Астролябия - виды, применение и значение прибора

Краткая информация и назначение

Астролябия представляет собой прибор для определения горизонтальных углов. С ее помощью происходит измерение долготы и широты небесных тел. Это старейший астрономический инструмент, который мог только придумать человек.

Принцип работы устройства выстроен по стереографической проекции. Из современных приборов прототипом измерительного агрегата является планисфера. Это своеобразная карта звездного неба, которая находит применение в учебных заведениях.

История появления

Первая астролябия была найдена на территории Древней Греции. О ней рассказал Витрувий в работе «Десять книг об архитектуре», называя неопознанным пауком. Ученый называл устройство необычным. Люди, видевшие его своими глазами, отзывались о нем как о божественном артефакте. Первыми авторами, которые создали трактаты про устройство прибора, были известные философы:

• Север Себохт;
• Синезия;
• Иоанн Филопон.

Из утверждений Витрувия следует, что морскую астролябию впервые придумал астроном Евдокс. Существует и другая версия, согласно которой труды принадлежат Аполлонию. Есть также мнение, что прибор для работы с небесными телами изготовила Марьям аль Астроляби.

Конструктивно прибор очень сложный и непонятный и в настоящее время вызывает массу вопросов у специалистов. Первые его вариации имели круглую форму и складывались из множества пазов с шестеренками и мелкими деталями. В центральной части располагался большой барабан, на нем подробно расписывался весь зодиакальный круг. Из альтернативной версии Клавдия Птолемея следует, что изделие имело сходство с армиллярной сферой.

После значительного периода существования модель подверглась преобразованию, над ней поработал математик из Греции Теон Александрийский. Это событие произошло примерно в IV веке н. э. В то время инструмент назывался «малый астролабон».

Усовершенствование устройства

На протяжении многих веков над измерительным устройством трудились выдающиеся математики Востока. В результате примененных на практике нововведений оно смогло точно устанавливать время суток, продолжительность дня и ночи. Возможным стало решение простых вычислений при сложении астрологического прогноза. О приборе оставили свои описания ал-Хорезми и Насир ад-Дина ат-Туси.

С течением времени интерес к компасу только повысился. О нем стало известно на просторах Западной Европы. На этих землях активно применялись арабские инструменты, астролябия не стала исключением. Европейские умельцы стремились воссоздать подобные устройства, для чего использовали чертежи, полученные у арабских мастеров. Постепенно они начали конструировать собственные модели на основе тех же документов. Их действия детально изложены в научных трудах Джеффи Чосера и Никифора Григоры.

Смена дизайна и модернизация

В эпоху Возрождения отмечается максимальная популярность астролябии. Она активно применялась во время преподавания астрономии в университетах, а получить образование в области этой науки было престижно в те времена. Студенты детально изучали инструмент, обязаны были знать все тонкости его использования на практике, делать необходимые замеры.

Европейские мастера много времени проводили над художественным оформлением прибора. Вскоре он стал приравниваться к дорогостоящему антиквариату, талисману. Преуспевающие и богатые люди стремились заполучить устройства в личные коллекции, изготавливали их по индивидуальным заказам. Так они демонстрировали высокое положение в обществе и прекрасный вкус.

С наступлением XVI века астролябия претерпела очередные изменения. Как позже объяснили специалисты, прибор на протяжении веков не полностью дорабатывался, не был приспособлен к эксплуатации в европейских широтах. Он скорее был похож на дорогостоящую игрушку или сувенир и не выполнял функции измерительного устройства или компаса.

Из известных ученых, дорабатывавших астролябию, выделяется фламандский умелец Гуалтерус Арсениус. Изделия, которые он создавал своими руками, поражали максимальной точностью, изящным внешним видом. Клиентам мастера не было счета, среди них был и Альбрехт фон Валленштейн. Его коллекционная уникальная астролябия сегодня выставлена в музее им. Ломоносова.

