007, ISBN 978-0-939320-30-1 .
  • Национальный морской музей, Гринвич: Planispheric Astrolabe. Национальный морской музей — Департамент навигации и астрономии, Гринвич, 1976 г.
  • Гюнтер Остман : История, конструкция и применение астролябии в циферблатах астрономических часов. Опубликовано Международным музеем часового искусства Ла Шо-де-Фон. Афина, Оберхаузен / издание Institut l’Homme et le Temps, La Chaux-de-Fonds 2014, ISBN 978-3-89896-572-9 .
  • Иоаннес Филопон: De usu astrolabii eiusque constructione / Об использовании астролябии и ее изготовлении. Под редакцией Альфреда Штюкельбергера. de Gruyter, Берлин 2015, ISBN 978-3-11-040277-3 .
  • Буркхард Штауц: коллекции астролябий Немецкого музея и Баварского национального музея (=  Немецкий музей — трактаты и отчеты. NF. Volume 12). Ольденбург, Мюнхен 1999, ISBN 3-486-26479-6 .
  • Буркхард Стаутц: Исследования математико-астрономических представлений на средневековых астролябиях исламского и европейского происхождения. Издательство истории естествознания и техники, Bassum 1997, ISBN 3-928186-29-9 (диссертация Университета Франкфурта-на-Майне, 1995 г.).
  • Иоахим Визенбах: Вильгельм фон Хирсау, астролябия и астрономия в 11 веке. В: Клаус Шрайнер (аранжировка): Хирсау. Св. Петра и Павла (2 части; =  исследования и отчеты по археологии в Баден-Вюртемберге. Том 10). Штутгарт 1991, ISBN 3-8062-0902-2 , том 2, стр. 109-156.