Древние изобретения - Торп Ник - Страница 113

Определение длительности года

В жизни людей солнце тоже играет важную роль, так как определяет смену времен года. Гораздо легче считать дни по лунным фазам, чем по солнечным (последние меньше и не так явно видны). Однако достаточно очевидно, что между повторением сезонных событий, таких как весенние приливы или долгий летний день, проходит время, немногим превышающее 350 дней. Не так трудно также определить с относительной точностью длительность года в днях.

Определение точной длительности года требует терпения и мастерства, а отнюдь не сложных приборов. Все, что необходимо, — это плоская горизонтальная поверхность, которую можно сделать на земле разными способами — используя уровень воды или на глаз. Единственным необходимым оборудованием является прямая палка, вертикально воткнутая в землю. Для проверки ее вертикальности может использоваться веревка с грузилом.

Как вычислить длительность года с помощью палки и нескольких камешков: обведите на земле площадку и укрепите вертикально колышек. Начиная утром, с конца лета, отмечайте с помощью гальки или любого другого маркера конец тени, отбрасываемой колышком. Сделайте в течение дня еще несколько отметок. Повторяйте этот процесс ежедневно. Кривая, полученная с помощью отметок, по мере прибывания дня будет постепенно удаляться от колышка, а затем начнет двигаться в обратную сторону. Эта тонка поворота (В) отмечает зимнее солнцестояние (самый короткий день года). Продолжайте строить кривые с помощью камешков, пока не будет достигнута другая точка обращения солнца (А), отмечающая летнее солнцестояние (самый длинный день в году). Подсчитайте число дней, которое укладывается на кривой при движении тени от А до В и обратно — их должно оказаться 365.

Сделав все это, гипотетический доисторический ученый мог затем экспериментально определить длительность года. Ежедневно с подъемом солнца колышек отбрасывал тень, конец которой до полудня постепенно перемещался к колышку, затем тень двигалась в другую сторону. Кривую, вычерчиваемую верхним концом катышка, отмечают на земле. По мере прохождения года эти кривые проходили как можно дальше от зимы (когда солнце отбрасывает самые длинные тени) и как можно ближе к лету (когда солнце стоит почти прямо над головой). Имея ряд подобных кривых (отмечаемых на земле камешками), терпеливый ученый доисторических времен мог легко подсчитать, что весь цикл (от самой короткой до самой длинной тени) занимает 365 дней. Он мог также точно определить, когда в году наступает самый длинный и самый короткий день (солнцестояния) и на какой день приходятся точки поворота между ними (равноденствия).

Этот сценарий недалек от истины. Совершенно естественно представить себе древнего человека, заинтригованного движением солнца по небу. Исследовать это явление древних людей вдохновляло простое наблюдение за тем, что деревья и шесты палаток отбрасывали зимой более длинные по сравнению с летом тени. В последующем эти наблюдения позволили египтянам изобрести первые хронометрические устройства (см. "Часы" в разделе Техника и технологии), а греческому географу Эратосфену точно определить окружность Земли (см. "Изготовление карт" в разделе Транспорт).

Кроме того, на очень раннем этапе истории человечество уже могло иметь точные знания как о лунных фазах, так и о продолжительности года, чтобы придумать удобный действующий календарь. Однако здесь-то и начинались настоящие трудности. Свойственная всем календарям проблема заключается в том, что наша на первый взгляд гармоничная солнечная система в действительности представляет собой абсолютную путаницу. Один оборот Земли вокруг своей оси означает один день, но 365 оборотов не равны времени, которое потребуется земному шару, чтобы пройти по орбите вокруг Солнца (то есть год). Это время составляет 365,242199 дня. Подобным же образом лунный месяц также не является круглой цифрой — он составляет 29,53059 дня. И в то время как, по грубому подсчету, в году 12 месяцев, они составляют всего 354,36706 дня — на 11 дней меньше, чем в солнечном году.

Стоит попытаться учесть все эти факторы в одной системе, и у вас заболит голова. Поэтому создание действующего календаря было одной из насущных проблем человечества.

Самый ранний календарь, о котором сохранилось письменное свидетельство, был изобретен шумерской цивилизацией Южного Ирака. Приблизительно к 3000 г. до н. э. шумеры придумали сравнительно простой календарь для двух сезонов (зимы и лета), делившийся на 12 месяцев по 29 или 30 дней каждый. Они регулировались по наблюдениям за луной; каждый новый месяц начинался вечером при исчезновении лунного серпа. Чтобы урегулировать разницу между сезонным и лунным годами, шумеры просто добавляли так называемый прибавленный месяц для согласования календаря с солнечным годом. Он вводился, когда нужно было, чтобы система совпадала с действительностью.

Этот метод прибавления, впервые засвидетельствованный у шумеров в XXI в. до н. э., остался (и все еще сохраняется в несколько иной форме) стандартным методом регулирования календаря. К этому времени шумеры ввели также формальный год из 360 дней, основанный на округлении лунного месяца до 30 дней, умноженных на 12. Это соответствовало их шестидесятичной системе счета (основанной на числе 60, в противоположность более широко распространенной и используемой в настоящее время десятичной системе, основанной на 10). Несмотря на то что сезонный год на 5 дней длиннее, год из 360 дней точно делится на 60 и поэтому стал основой для всей шумерской календарной и астрономической философии. Следуя примеру шумеров, мы все еше делим небо и фактически любой круг на 360 математических градусов.

Примерно в то же время, когда проводились эксперименты с шумерским календарем, за солнцем и луной велись тщательные наблюдения с огромного круга из грубо высеченных камней, сооруженного строителями мегалитов Западной Европы (См. "Морские путешественники эпохи мегалита" в разделе Транспорт). Эти места наблюдений, несомненно, были связаны с сельскохозяйственным календарем. Но предположения о том, что сложные программы астрономических наблюдений использовались для регулирования абсолютно точного календаря, неуместны. Они исходят от современных астрологов, убедивших себя в том, что древние ученые уже в далеком прошлом смогли решить интересующие их проблемы. Действительной функцией астрономических наблюдений на каменных кругах было, по всей вероятности, привлечение людей к религиозным обрядам. Крупнейший образец подобных сооружений — Стонхендж, где приблизительно за 2000 лет до н. э. был построен круг из массивных каменных блоков (весом до 50 тонн каждый), внутри которого находится каменная подкова с осью, направленной на восход солнца середины лета (летнее солнцестояние). Он являлся поистине впечатляющим зрелищем. Для наблюдателей, стоящих спиной к "каменному алтарю" и глядящих через открытый конец подковы, восходящее солнце обрамлялось двойным "окном", образованным тремя массивными камнями в кругу и двумя вертикальными блоками в качестве аллеи, по которой двигались наблюдающие.

В Древнем Китае пережившие века "гадательные кости", которыми пользовались правители династии Шан для предсказания будущего в XIV—XIII вв. до н. э., доказывают, что китайцы имели лунный календарь, похожий на шумерский. К 12 лунным месяцам (по 29 или 30 дней) через каждые 2—3 года добавляли 13-й месяц, чтобы обеспечить соответствие солнечному году. Позднее необходимость в надежном календаре возросла из-за того, что его стали связывать с астрологией, и одной из основных обязанностей императора было следить, чтобы календарь велся точно. Для этого императорским двором было проведено около 100 календарных реформ, начиная с первого объединения империи в 221 г. до н. э. и до конца династии Мин в 1644 г. н. э., то есть по одной реформе каждые 20 лет.