Исследования и работы Клавдия Птолемея. Первый атлас мира.

Расцвет картографии в Древнем Риме проявляется в работах Клавдия Птолемея ( 90-168 гᴦ. н.э.) греческого астронома, картографа. Его «Руководство по географии» в восьми книгах, несомненно, принадлежащее к великим творениям древней культуры, почти на четырнадцать столетий предопределило развитие картографической науки. Оно было написано около 150 года н. э. Шесть томов его трудов посвящены описанию Земли в пределах известных Птолемею. В странах перечислены: населенные пункты, горы, реки и т.д.; определены их координаты; указаны племена и народы, заселяющие их (итого 8000 географических объектов). На 27 картах изображены крупные части Земли (атлас). Меридиан у Птолемея составлял – 37800 км. Направление, положенное Птолемеем, можно назвать математико-географическим. В его сферу входили вопросы выяснения фигуры и размеров нашей планеты, разработка картографических проекций и, главное, определение географических координат пунктов в целях создания карт Земли.

В отличии от Страбона, которого интересует местоположение конкретных пунктов и составление точной карты мира, по крайней мере той его части, которая пригодна для жизни, Птолемея интересует в первую очередь Земля – вся Земля, а не только пригодная для жизни ее часть. Но превыше всего его интересовало по-научному точное изображение сферической Земли в удобочитаемой форме. Другими словами, его интересовала карта мира. Клавдию Птолемею, больше чем кому бы то ни было из древних, удалось определить элементы и формы научной картографии. С публикацией его «Географии» картография – такая, какой мы ее знаем, – отделилась от географии – такой, как мы ее понимаем.

На самом деле «География» – скорее атлас мира с длинным текстовым введением в предмет картографии, нежели трактат по географии. Здесь впервые были сформулированы обязанности составителя карт, его ограничения и природа материалов, с которыми ему приходится работать. Методы картографирования мира, обрисованные Клавдием Птолемеем, представляют собой фундаментальные принципы современной геодезии.

В картографии, говорит Птолемей, обязательно нужно рассматривать форму и размеры Земли в целом. Чрезвычайную важность имеет и ее положение под небесами, ибо для того, чтобы описать любую конкретную часть мира, необходимо знать, под какой параллелью звездной сферы эта часть находится. В противном случае, как определить продолжительность дней и ночей в этой местности, как узнать, какие звезды там всегда находятся над головой, какие каждую ночь поднимаются из-за горизонта, а какие вообще не показываются? Все подобные данные следует считать важными для изучения и картографирования мира. И, добавляет он, «великим и совершенным достижением математики является то, что она показала человеческому разуму все эти вещи». С помощью астрономии и математики, Птолемей делает окончательный вывод; Землю можно нанести на карту с той же точностью, с какой уже картографированы небеса.

Птолемей начал свою деятельность с усвоения содержания трудов Марина. Марин, если верить Птолемею, был многосторонним человеком; он открыл множество вещей, неизвестных прежде, прочитал чуть ли не всех историков и исправил многие их ошибки (предположительно, это ошибки, имеющие отношение к географическому положению мест, которые упомянуты в рассказах о путешествиях). Более того, он постоянно редактировал и перерабатывал собственные географические карты; прежде чем они попали в руки Птолемея, успело выйти, по крайней мере, два «издания». Окончательные варианты были почти свободны от недостатков, а текст его, по оценке Птолемея, был настолько достоверен, что «создается впечатление, что можно полностью описать Землю, на которой мы обитаем, по одним только его комментариям, без всяких других исследований». [1]

Птолемей избрал сетку параллелей и меридианов, созданную Гиппархом и основанную на разделении круга на 360⁰. Таким образом, он получил возможность математически точно определить местоположение любого пункта. Птолемей, считая, что карты должны строиться по данным астрономического определения координат, поставил своей целью исправить данные Марина и составить их сводку в качестве объективной основы для новой карты мира.

В первой книге «Руководства» речь идет о картографических проекциях и указывается ряд координат, вычисленных на основе астрономических наблюдений самого автора. В книге содержится теоретическое и методическое введение, в котором рассматриваются способы определения расстояний, положения пунктов и изображения поверхности земного шара на плоскости, т.е. то, что составляет «математическую географию». Здесь же он критически рассматривает данные Марина о размерах известной части Земли и пытается их исправить. Важно заметить, что Птолемей критиковал Марина за то, что он строил карту мира в цилиндрической проекции, которая сильно искажает расстояния по параллелям. Пытаясь избежать ошибок своего предшественника, Птолемей предложил две новые картографические проекции – простую коническую и псевдоконическую равнопромежуточную, которые успешно использовал в своей научной деятельности.

Шесть следующих томов (со второго по седьмой) содержат таблицы широт и долгот и представляют собой перечень географических названий с их координатами. Однако из 8 тысяч приведенных им пунктов только около 400 опираются на наблюдения широт, а все остальные координаты подсчитаны по определениям расстояний. Естественно, что в данных Птолемея оказались грубые ошибки (особенно в долготах), которые привели его к сильному преувеличению общей протяженности суши с запада на восток. Во многих случаях Птолемей принимал различные наименования одних и тех же пунктов из старых источников как относящиеся к разным объектам, что создавало немало путаницы

Из-за преувеличенного путешественниками размера Азии получалось, что известный к тому времени мир протянулся более чем на 180° (в действительности на 130°). На 180-м меридиане его карты находится Китай, гигантская суша, простирающаяся от вершины карты до экватора. Отсюда следовало, что неизвестная часть азиатского континента тянется еще дальше, туда, где сейчас изображают Тихий океан.

