в каком году придумали компас
Кто изобрёл первый компас? Где и когда это произошло?
Компас – простейший и самый древний навигационный прибор. Ориентироваться на местности с помощью компаса просто: намагниченная стрелка всегда указывает на север. Известное каждому школьнику приспособление имеет очень продолжительную и интересную историю.
Глядя на современные астрономические или радиокомпасы, трудно себе представить, что их прототип – кусочек магнитной руды, который люди придумали использовать для поиска направлений – появился задолго до Рождества Христова.
И вновь китайцы
Как и многие другие изобретения, которыми человечество пользуется и по сей день, компас изобрели древние китайцы. По некоторым данным, доисторические компасы появились за три тысячелетия до нашей эры, по другим – не ранее 2-го века до н.э.
Первая версия основывается больше на мифах, чем на исторических фактах. В Китае почитают императора Хуан-ди, который правил страной примерно в 2600 году до Рождества Христова. Ему приписывается изобретение первого компаса, с помощью которого правитель нашел путь в пустыне и спас свое войско от верной гибели. Впрочем, исторически достоверных сведений об этом человеке не существует.
Другая гипотеза гласит, что в эпоху династии Хань (в 1-2-м веке до н.э.) китайцы уже пользовались компасом. Этот компас представлял собой намагниченный предмет с полукруглым основанием, который поворачивался, всегда указывая на одну сторону света.
Достоверно известно, что во времена династии Сун (в 10-13 веках н.э.) у китайцев были компасы, которыми они пользовались для ориентации в пустынях.
Дальнейшее распространение компаса
От китайцев компас попал к арабам. Арабы были неплохими мореходами, они нуждались в средствах навигации, поэтому идея компаса пришлась им по душе. Арабский компас 13-го столетия – это намагниченный предмет, который опускали в сосуд с водой. Минимальная сила трения позволяла предмету свободно двигаться, поворачиваясь в одну из сторон света. В таком виде прототип современного компаса и попал к европейцам.
Европейским мореплавателям навигационный прибор был жизненно необходим, и они быстро усовершенствовали арабское приспособление. Изобретателем европейского компаса, который не просто указывает направление север-юг, но позволяет более точно ориентироваться по сторонам света, является итальянец Флавио Джойя. Он разделил циферблат компаса на 16 делений.
Кроме того, Джойя окончательно установил стрелку на тонкую шпильку (эта идея и прежде использовалась в некоторых моделях компасов), а для снижения силы трения в оси налил в чашу воду. Это произошло в 14 веке. С тех пор конструкция компаса претерпела значительные изменения, но сам замысел Джойя используется во всех современных магнитных компасах и по сей день.
Современные разновидности компасов
Для использования в различных отраслях разработано несколько разновидностей компаса.
Магнитные компасы основаны на действии магнитного поля Земли. Намагниченный элемент всегда занимает положение, параллельное меридианам, и показывает на магнитные полюса планеты. Удачной моделью магнитного компаса является компас, изобретенный нашим соотечественником, талантливым инженером Адриановым и названный его именем.
Это всем известный компас со стрелкой, которую можно остановить с помощью стопора. Для точного ориентирования компас Адрианова снабжен шкалой и двумя дополнительными стрелками (мушка и целик).
Электромагнитный компас использует явление электромагнитной индукции. В таких компасах статором (неподвижной частью) является Земля, а ротором (подвижной частью) – рамка с обмоткой. Электромагнитные компасы применяются в самолетах и судах, поскольку позволяют избежать эффекта намагничивания от металлического корпуса и минимизировать погрешность.
Гирокомпас основан на использовании особого устройства – гироскопа, и отличителен тем, что указывает не на магнитный, а на географический полюс. Изобретение немецких инженеров начала 20-го века.
Электронные компасы созданы в последние десятилетия. По сути это не компасы, а приборы, улавливающие сигнал от спутников и показывающие направление по системе спутниковой навигации.
История компаса – где, когда и зачем придумали компас
Зачем вообще людям понадобился компас
Назначение компаса состоит в определении сторон света. Такое определение нужно особенно в тех случаях, когда вокруг отсутствуют предметы, которые могут послужить в качестве ориентиров. Если в лесу такое ориентирование еще как-то можно было организовать, то в открытом море все было намного сложнее. Конечно, люди еще с ранней поры научились ориентироваться по звездам и солнцу, но что было делать в мрачные и сумрачные дни, когда ни звезд в ночи ни солнца днем не было видно вообще?
