ПРЕСТУПЛЕНИЕ КЛАВДИЯ ПТОЛЕМЕЯ
Глава I. Объяснение явлений в астрономии
Глава II. Греческая математика
Глава III. Земля
Глава IV. Строение мира
Глава V. Солнце и связанные с ним вопросы
Глава VI. Долгота полной Луны
Глава VII. Долгота Луны в любой фазе
Глава VIII. Размеры Солнца и Луны. Расстояния до них
Глава IX. Звезды
Глава X. Движение Меркурия
Глава XI. Венера и внешние планеты
Глава XII. Некоторые второстепенные вопросы
Глава XIII. Оценка деятельности Птолемея
Приложение А. Специальные термины и обозначения
Приложение Б. Метод Аристарха для нахождения размеров Солнца
Приложение В. Как Птолемей пользовался вавилонским календарем
5. Измерение долготы
Экватор представляет собой естественную линию отсчета при измерении широты. Для долгот подобной естественной линии нет [1]), поэтому меридиан, называемый 0° долготы, может быть выбран произвольно с согласия всех заинтересованных сторон. В настоящее время мы считаем, что 0° долготы имеет определенная точка в Гринвичской обсерватории. Птолемей считал, что нулевую долготу имеют Канарские острова [2]). Канарские острова он выбрал потому, что это самая западная известная ему точка. В географии Птолемея долготы всех известных точек были к востоку от линии отсчета.
Если исключить искусственные спутники Земли, то у нас есть два основных метода нахождения долготы. Первый способ такой. Сначала измеряем расстояние между какими-нибудь точками строго с запада на восток. Затем, зная радиус Земли, мы можем получить разницу долгот. Второй путь состоит в следующем. Надо измерить местное время одного и того же события в двух местах; используя скорость вращения Земли, мы снова сможем найти разницу долгот.
В настоящее время используются оба метода. Первый метод хорош для таких точек, прямой путь между которыми идет по равнине и расстояние с достаточной степенью точности определяется землемерной съемкой. Расстояние между континентами или между точками, разделенными неровной местностью, таким способом определить трудно.
Приведем типичный пример использования второго метода. Пусть радиосигнал послан из Гринвичской обсерватории в полдень, время по Гринвичу. И пусть в Морской обсерватории в Вашингтоне его приняли за H часов до полудня, время Вашингтона. Тогда разница в долготе составит приблизительно 15 Н градусов [3]).
Второй метод греки могли использовать только для одного типа явлений, для лунных затмений. Начало лунного затмения приходится на тот момент, когда Луна касается тени Земли, а кончается лунное затмение в тот момент, когда Луна полностью выходит из тени Земли. Все, кто может видеть затмение, видят его начало (или конец) в один и тот же момент. Если два наблюдателя в разных местах измерят и затем сравнят полученное местное время, то они смогут найти разницу между местным временем этих двух мест, а следовательно, и разницу в долготе.
С некоторым успехом этим методом пользовались астрономы стран ислама; например, аль-Бируни пользовался им в своих геодезических исследованиях. Греки знали о возможности использования данного метода. Так, о нем упоминает Птолемей [Птолемей, год написания неизвестен, глава I.4]. Однако в античной литературе, насколько я знаю, встречается только один пример: лунное затмение 20 сентября -330 г. наблюдалось в Карфагене и в Вавилоне и было зафиксировано местное время. Следовательно, можно было найти разницу в долготе для этих мест. К сожалению, различные древние авторы дают различные величины времени, и фактически мы не можем пользоваться этим единственным примером.
Греческие астрономы и географы для определения долготы прибегали к измерению расстояний. Однако систематические измерения расстояний проводились лишь в нескольких местах, например в Египте. Почти все расстояния были получены из рассказов путешественников, определены по времени плавания и другой подобной информации. Неудивительно, что значительно преувеличена была протяженность Азии. Птолемей приписывал разницу в 180° по долготе от Канарских островов до точки, которая находилась, вероятно, в центральном Китае; правильное значение около 125°. Другие античные географы пользовались другими величинами, и надо сказать, что любая величина, которую они приводили, была итогом рассуждений. Птолемей давал долготу точек, расположенных далеко в Азии, в действительности не имея для этого достаточного основания. Некоторые географы полагали, что Восточная Азия расположена всего лишь в 45° к западу от Европы [4]).
Удивительно, что измерения Птолемея для хорошо изученных районов Средиземноморья ничуть не лучше. Он считал, что северное побережье Африки было практически прямым и расстояние по Средиземному морю от Марселя до Алжира составляло около 11° широты; это больше чем должно быть примерно в полтора раза [5]). Птолемей считал, что Гибралтар отстоит от северо-восточного края Средиземного моря на 62° по долготе. Это примерно в полтора раза больше, чем в действительности: правильное значение примерно 41° [6]).
Суммируя вышеизложенное, скажем, что греческие астрономы и географы могли измерять разницу в долготе с точностью около 50% для тех мест, которые были достаточно хорошо им известны. Для малоизученных мест они, конечно, могли только строить догадки. Несмотря на приведенный выше пример для северо-восточной Африки, широту они умели находить лучше чем долготу. Это объясняется тем, что широта может быть определена из наблюдений, проводимых в одном месте, причем наблюдений довольно простого характера, таких как определение наибольшей высоты Солнца в момент летнего солнцестояния.
[1] Под этим я подразумеваю такое начало отсчета, которое определялось бы некоторыми физическими свойствами Земли.
[2] Более точно, так называемые Острова Фортуны, которые, видимо, включают как Канарские острова, так и острова Мадейра.
[3] Конечно, мы должны сделать некоторые поправки к этому простому результату. Очевидно, нужно сделать поправку, обусловленную тем, что Гринвич и Вашингтон лежат не на одной широте. Другая поправка определяется тем временем, которое затрачивает сигнал, чтобы дойти до Вашингтона. Под временем Вашингтона я подразумеваю истинное время на меридиане Вашингтона, а вовсе не время того часового пояса, в котором расположен Вашингтон.
[4] Некоторые исследователи считали, и не без основания, что Колумб разделял это убеждение. Читатель, интересующийся идеями Колумба и их происхождением, вероятно, должен начать с изучения труда Морисона [1942].
[5] Однако это почти правильно, если брать разницу широт Марселя и Александрии. Эти города принадлежат к тем немногим пунктам на Земле, чьи широты были тщательно измерены (раздел III.3).
[6] Хороший краткий обзор географии Птолемея можно найти в статье Банбери и Бизли [1911].