Ложка, рыба и игла: как много раз изобретали компас
Наша сегодняшняя история расскажет, как изобретали самый простой, самый проблемный и притом самый важный навигационный прибор.
Статьи в нашей новой серии подготовлены с помощью специалистов по интеллектуальной собственности Евгения Пена, предпринимателя (создал первый в России сервис цифрового депонирования ЕДРИД и Максима Дышлюка, юриста, создателя и руководителя "Национального центра интеллектуального капитала" (НЦИК), авторов бестселлера "Дело нашего ума".
Много историй о великих изобретениях, в том числе в сфере судостроения, приходится начинать с "мэйд ин Чайна", но тут уж из песни слов не выкинешь. История компаса как навигационного прибора тоже начинается в Поднебесной.
Представьте себе: кто-то когда-то (история умалчивает, кто именно этот гений) заметил, что некоторые камешки ведут себя очень странно – как будто их тянет к невидимому магниту на севере. Так человечество обнаружило минерал магнетит.
И понеслось! Китайцы по доброй традиции первыми сообразили, как использовать эту штуку примерно в 1100 году (молодцы, ребята). Европейцы подтянулись к 1187-му (лучше поздно, чем никогда), арабы – к 1220-му, а скандинавы, видимо, решили поспать подольше и присоединились только к 1300 году.
Есть и альтернативное мнение: компас и вообще свойства магнетита были освоены китайцами за 200 лет до нашей эры. Сторонники этой теории ссылаются, в частности, на слова Геродота: «Я не хочу ведь упоминать сказание об Абарисе, который, как говорят, также был гипербореем: он странствовал по всей земле со стрелкой в руке…».
Однако именно первые описания компасов как навигационных приборов дошли до нас с IX века.
До этого великого открытия морякам приходилось по совместительству подрабатывать астрономами и звездочетами (может, заодно и астрологами, кто знает) – они ориентировались по солнцу днем и по звездам ночью. Ну и, конечно, по ветру, который, как верный друг, указывал путь. Но представьте их радость, когда появился компас! Теперь даже в пасмурную, безветренную и беззвездную погоду можно было понять, куда плыть, а не гадать "направо пойдёшь..."
Но вернемся к компасам тех лет. Стрелка первого в мире компаса, имевшего, кстати говоря, вид ложки, установленной на полированную поверхность с астрологическими обозначениями, указывала не на север, а строго на юг. Ну как – "строго". Было множество вопросов к качеству показаний этого прибора. Но, думали китайцы тех лет, мы же только начали. Будем совершенствовать наш компас дальше. Назывался он, кстати, "лопань", а разновидность в виде ложки – "сынань".
Модель китайского компаса-ложки периода династии Хань (компас сынань). Источник: Wikipedia.org, CC BY-SA 3.0
Следующие компасы стали плавать в воде. Вода стабилизировала качку, что также было прообразом созданных позже компасов с жидкостным наполнением. В 1044 Цзэн Гунлян написал военный трактат и там впервые рассказал про магнитный компас. Потом другой ученый, Шэнь Ко, подхватил эту тему и описал еще два крутых изобретения. "Рыбка-южанка" – железная пластинка в форме рыбки, которую нагревали особым способом и пускали плавать в воде и "южная иголка" – обычную иголку натирали магнитом, и она начинала показывать направление. А в 1325 году некто Чэнь Юаньцзин рассказал еще о двух забавных штуках: деревянная рыбка с магнитом внутри (плавала в воде и носом показывала на юг) и деревянная черепашка с магнитным хвостиком (крутилась на бамбуковой палочке как юла). Кстати, про черепашку говорили, что ее придумали какие-то даосские маги-волшебники. Насчет волшебников не знаем, но эта черепашка-компас была очень похожа на современные компасы – такой себе древнекитайский прототип.
От китайцев компасы добрались до арабов. А от них, как предполагают, – в Европу. Случилось это примерно в XII веке. Что и предопределило наступление эпохи великих географических открытий: ведь теперь, имея на корабле приборы для определения направления, можно было смело отправляться хоть за океан. Но… тут начались проблемы.
Компас – такая, казалось бы, полезная штука, оказался штукой ненадежной. Он то ломался, то показывал непонятно куда, и никто толком не знал, почему так происходит. Люди долго думали, что компас всегда показывает точно на север. К 15 веку выяснилось, что он немножко врет. Оказывается, магнитный север (куда показывает стрелка) и настоящий географический север – это два разных места. У экватора разница небольшая, но чем ближе к полюсам – тем больше компас привирает. Когда появились железные корабли, вообще началось веселье. Пришлось учитывать, что весь этот металл вокруг сбивает компас с толку. Все это заставило инженеров поднапрячься. Внутри нактоуза, в который вмонтирован компас, стали помещать целый набор магнитов, чтобы скорректировать показания компаса.
В 1837 году британские моряки окончательно устали от этих фокусов и собрали специальную команду умных голов, чтобы разобраться, как сделать компасы на железных кораблях более надежными. А потом инженеры еще долго его улучшали, чтобы стрелка не дрожала от работающего двигателя и не сходила с ума при стрельбе из пушек.
Компас на музейном судне Меркатор. Перевод описания в путеводителе по музею: "Красная и зеленая сферы имеют разную массу. Они определяют разницу между географическим и магнитным Севером". Klaus-Dieter Keller. Источник: Wikipedia.org, CC BY-SA 3.0
К началу XX века об иглах и ложках забыли, зато рыбки и черепашки вошли в тренд: стали повсеместно распространены жидкостные магнитные компасы. Именно эту модель мы, перешедшие к навигации GPS и другим высокотехнологичным штукам, запомним в качестве классического магнитного компаса времен расцвета мореплавания.
Представьте себе чашку с водой и спиртом, в которой плавает специальный поплавок. К нему прикреплена круглая карточка с делениями (ее называют картушкой) и магнитные стрелочки. В новых моделях вместо стрелок часто используют кольцевой магнит – он спрятан внутри поплавка.
Сама карточка обычно сделана из пластика или слюды, на которой напечатаны все деления. Иногда встречаются и металлические карточки с дырочками-делениями. На карточке отмечены градусы от 0° до 359° (по часовой стрелке), причём 0° всегда указывает на север. Для удобства на ней также отмечены основные стороны света. Чтобы определить, где находятся разные объекты вокруг вас, компас дополняют специальным прибором для пеленга объектов.
А вот в России и СССР особо известна вариация прибора, известная как компас Адрианова. Владимир Николаевич Адрианов был выдающимся картографистом, и, кстати, автором герба СССР (да-да, того самого, со снопами, флагами и так далее). Его работы были поистине блестящи, он участвовал в составлении множества карт и атласов. Ну и, заодно, предложил одну из самых классических для глаза русского человека моделей сухопутного компаса.
Советский компас (компас Адрианова) со светомассой постоянного действия на стрелке и лимбе. Jean-Patrick Donzey. Источник: Wikipedia.org, CC BY-SA 3.0
О том, почему Китай до сих пор имеет самое большое число патентов в мире, и как вообще разные страны представлены на картах современных изобретений, можно узнать из отчетов Всемирной организации интеллектуальной собственности.
А вот подробнее о технологическом суверенитете Китая и других важных вещах в разрезе геополитики и интеллектуальной собственности Максим Дышлюк рассказывает на своем специальном курсе.
Текст: Антон Северный
Заглавное изображение: нейросеть