Как измерили Землю

Первобытные люди не задумывались над вопросом, как велика Земля. Их интересовало лишь то, что имело отношение к повседневной жизни. Как защититься от хищников? Как сохранить вечный огонь в пещере? Как загнать и убить зверя? — вот над чем привыкли они размышлять. Первобытный человек знал лишь ничтожный клочок Земли, на котором он жил и охотился. Во все стороны от его пещеры простирались таинственные, неведомые страны. Но он вовсе не считал Землю бесконечной; наоборот, он считал ее очень маленькой. Стоило ему подняться на холм или влезть на дерево, и он мог увидеть ту линию, где небо сходится с землей. Там, конечно, она и кончается. Правда, дойти до этой линии не легко, да и не стоит; слишком опасно углубляться в чужие края охотнику, вооруженному лишь палкой с кремневым наконечником. Но все же край Земли не очень далеко, раз его видно простым глазом.

Хотя первобытные люди и считали, что Земля мала, им не приходило в голову ее измерить. Делать это им было незачем, да и нечем, так как у них не существовало мер длины. Объяснить им, что такое километр, было бы нелегкой задачей. Если бы вы им сказали; «Это тысяча шагов», они спросили бы; «А что такое тысяча?» Ведь считали они по пальцам, и счет их не шел дальше нескольких десятков.

Протекали века, и знания первобытных народов расширялись. Постепенно они научились добывать металлы, строить дома, сеять хлеб, приручать животных. Они объединились в обширные государства, изобрели письмо и начали заниматься торговлей. Для обмена товаров они стали посещать соседние страны.



Рис.1. Старинная китайская обсерватория в Бейпине

Первые крупные государства возникли в жарких странах. Зима там мало отличается от лета. А между тем земледельцам надо было знать заранее, когда пройдут дожди, когда разольется река. Купцам надо было знать, когда в море подуют попутные ветры. Чтобы точнее различать времена года, люди стали наблюдать небо. Они заметили, что солнце зимой и летом поднимается на разную высоту, и научились по его положению предсказывать дожди, разливы, перемену ветров и другие важные события в природе. Так родилась астрономия.

Чтобы находить дорогу в чужие страны, купцам и военачальникам нужно было знать, где проходят наиболее легкие и безопасные пути, где расположены города и гавани, какие препятствия и трудности подстерегают путешественников. Они стали записывать все, что было известно о морях и землях, стали рисовать эти земли, то есть чертить карты. Так родилась география.

Каждый первобытный человек знал все, что ему было нужно. Когда появилась наука, всем знать все стало невозможным. Чтобы изучить астрономию или географию, нужно было время и достаток. У египетского земледельца, вавилонского пастуха, китайского ремесленника их не было. Наука была доступна лишь богатым, а богатством и досугом в то время обладали прежде всего жрецы. Жрецы примешивали к науке суеверия. Например, индийские жрецы считали водяной цветок лотос священным, поэтому им казалось, что Земля должна иметь форму лотоса. И хотя индийские мореплаватели, уже объездившие в то время немало морей, убедились, что это противоречит истине, жрецы упорно продолжали чертить мировые карты в форме лотоса, надписывая названия известных тогда стран на его лепестках и тычинках.

На других индийских картах Земля изображалась в виде плоского диска, состоящего из семи вложенных друг в друга колец суши, разделенных кольцами моря. В центре помещался круг Ямбудвипа, что значит Остров Нового Яблока. Остальные земли носили названия растений, а моря — разных видов пищи. Первое от центра море называлось Соленым, затем шло Сахарное, Винное, Масляное, Молочное и Пресноводное.



Рис. 2. Старинная индийская обсерватория в Дели

Народы древности немало ломали голову над вопросом, на чем держится Земля. Ведь всякий предмет падает, если не имеет опоры; тем более нуждается в поддержке такая огромная тяжесть, как Земля. Индусы пользовались для перевозки тяжестей слонами и потому предполагали, что Земля лежит на спине четырех слонов. Но на чем же стоят слоны? Слоны стоят на спине гигантской черепахи. На чем стоит черепаха? На этот вопрос индийские мудрецы ответа не давали.

Иначе отвечали на этот вопрос вавилоняне. Вавилонские купцы, отправляясь в разные стороны, повсюду встречали моря: Каспийское, Черное, Средиземное, Красное, Персидский залив... Вавилонские земледельцы в своей вечной борьбе с пустыней рыли колодцы и находили в них воду. «Ясно, — решили мудрецы, — Земля остров, плавающий в океане и имеющий форму тонкой круглой лепешки. Где ни пробуравишь его, везде дойдешь до воды».



Рис. 3. Вавилонская карта мира

Сохранилась вавилонская карта мира на глиняной дощечке, сделанная, вероятно, в IX веке до нашей эры (рис. 3). Внутренний круг на ней — Земля. Ободок вокруг — океан, в котором она плавает. Двойная черта, проходящая сверху вниз, — река Евфрат. Пересекающая ее в верхней части полоска — город Вавилон, расположенный на обоих ее берегах. Маленькие кружки по сторонам — другие города.