Структурные элементы

Основная округлая деталь дополнена кольцами, с помощью которых обозначаются линии горизонта, имеется также высокий один борт. Простое название элемента звучит как «тарелка». Внутри круга присутствует шкала, оцифрованная по градусам и часам. Подобные пометки находятся по всей окружности.

Внутрь тарелки помещается плоский диск, отличающийся меньшим диаметром, он называется тимпан. На нем присутствуют следующие пометки:

• точки и линии небесной сферы;
• шкала;
• насечки.

Они все хорошо просматриваются в стереографической проекции. В центральной части диска изображены полюса мира, по краям обозначена небесная сфера, вернее, ее большой круг. Присутствуют точки, определяющие северные и южные тропики, которые выступают условными границами ко второму диску.

Сверху на тимпане размещается ажурная небольшая сетка под названием «паук». Она дополняется точками, которые совпадают с самыми яркими небесными телами. При желании их можно также увидеть в стереографической проекции. Решетка оснащается зодиакальным кругом и специальной шкалой.

Инструмент дополняется несколькими функциональными дисками, визирной линейкой (алидадой). Обязательно присутствуют стрелки с поворотным ключом, который приводит устройство в действие. Все элементы крепятся на основном диске посредством центральной тонкой оси.

Особенности применения

Информация, полученная с помощью астролябии, использовалась в физике, математике и астрономии, а также при создании точных гороскопов. Отдельные вариации в результате модернизации и преобразования стали точным компасом для моряков. Астролябия — удобное ориентирование во времени и пространстве.

Про стереографическую проекцию впервые упомянул Клавдий Птолемей. Подобный процесс был им описан в труде «Планисферий». Это объемное изображение с выколотой точкой, переносимое на сферу, которой выступает наиболее подходящая плоскость.

При желании можно достать измерительный прибор в сувенирных магазинах или на аукционах, увидеть на музейных выставках. Самостоятельно его сложно соорудить, поскольку нужны глубокие знания и навыки в математике. Не обойтись и без умений черчения, поскольку придется выполнять замеры. Правильность результата напрямую зависит от изначально заданных точных параметров.

Перед работой прибор берется в руки. Он помогает определять высоту любой яркой звезды и Солнца. Стандартно результат обозначается линейкой (алидадой). Далее следует провернуть сетку «паук». После этого должны совпасть эклиптические точки на приборе с изображением альмукантарата (наименьшего круга в небесной сфере).

Если все манипуляции проведены правильно, на лицевой части инструмента появится стереографическая картинка неба. Затем несложно найти настоящее время и получить данные для создания актуального гороскопа.

Основные виды

Астролябия представлена несколькими вариациями, которые пользовались популярностью в тот или иной период. Принято выделять наиболее распространенные типы инструментов:

• совершенные;
• челнообразные;
• сферические;
• универсальные;
• морские;
• линейные;
• наблюдательные.

Отличительная черта челнообразного прибора заключается в наличии среднего и центрального диска. На круге, идущем вторым по размеру, присутствуют звездные значения и эклиптические отметки. В подвижной зоне имеется точка горизонта с альмукантаратом.

Совершенным является предмет, изобретенный ас-Сагани. В сравнении с аналогичными инструментами при его создании бралась произвольная отметка на небесной сфере. В кругах присутствовали прямые линии и сечения конического типа.

Интересным оказалось устройство, созданное ал-Ходжанди. За точку отсчета была взята центральная зона равновесия. Сферическая гарнитура напоминала сферу. Линейная астролябия стала результатом трудов Шарафа ад-Дин ат-Туси. Внешне такой инструмент похож на стержень, на котором присутствуют визирные нити и шкала. В XV веке появилось морское приспособление, приравнивающееся к наблюдательному прибору и помогающее ориентироваться на местности.

Астролябия является сложным и замысловатым прибором. Над его созданием и совершенствованием на протяжении веков трудились самые умелые мастера. В настоящее время он используется на практике. Об этом необходимо кратко написать в презентации или докладе по геометрии в средних классах, а также при необходимости приложить рисунок.