Древние изобретения - Торп Ник - Страница 26

Свойства жадеита играют важную роль. Магнетит является твердым материалом, однако не столь твердым, как некоторые виды жадеита, и производство магнитного "ковша", так же как и гладко отполированной каменной доски, по-видимому, требовало огромного мастерства. Это позволяет предположить, что компас был изобретен мастерами по обработке жадеита в Древнем Китае. Однако гладкая шлифовка и сплющивание, необходимые для придания магниту формы синана, должно быть, лишали его многих естественных магнитных свойств. Деликатность процесса не позволяла сделать их в большом количестве, тогда как трение о доску, как бы тщательно ее ни полировали, возможно, уменьшало эффективность прибора. Эти проблемы и растущая потребность в компасах для мореплавания заставили искать пути массового производства меньших, но более надежных приборов.

Реконструкция синана — древнейшей формы китайского компаса из Научного центра Онтарио, Торонто. Ковш, указывающий южное направление, вырезан из магнетита и вращается на полированной бронзовой пластине.

Плавание "по стрелке "

Поскольку очень многое в древней науке было неразрывно связано с изучением оккультных явлений, то неудивительно, что следующий главный успех в технологии компаса приписывается китайским магам. В работе, написанной в 1086 г. н. э. одним из величайших китайских ученых Шэнь Куа, описывается, "как маги натирали кончик иглы магнетитом, после чего он способен был указывать на юг".

Сегодня многие магниты изготавливаются путем помещения кусочка железа в электромагнитное поле, образующееся при прохождении электрического тока через проволочную спираль (электромагнитная индукция). Однако до конца XIX в. главным оставался способ, которым пользовались древние китайские маги, — поглаживание кусочка железа о магнетит или о кусочек намагниченного железа. Альтернативой использованию электрического тока является ковка нагретой полоски железа, направленной в сторону севера; ковка сотрясает молекулы, которые в магнитном поле земли выстраиваются по одной линии в ссверо- южном направлении. Другой метод заключается в том, чтобы сильно нагреть железный брусок, который устранит выровненное положение молекул, а затем, удерживая один его конец по направлению к северу, быстро охладить, погрузив в воду.

В средневековом Китае эти три метода использовались для производства магнитов. Небольшие фабрики занимались их производством для использования в различных моделях компасов (см. "Магниты и магнетизм" в разделе Техника и технологии). Самой простой была "рыба, указывающая на юг", описанная в тексте начала XI в. Рыба была вырезана из листа железа, достаточно тонкого, чтобы держаться на поверхности воды в кубке, где она поворачивалась до тех пор, пока ее конец не указывал на юг. Или наоборот, крупный магнит закреплялся на деревянной рыбе и плавал в воде, или намагниченная стрелка подвешивалась на нитке или покачивалась на ногте большого пальца.

В путеводителе, написанном во времена южной династии Сун (1127—1279 гг. н. э.), приводится описание первого настоящего прототипа современного компаса — магнитной черепахи. Это был "сухой" компас с фиксированной осью, совсем как современный.

Реконструкция древнейшего "сухого" компаса по описанию в китайском тексте XII—XIII вв. н. э. Игла, прикрепленная к магниту внутри модели черепахи, указывала северное направление. Модель вращалась на бамбуковой булавке.

Единственное отличие его заключалось в том, что вместо покачивающейся иглы использовалась достаточно яркая модель черепахи на бамбуковой булавке с небольшим магнитом внутри. Другое усовершенствование того же времени включало добавление к имеющимся моделям компаса (рыба, игла или черепаха) нижней доски, взятой из старого образца ковша (синан) с 24 направляющими точками. В результате появился легкий для ориентирования морской компас.