Кроме открытого моря, необходимость в ориентировании на местности испытывали и путешественники по пустыням. Здесь также очень трудно придерживаться точного направления движения без такого инструмента. Только подумайте — вокруг вас только песок на расстоянии, куда видят только ваши глаза. Как можно не потеряться в бесконечном море песка, который здесь просто везде. Еще больше затрудняют передвижение песчаные бури, которые заставляют путешественников укрываться от песка, полностью дезориентировавшись.
Именно такая необходимость возникла у китайских путешественников, которые путешествовали по пустыням во время династии Сун, а это приблизительно третье столетие до нашей эры. Интересно, что именно эта эпоха ознаменована самыми известными китайскими изобретениями. Помимо компаса, в этот период был изобретен печатный пресс, который послужил широкому распространению научной и другой литературы. Также в этот период было реформировано конфуцианство.
Кто придумал первый компас
Так что же представлял собой первый компас? Как ни странно, первый компас представлял собой ложку, расположенную на полированной пластине. Мы знаем это достаточно достоверно. Дело в том, что до нас дошло описание первого компаса, которое сделал китайский философ Фей-Цзы. Так вот, ложка эта была разливательной, она была хорошо отполирована в нижней выпуклой части. Ложка была сделана из магнетита и имела тонкий черенок.
Основанием первого компаса служила отполированная пластина из меди. Также могла использоваться и деревянная пластина. В центр отполированной пластины устанавливали ложку выпуклой стороной вниз. Баланс ложки подбирался таким образом, чтобы ее черенок не касался пластины, а всегда находился в подвешенном состоянии. Такое положение позволяло ложке свободно вращаться, выполняя роль стрелки компаса.
Пластина сама по себе тоже не была обыкновенной. На ее верхней части были нанесены множество различных насечек и обозначений. Помимо обозначений сторон света, на пластину наносили также и обозначения знаков зодиака, и другие надписи.
Принцип действия такого компаса был чрезвычайно прост. Ложка, которая могла легко вращаться вокруг своей оси на отполированной поверхности, приводилась в движение. После того, как она делала несколько свободных оборотов она останавливалась, своим черенком четко показывая на юг. Сегодня в интернете можно найти множество фотографий копий старых китайских компасов, а также можно увидеть памятник первому компасу, который находится в Китае, и представляет собой огромную копию такого компаса, установленную на каменном пьедестале.
От XIV века и до наших дней – современный компас
Шло время и китайский компас понемногу изменял свой внешний вид и к середине одиннадцатого столетия он уже представлял собой банку с водой, в которую была опущена стрелка в виде рыбки. Эту рыбку изготавливали из искусственного магнита. Рыбка могла свободно плавать и это позволяло ей всегда четко ориентироваться, всякий раз поворачивая голову по направлению юга.
Такой компас преимущественно использовали китайские моряки. Сосуды с такими рыбками устанавливались на корме судов или на носу, чтобы капитаны могли точно ориентироваться в море, невзирая на то, какая была погода.
Согласно историческим хроникам, в Европе компас появился в двенадцатом-тринадцатом столетии. В начале такой компас на китайских суднах увидели и переняли арабы, а чуть позже и европейцы. Интересно, что итальянцы называли это устройство «плавающей иглой» и стали сами изготавливать подобные устройства на свой манер.
По своей конструкции он очень напоминал китайский образец. На кусочек древесины закреплялась намагниченная игла, которая опускалась в сосуд с водой. Теперь этот сосуд получил крышку из стекла для того, чтобы не дать ветру и другим помехам каким-то образом повлиять на показания стрелки. Со временем появилась другой вариант компаса без использования емкости с водой. На бумажный лист в центре устанавливалось острие. На это острие помещалась намагниченная стрелка, которая в таком положении тоже могла относительно свободно вращаться. Со временем конструкция усовершенствовалась, получала и другие приспособления, такие как карданный подвес, который позволял удобно пользоваться компасом на корабле даже во время сильной качки.
Компас, каким мы его знаем сегодня, был запатентован в 1908 году Германом Аншютц-Кэмпфе. Этот немецкий инженер-изобретатель провел много времени в экспедициях. Интересным моментом является тот факт, что в создании компаса вместе с Германом участие принимал известный физик Альберт Эйнштейн. Компас пошел в серийное производство и получил название «компас Эйнштейна-Аншютца». Современные модели механических компасов мало отличаются от этой модели, хотя могут обладать большей точностью и надежностью.
Как можно еще использовать компас
Сегодня компас все также является неизменным инструментом всякого мореплавателя и путешественника. Но он также имеет еще и другое применение. К примеру, в наши дни набирает популярности практика фэн-шуй. Читатель наверняка слышал о такой практике, которая также дошла до нас из далекого Китая.
