В 1490 году мир был все еще ограничен областями, известными Птолемею более 1200 лет тому назад. К 1521 году земной шар обогнули, и корабли проплыли по всем океанам. Эти тридцать лет вместили в себя множество великих исследовательских плаваний, проделанных мореходами, пользовавшимися самыми примитивными инструментами. Научные открытия того времени почти не оказали влияния на мореплавание, хотя имели огромную ценность и несли немедленную выгоду. Моряки вообще принадлежат к самому консервативному роду людей; лучшим доказательством тому служит сохранившееся до наших дней использование терминов «узел» и «лаг» применительно к навигации современных кораблей, буквально напичканных электроникой. Морякам эпохи Раннего Возрождения еще очень мешала неграмотность. Многие помнили наизусть таблицы мореходных направлений и владели собственным знанием движения небесных тел, но редко кто обладал математическими способностями, необходимыми для того, чтобы воспользоваться новыми открытиями в астрономии. Тем не менее даже до великих кругосветных путешествий появилась жгучая потребность в более точной навигации. Деньги на путешествия давались не из любви к неизведанному, а ради наживы. Моряк, совершивший открытие, но не имевший возможности возместить затраты на дорогу в некую богатую страну, вряд ли мог рассчитывать на симпатии тех, кто его финансировал. Было относительно просто проплыть вдоль африканского побережья, но необходимо было как-то «застолбить» открытые земли, так чтобы позже можно было разбогатеть.
Фиксированная реперная точка была найдена в самой долговечной части Вселенной – в звездах. Ради практических целей их можно было рассматривать как неподвижные тела, а значит, по мере того, как наблюдатель двигался от одной из них, угол его нахождения от нее менялся в постоянном отношении. Холодный яркий блеск Полярной звезды естественным образом сделал ее избранницей. Корабельщики давно подметили, что ее угол и возвышение над горизонтом уменьшаются по мере продвижения на юг примерно на один градус каждые 16 миль плавания. Квадрант и астролябия, давние приборы астрономов, позволили мореходам определять полярное склонение в каждой заданной точке. Квадрант представлял собой просто четвертушку круга, окружность которого была размечена от 1 до 90 градусов, с двумя сквозными дырочками по прямому краю и нитью, отвесно нисходящей от его вершины (см. рис. 4). Сквозь дырочки смотрели на звезду, а склонение определяли по точке, в которой отвесная линия пересекала градусную разметку. Пользоваться этим инструментом было непросто, потому что корабль раскачивался на волнах и отвесная нить колыхалась.
Рис. 4. Квадрант
Астролябия дала возможность преодолеть эту трудность. Астрономический вариант этого прибора являлся устройством красивым и сложным, с его помощью отмечали движение планет. Астролябия моряков была просто металлическим кольцом – кстати, ее часто называли «моряцкое кольцо», – размеченным на градусы, с металлической же подвижной планкой, проходящей через центр круга (см. рис. 5).
Рис. 5. Астролябия
Ее не держали в руках, а подвешивали на шнуре, так что легко было увидеть звезду и соответственно передвинуть планку, а затем прочесть угол, отмеченный ее пересечением с градуировкой. Усовершенствование астролябии привело к созданию крестообразного градштока, или алидады, состоявшего из размеченного на градусы бруска квадратного сечения три фута длиной и передвижного креста. Его двигали, пока он не заполнял целиком зрительное пространство между горизонтом и наблюдаемым небесным телом. Прибор этот был очень точным, и притом его мог изготовить любой корабельный плотник, но из всех навигационных приборов он был самым трудным в применении. Нужно было крепко держать длинную часть бруска, чтобы она не колебалась, в то время как горизонт уходил то вверх, то вниз. Если наблюдатель моргал, он мог упустить точный момент считывания градуса и должен был начинать определение заново. Позднее появился обратный градшток, или квадрант Дэвиса, воплотивший в себе принципы обоих этих приборов, но более легкий в управлении. Наблюдатель, стоя спиной к солнцу, следил, чтобы его тень падала на градуированную шкалу, и по ней определял нужную величину.
Различные методы определения градусов широты работали с достаточной точностью, но все попытки определить долготу оканчивались полным провалом. Колумб полагал, что нужные ответы даст ему таблица магнитных вариаций[3]. Америго Веспуччи потратил почти год, стараясь разработать методику, основанную на движении Луны. Единственно возможный метод базируется на точном соблюдении времени, но его удалось применить лишь после изобретения хронометра, то есть в XVIII веке. Так что все, что мог поделать корабельщик эпохи Возрождения, – это «бежать по широте», а именно плыть, пока не выйдет на нужную ему широту, а затем менять курс своего корабля, направляя его на запад или восток, и идти по этому направлению к цели.
3
Магнитное поле Земли отличается переменностью. Колумб открыл, что в разных районах Земли стрелка компаса отклоняется от истинного, географического севера.