Большинство народов древности считало Землю круглой. Они жили преимущественно в открытых, безлесных равнинах, и им нетрудно было наглаз убедиться в том, что горизонт имеет форму окружности. А ведь горизонт они считали границей Земли. Когда они начали путешествовать, они поняли, что граница эта только кажущаяся, что она отступает без конца перед тем, кто стремится ее достигнуть. Но представление о круглой Земле осталось.

В 625 году до нашей эры Вавилон завоевали халдеи (рис. 11). Халдейские жрецы сильно способствовали успеху астрономии. Они в гораздо большей степени, чем их предшественники, заслужили название настоящих ученых.

Халдеи заметили, что лунные затмения всегда бывают в полнолуние, то есть в, то время, когда Солнце и Луна находятся в противоположных точках небесного свода, а Земля помещается между ними. А раз так, значит причина затмения в том и заключается, что Земля загораживает солнечные лучи, иными словами, отбрасывает на Луну свою тень. Но по форме тени можно судить о форме того предмета, который ее отбрасывает. Тень Земли, падающая на Луну, всегда круглая (рис. 4). Такая тень может принадлежать только шару. Стало быть, Земля шар!



Рис.4. Наверху - фазы лунного затмения. Внизу месячные фазы Луны. Фазы затмения отличаются от месячных фаз тем, что граница между светом и тенью всегда имеет форму окружности

К этому заключению, совершенно правильному и удивительно смелому для того времени, и пришли халдейские ученые. Из наблюдения лунных затмений они могли сделать еще один важный вывод: на земной тени нигде не видно ни слонов, ни каких-либо других подпорок — шар висит в пространстве и ни на чем не держится.

Но на этом не кончились открытия халдеев. Они справились еще с одной важной задачей, не решив которую нельзя было приступить к измерению Земли: они научились измерять расстояния на небе.
Часто можно слышать, как, видя Луну, ребята заводят спор о том, какова кажущаяся величина Луны. Одни говорят «с пятачок», другие — «с яблоко», третьи — «с тарелку». Напрасный спор! Поскольку спорящие не могут определить наглаз истинное расстояние до Луны они мысленно помещают ее, где им вздумается (рис. 5), и потому совершенно произвольно определяют ее величину. Халдеи первые поняли, что, не зная расстояний до небесных светил, измерять их величину и расстояние между ними мерами длины бессмысленно.



Рис.5. Кажущаяся величина Луны. Луна представляется наблюдателю тем меньше, чем ближе он её мысленно помещает

Все эти величины надо измерять с помощью углов зрения, то есть углов, в вершине которых помещается глаз наблюдателя, а стороны направлены к тем точкам, расстояние между которыми измеряется. Но при всяком измерении нужно иметь единицу, с которой сравниваются полученные величины, например метр, ами, секунду. Эта единица должна быть постоянной, лучше всего такой, самой природой и которую каждый может проверить их, найти вновь, если его мерка потеряется. Для измерения углов такую единицу удалось найти — то есть все пространство вокруг какой-нибудь точки. Его можно рассматривать как угол, который рос до тех пор, пока его стороны не обогнули вершину и не встретились на обратной стороне (рис. 6). Такому углу больше некуда расти, поэтому величина его всегда постоянна.



Рис.6. Круг - самый большой угол

Однако такая единица измерения углов имеет и свой недостаток: все другие углы меньше ее и выражаются через нее лишь дробями, например... Халдеи сумели избавиться от этого недостатка. Они разделили окружность на 360 равных частей, полученный маленький уголок назвали градусом и сделали его новой единицей измерения угла.
Градус оказался удобной единицей. При расчетах легче иметь дело, скажем, с углом в 36, чем с углом в окружности. Узнав форму Земли и научившись измерять углы, халдеи добрались до той задачи, которая нас больше всего интересует: они попытались определить длину земной окружности. Мы не знаем, как они это сделали, но можем предполагать, что они воспользовались одним из способов, примененных впоследствии греками. Эти способы, при которых нельзя обойтись без измерения углов на небе, будут описаны ниже.

До нас дошла халдейская запись, в которой сказано, что земная окружность, измеренная жрецами, оказалась равной 24 000 миль. Не теперешних английских или морских миль, а тогдашних халдейских. Чему же равнялась эта миля? Ответить на этот вопрос оказалось очень трудно.

В халдейской записи имеется пояснение: «Миля же равна 4000 шагов верблюда».

Очевидно, путники тех стран и времен, покачиваясь месяцами на горбах «кораблей пустыни», нередко коротали время, отсчитывая их шаги. Так и вошла в обычай эта неточная мера. Шаги, конечно, бывают разные, они зависят от роста, возраста, нагрузки, усталости верблюда, но, видно, для практических целей эта разница не имела значения.

Если принять средний шаг верблюда равным 0,8 м, то длину земной окружности нетрудно вычислить:


Теперь мы знаем, что земная окружность (по меридиану) равняется приблизительно 40 000 км. Таким образом, халдеи почти вдвое преувеличили истинный размер Земли. Но уже и то, что они впервые попытались ее измерить, является их большой заслугой. 

Приобрести бумажную версию книги