Суть этой практики сводится к некоему символическому освоению пространства. Древние китайцы верили, что все предметы домашнего обихода должны располагаться в четко определенных зонах относительно сторон света. И здесь, чтобы правильно определить расположение того или иного объекта использовался компас. Он должен иметь градусную шкалу от 0 до 360. Кроме того, точность у такого компаса должна быть предельно высокой. В противном случае все зоны будут определены неправильно, что может привести к противоположному эффекту.
Для тех, кто занимается практикой фэн-шуй профессионально, существует специальный компас Лопань. Он характеризуется высокой точностью и имеет все необходимые обозначения и подсказки, которые в значительной мере облегчают работу специалиста. В сети можно найти множество рекомендаций о том, как именно необходимо размещать предметы в доме, чтобы это полностью соответствовало древним китайским традициям.
Вы также можете использовать компас в процессе проектирования дома или выполнения ремонта. Например, с помощью этого прибора вы сможете точно определить местоположение солнца в различные поры дня. Если вы захотите, чтобы лучи солнышка ласково будили вас по утрам, тогда вам нужно определить, где находится восток и именно туда вывести окна своей спальни. Подобным образом можно поступить с гостиной, окна которой можно вывести на запад и каждый вечер наблюдать за красочным заходом, сидя в кресле или диване.
Как видим, компас — это удивительный прибор, который с момента изобретения претерпел не значительные изменения и все также активно используется в самых различных областях деятельности человека. Согласитесь, немного есть таких изобретений, которые дошли и древних веков до наших дней в практически неизмененном виде.
Благодаря этому изобретению, в том числе были открыты новые земли — моряки могли отважиться поплыть в открытое море. Кто знает, сколько еще открытий вы могли бы сделать для себя, воспользовавшись этим удивительным инструментом!
Немного об истории компаса – кто и где изобрел
Как изобрели компас
У современных людей нет никаких проблем в том, чтобы с высокой точностью определить своё местоположение — можно, например, использовать приборы, оснащённые датчиком GPS или ГЛОНАСС. Однако в древности при путешествиях на большие расстояния у людей возникали проблемы. Особенно сложно было ориентироваться при путешествии по пустыням или плавании в открытом море, где не было каких-то известных ориентиров.
В результате путешественники легко могли заблудиться и погибнуть. Уже после начала эпохи великих географических открытий в 16-17 вв. мореплаватели нередко теряли уже открытые острова или наносили их на карту несколько раз, что уж говорить о древних мореплавателях.
Конечно, ещё в древности люди нашли всё-таки способы определять стороны света, в этом помогало прежде всего наблюдение за Солнцем и звёздами. Уже давно было замечено, что, хотя звёзды меняют своё положение, одна из звёзд, а именно Полярная звезда, всегда находится на одном месте. По этой звезде стали определять направление на север. Но как быть, если небо закрыто облаками, и ни Солнца, ни звезд не видно?
Направление движения определить нельзя, корабль сбивается с курса и может уплыть совсем не туда, куда нужно. Поэтому далёкие экспедиции были очень опасным делом, пока не появился компас, и не случайно лишь после того, как мореплаватели стали его использовать, были открыты и изучены все уголки нашей планеты. А когда же и кем был изобретён компас?
Принцип действия компаса основан на том, что земля обладает магнитным полем и представляет собой как бы один большой магнит. Компас же имеет магнитную стрелку, которая в магнитном поле Земли всегда указывает направление на магнитные полюса, находящиеся недалеко от географических. Таким образом, при помощи компаса можно определять направление на стороны света. В природе есть материал, обладающий магнитными свойствами, а именно магнетит (магнитный железняк).
Свойство кусочков магнетита притягиваться друг к другу, а также к железным предметам было давно замечено людьми. Например, об этом написал в своих трудах ещё древнегреческий философ Фалес Милетсикй в 6 в. до н. э., однако он не нашёл магнитам практического применения. А нашли его китайцы.
Достоверно неизвестно, когда китайцы изобрели компас, но первое его описание, дошедшее до наших дней, относится к 3му веку до н. э. Древний китайский компас представлял из себя что-то вроде ложки из магнетита, установленную на отполированную медную пластинку. Выглядел он так:
древний китайский компас
Ложку раскручивали и она через некоторое время останавливалась так, что её конец указывал на юг. Причём изначально компас в Китае использовали вовсе не для навигации, а в мистической системе фэншуй. В фэншуй очень важно правильно ориентировать предметы по сторонам света, для этого и использовали компас.
Прошло немало времени, прежде чем компас усовершенствовали и стали использовать в путешествиях сначала на суше, а потом и на море.
