Примитивный человек знал поведение солнца изо дня в день и от года к году. Астрономы отметили дни равноденствий и солнцестояний

Гномон был инструментом поистине низкого происхождения. В самой примитивной форме это пастушеский посох, воткнутый в песок палаточный шест или любой другой стержень, дерево или вертикальная палка; отбрасывая тень, он тем самым указывает на солнце. Направление тени подсказывало пастуху или ростовщику время дня, а ее длина – время года. Для наблюдателя первое более очевидно, чем второе, но именно отношение длины гномона к длине отбрасываемой им тени было впервые применено в картографии и определило три первые широтные линии на карте. Равноденствие – когда день равен ночи – наступает дважды в год. Для обитателей Земли это середина между северным и южным пределами ежегодного солнечного паломничества по небесам. В дни равноденствия солнце встает на востоке и садится на западе; астрономы говорят, что в эти дни в полдень гномон на равноденственной линии не отбрасывает тени, так как солнце находится точно над головой. Равноденственная линия является одновременно и «экваториальной» – воображаемым большим кругом, проведенным под прямым углом к земной оси и разделяющим земной шар на Северное и Южное полушария. Астрономам это было известно давно, но долгое время этот факт никак не отражался на изготовлении карт в целом и на карте обитаемого мира в частности, поскольку район равноденственной, или экваториальной, линии считался непригодным для жизни, а значит, неинтересным для географов. Однако постепенно, с течением времени, географы и картографы позаимствовали у астрономов эту первую и самую понятную базовую линию. Можно назвать несколько неоспоримых ее достоинств. Во-первых, она делит земной шар геометрически очень аккуратно – пополам, перпендикулярно к земной оси, что не может не нравиться математическому сообществу. Во-вторых, ее удобно было использовать как базовую опорную линию, относительно которой можно было теоретически вычислять данные обитаемых районов земли, не покидая при этом пределов цивилизации. В-третьих, эта линия подарила человечеству стандартный день. День равноденствия – средний день в отношении продолжительности светлого времени. Песочные часы и клепсидры (водяные часы) градуировали на основе длины именно этого – равноденственного – дня от восхода до заката; на них отмечали часовые, получасовые и четвертьчасовые промежутки. В этот же день устанавливали и точно ориентировали солнечные часы. Несомненно, существовало немало способов определить день равноденствия – для этого не обязательно было доверяться календарю или использовать вычисления астрономов, которые вряд ли были широко известны. Для любого из практических методов достаточно было иметь под рукой гномон или солнечные часы.

Самая ранняя известная карта (сверху), обнаруженная в Нузи возле Киркука, датируется периодом династии Саргона Аккадского, примерно 2400–2200 гг. до н. э. Вавилонская табличка снизу – план местности, датированный VI или VII в. до н. э.

Вторая и третья параллели, нанесенные на сферическую Землю, тоже были тесно связаны с экваториальной, или равноденственной, линией; кроме того, они были буквально параллельны ей. Страбон и его «древние» называли их, вполне логично, летним и зимним тропиками, так как эти линии отмечали две крайние точки годового пути Солнца и соответствовали в обитаемом мире Страбона летнему и зимнему сезону. Для Страбона летний тропик соответствовал максимальной высоте солнца и самому длинному дню года в Северном полушарии – летнему солнцестоянию; в этот момент на большей части обитаемого мира стояла жара. Позже этот тропик назвали тропиком Рака, так как в день солнцестояния на небе впервые появлялся Рак (лат. Cancer), четвертый знак зодиака. И любой житель Сиены знал, что во время летнего солнцестояния солнце стоит точно над головой, а указатель солнечных часов и гномон не отбрасывают тени. В этом факте сходилось большинство астрономов; его подтверждали Плиний и Арриан, ибо в Сиене «есть еще колодец, который отмечает летний тропик, по той причине, что район этот лежит под кругом тропика и потому гномоны в полдень не отбрасывают тени; ибо если ехать из наших мест, я имею в виду Грецию, на юг, то именно в Сиене солнце впервые будет у нас над головой и… его лучи также падают в колодцы до самой воды, даже если колодцы эти очень глубоки; ибо мы сами стоим перпендикулярно земле, и колодцы тоже копают перпендикулярно ее поверхности». В любое другое время тень гномона в Сиене падала «в сторону тьмы» и Полярной звезды и никогда в сторону равноденственного круга; это означало, что Сиена лежит на северном пределе солнечного подъема. В других же местах между Сиеной и экватором тень гномона падала иногда в одну сторону, иногда в другую, в зависимости от времени года. Кроме того, в любом из этих мест два дня в году солнце бывало точно над головой, а гномон не отбрасывал тени, и еще несколько дней так только казалось.

«Мы изготовим десять карт для Европы; мы изготовим четыре карты для Африки; для Азии мы изготовим двенадцать карт, чтобы включить ее всю…» Из описания карт Клавдия Птолемея, составленного около 150 г. н. э.

Вторая параллель, лежащая в Южном полушарии, – зимний тропик – была известна лишь теоретически. Наблюдения солнца в период зимнего солнцестояния проводились с большого расстояния: никто из греков не бывал в тех местах и не мог увидеть, как солнце проходит прямо над головой, и убедиться, что гномон не отбрасывает на землю тени. Было замечено, однако, что в день зимнего солнцестояния на горизонте впервые появляется Козерог (лат. Capricorn) – десятый знак зодиака. Так и получилось, что в последующих дискуссиях о тропиках в связи с положением различных мест и определением широт изучали всегда только летний тропик, лежащий в пределах обитаемого мира. Стандартным показателем широты стала длительность самого долгого дня в году, выраженная в часах; о длительности же самого короткого дня ничего не говорилось. Множество споров вызывал и вопрос о том, где именно следует поместить эти три параллели по отношению к известным пунктам на Земле, а следовательно – и на карте. Проблемой было также выяснить положение промежуточных линий (параллелей), если они находились слишком далеко друг от друга, чтобы непосредственно измерить расстояние. Еще один вопрос: как далеко один от другого расположены тропики и каково расстояние от каждого из них до экватора?

Астрономам известны были ответы на эти вопросы, так как они составляли основу исследований эклиптики – воображаемого большого небесного круга, названного так потому, что именно на нем происходили солнечные и лунные затмения. Эклиптику определяют по-разному, причем каждое из определений описывает одно или несколько следствий того факта, что ось Земли расположена под углом к оси небесной сферы. Точно так же проекция земного экватора на небесную сферу не совпадает с небесным экватором, а образует на ней наклонную окружность[14]; следовательно, плоскость эклиптики наклонена по отношению к плоскости небесного экватора.