Растущее доверие мореплавателей к компасу отражено в китайских текстах начала XII в. Самое раннее описание приводится в тексте, написанном около 1113 г. н. э., и касается событий в порту Гуанчжоу (Кантон) в 1090 г.: "Лоцманы ориентируются по ночным звездам, а днем по солнцу, в кромешной тьме они смотрят на иглу, указывающую на юг". Во времена правления южной династии Сун использование компаса стало обычным во всех длительных путешествиях. К XIII в. китайцы исследовали и составили карту морей Восточной и Юго-Восточной Азии, подготовили учебники по мореплаванию на основе точных направлений компаса, известные под названием "гиды по стрелке компаса".

О глубоких знаниях мореплавателей в средневековом Китае можно судить по тому, что они явно понимали то, что магнитный север вовсе не совпадает с географическим. Это явление, известное под названием магнитного отклонения, было понято на Западе только в 1492 г. во время путешествия Колумба в Новый Свет. Еще раньше, в 1086 г., Шэнь Куа, описывая изготовление магами магнитных игл, отметил, что "игла часто немного отклоняется на юго-восток, а не указывает точно южное направление". Ко времени правления династии Юань (1271—1368 гг.) отклонение магнитного севера от географического было ясно зафиксировано на досках-компасах.

Китай или Америка?

Самые ранние китайские упоминания об использовании иглы для оказания помощи мореплавателям примерно на столетие опережают первое европейское упоминание об этом в произведении английского ученого Александра Некама (около 1190 г. н. э.). Первенство китайцев в разработке компасов, начиная от магнитных "ковшей", используемых на земле, до игл, предназначенных для моря, могло бы показаться бесспорным, если бы не одно удивительное открытие: подобные инструменты использовались на много веков раньше в Центральной Америке.

В середине 1960-х гг. на месте поселения ольмеков в Сан-Лоренцо, в районе города Веракрус, Мексика, были проведены раскопки. Ольмеки, подобно своим более поздним потомкам ацтекам, не умели выплавлять железо из руды. Тем не менее среди находок в Сан-Лоренцо и в других местах периода раннего становления ольмеков, относящегося не позднее чем к 1400—1000 гг. до н. э., есть находки, свидетельствующие об удивительных знаниях ольмеков о природном железе. Еще до железного века они полировали железную руду и вырезали из нее ювелирные изделия и даже зеркала высокого качества.

Самым загадочным предметом из найденных в Сан-Лоренцо является аккуратно вырезанный брусок из гематита (красного железняка) длиной около 1,25 дюйма с выемкой посередине. Руководитель археологического проекта Майкл Коуэ предположил, что это, возможно, часть компаса. Чтобы проверить свое предположение, он поместил находки на пробковом поплавке в емкость с водой и обнаружил, что "поплавок постоянно поворачивался в одном и том же направлении, которое слегка отклонялось к западу от магнитного севера. При изменении направления стрелка всегда выравнивалась в направлении немного восточнее магнитного севера".

Этот случай он обсудил с физиком Джоном Б. Карлсоном, который в процессе исследования обнаружил, что для полировки такого хрупкого материала и придания ему формы бруска с выемкой требуется высочайшее мастерство. "Насколько мне известно, [он] является единственным в морфологии среди всех известных образцов обработанной руды красного железняка." Его собственные попытки отполировать подобные руды "не увенчались успехом". Загадочный предмет все еще в большой степени сохранял магнитные свойства, и, когда его погружали в ртуть или воду (на пробке), он постоянно поворачивался на 35,5 градусов западнее магнитного севера, отклоняясь всего на полградуса. При проведении Карлсоном опытов предмет раскололся надвое, однако это случилось кстати. Опыты показали, что магнитные направления двух частей значительно отличаются от целой части, и позволили Карлсону сделать следующее заключение: если ольмекский обломок был первоначально в два раза длиннее (около 2,5 дюймов), то, "вероятнее всего, он должен был выравнивать себя ближе к магнитному северу—югу". Выемка вдоль верхней части, должно быть, служила указателем. При помещении в воду или ртуть (которая также была известна ольмекам) он становился надежным компасом. Его изготовление, возможно, было вызвано интересом ольмеков к ориентированию своих строений, кладбищ и ритуальных мест — многие из них были тщательно выровнены на 8 градусов западнее севера.