Появление компаса дало огромный толчок развитию мореплавания в Европе и помогло европейским мореплавателям пересечь океаны и открыть новые континенты.
Кто сделал первый компас?
Простейшее механическое устройство — магнитный компас состоит из магнитной стрелки, которая свободно вращается в горизонтальной плоскости и под действием земного магнетизма устанавливается вдоль магнитного меридиана. Компас служит для ориентирования относительно сторон горизонта.
История компаса начинается в Китае.
В III веке до н.э. китайский философ Хэнь Фэй-цзы так описывал устройство современного ему компаса, который назывался сынань, что означает “ведающий югом”: он имел вид разливательной ложки из магнетита с тонким черенком и шарообразной, тщательно отполированной выпуклой частью.
Этой выпуклой частью ложка устанавливалась на столь же тщательно отполированной медной или деревянной пластине, так что черенок не касался пластины, а свободно висел над ней, и при этом ложка легко могла вращаться вокруг оси своего выпуклого основания. На пластине были нанесены обозначения стран света в виде циклических зодиакальных знаков.
Подтолкнув черенок ложки, ее приводили во вращательное движение. Успокоившись, компас указывал черенком (который играл роль магнитной стрелки) точно на юг. Форма ковшика была выбрана не случайно. Она копировала форму созвездия Большой Медведицы, называемого в Китае “Небесным Ковшом” (Тянь доу). Таким был самый древний прибор для определения сторон света.
Недостатком такого компаса было то, что магнетит плохо обрабатывается и очень непрочен. К тому же “ведающий югом” был недостаточно точен, по причине сильного трения между ковшиком и поверхностью доски.
В XI веке в Китае появилась плавающая стрелка компаса, изготовленная из искусственного магнита. Китайцы обнаружили, что эффект намагничивания наблюдается как при соприкосновении железа с магнитом, так и при охлаждении разогретого до красноты железного куска.
Несколько разновидностей компаса придумал в том же XI веке китайский ученый Шэнь Гуа (1030—1094), который много работал над исследованием свойств магнитной стрелки. Он предлагал, например, намагнитить о природный магнит обычную швейную иглу, затем прикрепить ее с помощью воска в центре корпуса к свободно висящей шелковой нити. Этот компас указывал направление более точно, чем плавающий, так как испытывал гораздо меньшее сопротивление при своем повороте.
Другая конструкция компаса, предложенная Шэнь Гуа, была еще ближе к современной: намагниченная иголка здесь насаживалась на шпильку. Во время своих опытов Шэнь Гуа установил, что стрелка компаса показывает не точно на юг, а с некоторым отклонением, и правильно объяснил причину этого явления тем, что магнитный и географический меридианы не совпадают между собой, а образуют угол.
Ученые, которые жили после Шэнь Гуа, уже умели вычислять этот угол (его называют магнитным склонением) для различных районов Китая. В Европе явление магнитного склонения было впервые подмечено Колумбом во время его плавания через Атлантический океан, т.е. на четыре столетия позже, чем его описал Шэнь Гуа.
В XI веке многие китайские корабли были оснащены плавающими компасами. Они устанавливались обычно на носу и на корме кораблей, так что капитаны в любую погоду могли держать правильный курс, сообразуясь с их указаниями.
В таком виде китайский компас в XII веке заимствовали арабы. В начале XIII века «плавающая игла» стала известна европейцам. Первыми ее переняли у арабов итальянские моряки. От них компас перешел к испанцам, португальцам и французам, а позднее — к немцам и англичанам. Поначалу компас состоял из намагниченной иголки и кусочка дерева (пробки), плававшего в сосуде с водой. Вскоре догадались закрывать этот сосуд стеклом, чтобы защитить поплавок от действия ветра.
Первый компас в Индии
Независимо от Китая, магнетизм был открыт и в Индии. Открытие это произошло благодаря горе, расположенной возле реки Инд. Местные жители обратили внимание на то, что эта гора способна была притягивать к себе железо.
Магнитные свойства породы нашли применение в индийской медицине. Так, Сушрута — индийский врач — использовал магнит для хирургических манипуляций.
Как и в Китае, в Индии магнитом научились пользоваться моряки. Их компас выглядел, как самодельная рыба, голова которой была выполнена из материала, обладающего магнитными свойствами.
Таким образом, индийская рыбка и китайская ложка стали прародителями современного компаса.
1302 г. Компас Флавио Джойи
Константин Рыжов В 12 в. арабы заимствовали у китайцев компас. В начале 13 в. «плавающая игла» стала известна европейцам. Первыми ее переняли у арабов итальянские моряки. От них компас перешел к испанцам, португальцам и французам, а позднее – к немцам и англичанам. Поначалу компас состоял из намагниченной иголки и кусочка дерева (пробки), плававшего в сосуде с водой.
Вскоре догадались закрывать этот сосуд стеклом, чтобы защитить поплавок от действия ветра. В середине 14 в. придумали помещать магнитную стрелку на острие в середине бумажного круга (картушки). Затем итальянец Флавио Джойя усовершенствовал компас, снабдив его картушкой, разделенной на 16 частей (румбов) по четыре на каждую часть света. Это нехитрое приспособление стало большим шагом в усовершенствовании компаса. Позже круг был разделен на 32 равных сектора.
В 16 веке для уменьшения воздействия качки стрелку стали крепить на кардановый подвес. В 17 веке компас снабдили вращающейся линейкой с визирами на концах, что позволило точнее отсчитывать направления.
Дальнейшие изменения
В XVI веке иглу со стрелкой закрепили на кардановом подвесе, который был универсальной шарнирной опорой, позволяющей компенсировать резкие движения компаса. Подвес был спрятан в металлический корпус, предохраняющий конструкцию от ударов. Так появился компас для морских судов, на который не действовала качка.
Рис. 2. Старинный морской компас.
Следующее столетие подарило прибору линейку и визирное устройство.
Современный компас
Последующие совершенствования не внесли существенных изменений в прибор. Патент на современный вариант компаса был получен в 1908 году. С этого времени начался массовый выпуск.
Сегодня существует несколько разновидностей компаса: горный для геологов, гирокомпас для морских судов и ракетной техники, электронный, имеющий связь со спутниками.
С помощью горного компаса можно ориентироваться на местности, измерять вертикальные углы, определять превышения точек в рельефе.
Рис. 3. Горный компас.
Дальнейшая история
В средние века ничего особо нового в плане обнаружения новых свойств магнетизма и работы с магнитами не открывалось. Появились лишь новые объяснения этому явлению, в основном связанные с теми же сверхъестественными силами. Так, например, монахи проявление магнетизма объясняли, опираясь на учение о теологии.
Если говорить о Европе, то здесь впервые упоминания о компасе встречаются в трудах Александра Неккама и датируются 1187 годом. Хотя, возможно, использование компаса здесь и на территории Средиземноморья началось значительно раньше — еще во втором тысячелетии до нашей эры, о чем свидетельствуют косвенные указания античных историков. Предполагается, что упоминания компаса не сохранились, поскольку у компаса попросту не было своего названия, чтобы вписать его в исторический документ.
Тремя столетиями позже во время своих плаваний известный моряк Христофор Колумб заметил, что во время морского путешествия магнитная стрелка отклоняется от направления север-юг. Так было открыто магнитное склонение, значения которого по-прежнему используются моряками и указываются на некоторых картах.
По предложению Ломоносова были созданы обсерватории для систематического изучения магнитного поля Земли и его изменений. Однако произошло это уже не при жизни великого русского ученого, но, как говорится, «лучше позже, чем никогда».
Позже Декартом и рядом других ученых была разработана подробная научная теория магнетизма, а также были открыты магнитные свойства и других материалов, не относящихся к ферромагнетикам — пара- и диамагнетиков.
Еще некоторое время спустя были найдены точки магнитных полюсов Земли, где магнитная стрелка имеет наклонение равное 90°, то есть располагается перпендикулярно горизонтальной плоскости.
На полюсах компас будет показывать только в случае, если его расположить вертикально.
Параллельно с изучением магнитов и особенностей проявления их магнитного поля в разных условиях происходило совершенствование конструкции магнитных компасов. Кроме того, были изобретены и другие типы компасов, работающие на принципах, не связанных с магнетизмом. О них мы рассказывали в отдельной статье…
Современные модели магнитных компасов сильно отличаются от их предшественников. Они более компактны, легки, позволяют работать быстрее и дают более точные результаты при измерениях. Кроме того, такие модели зачастую снабжены вспомогательными элементами, расширяющими возможности прибора при работе с картой и на местности.
Не стоит забывать и о компасах, работа которых основана не на магнитных свойствах стрелки. На сегодняшний день таких компасов известно множество, что позволяет пользователю подобрать наиболее удобный для условий эксплуатации вариант.
Как видим, история на данный момент не может дать четкий и однозначный ответ на вопрос, где появился и кем был придуман самый первый компас в мире. Будем надеяться на то, что в скором времени историки смогут смахнуть скрывающую факты пелену древности и у них появится больше данных для того, чтобы выяснить страну первооткрывателей. А нам остается только ждать, учиться и пользоваться знаниями, которые пришли из прошлого и в полной мере используются человечеством на современном этапе развития.