В то время не существовало точных способов определения географической долготы. Поэтому значения долгот различных точек у разных авторов существенно различались. К тому же при проведении измерительных работ картографы использовали несовершенные измерительные инструменты. Именно поэтому фактически каждая из перечисленных Птолемеем географических координат (долгота и широта) представляла собой произвольно выбранную величину из умозрительных оценок самого автора. Более того, Птолемей, следуя Марину, взял в качестве основного меридиана (нулевого, меридиана отсчета) линию, проведенную в направлении север-юг через самые западные из известных тогда островов – либо Канарские, либо Мадейра. Избрав на западе приблизительную (оценочную) долготу, он при движении на восток постоянно увеличивал ошибку. В результате Птолемей, исходивший в своих вычислениях из неправильной оценки размеров земной окружности, сделанной в свое время Посидонием, еще больше преувеличил протяженность земель в восточном направлении. Пользуясь работой Птолемея, Колумб предполагал, что Азия должна быть совсем недалеко от Европы, если следовать на запад.

Последняя книга состоит из карт различных районов Земли. До сих пор остается неясным, составил ли сам Птолемей карты, которые ему приписываются по традиции, или же только подготовил материал и теоретическое обоснование для этих карт.

Оригиналы карт утрачены, однако сам трактат был обнаружен на рубеже XIII и XIV вв. На основе его описаний картографам эпохи Возрождения удалось реконструировать и утраченную карту мира.

«Руководства по географии» - уникальный географический справочник, по данным которого была осуществлена корректировка карт мира. Однако на этих «откорректированных» картах есть немало неточностей и пробелов. Например, на карте мира Индийский океан оконтурен с юга обширным земным массивом. Возможно, что эту идею Птолемей заимствовал у Гиппарха, но остается невыясненным, на каких именно сведениях основывался сам Гиппарх. Эта «Неизвестная Южная Земля» сохранялась на всех мировых картах вплоть до XVIII в., т. е. до плаваний капитана Джеймса Кука, сообщившего, что такой земли не существует.

Регион Средиземного моря, части Западной Европы и Ближний Восток выглядят почти так же, как на современных картах, однако ошибки дают представление о том, каким видели мир древние греки. Птолемей ничего не знал о существовании Америк, остров Шри Ланка по своим размерам напоминал Индийский полуостров. Птолемей в целом переоценил размеры окружности Земли примерно на четверть.

Картина мира Птолемея простирается от Канарских островов на западе до современной Кореи на востоке. Самая северная точка карты — легендарный остров Туле, который мог быть как Скандинавией, так и Оркнейскими островами. На юге карта ограничена Африканской Сахарой, переходящей в юго-восточную Азию. На карте нет Тихого океана, размеры Средиземного моря сильно преувеличены (на 20 градусов (61 вместо 41)).

Для греков Ойкумена (обитаемый мир) была сосредоточена в Средиземноморье. На карте оно показано относительно точно, так как автор основывался на знаниях греков и римлян, накопленных тысячелетиями. Хорошо картирован также берег Северной Африки, включая город, где жил Птолемей, Александрию, а также Византия, Черное и даже Каспийское моря.

Описание Британии показывает неплохое знание берегов, устьев и очертаний рек, возможно, почерпнутые из римских источников. Несмотря на неправильно изображение Шотландии с запада на восток (что отразилось и во многих других более поздних классических картах), в целом Англия на карте нарисована сравнительно точно, в том числе ее расположение относительно Ирландии.

На Дальнем Востоке, в самой удаленной точке карты Птолемея, находится таинственный порт Cattigara, на 177 градусов на восток Канарских островов. Его относят то к Древнему Китаю, то к Корее, то даже к западному берегу Америки. Он расположен на огромном материке, который остается непрерывным вплоть до Северной Африки. На западе показан выдающийся мыс, известный как «Золотой Херсонес», который, по-видимому, является Малайским полуостровом.

Чем восточнее, тем более умозрительной и абстрактной становится география Птолемея. Например, выделяется большой остров Тапробана, который намного больше Британии и расположен примерно на месте современной Шри-Ланки. Указано, что от Индии до него плыть 20 дней, а берег почти полностью плоский. По острову проходит линия экватора, и его легко спутать с любым островом от восточной Африки до Индонезии.

Птолемей полагал, что обитаемый мир кончается к югу от экватора, вдоль параллели, идущей через юг Египта и Ливию. Северная Африка включает в себя сеть озер и рек, простирающихся на запад от оазиса Фаюм в Египте, но 16 градусов на юг от экватора совсем неизвестны, или terra incognita [3].

Свою работу Птолемей сопроводил атласом из 27 карт: 10 региональных карт Европы, 4 карты Африки, 12 карт Азии и сводная карта всего известного к тому времени мира.

Книга завоевала такой авторитет, что даже столетие спустя после путешествий Христофора Колумба и Магеллана, которые ниспровергли основные положения Географии, все еще выходили карты в стиле Птолемея. Некоторые из его ошибочных представлений настойчиво повторялись на картах 17 и 18 вв., а что касается внутренней Африки, то его карта печаталась даже в 19 в., несмотря на то, что Птолемей, не мелочась, нарисовал западное побережье Африки совершенно произвольно; хотя он больше чем наполовину урезал площадь, выделенную под Африку Марином, приведенный им контур все равно не имел никакого отношения к реальности.

Другой масштабной работой Клавдия Птолемея был «Альмагест». В ней упор был сделан на астрономию, поэтому она не имела такого большого значения для картографии как «Руководство по географии», но также сыграла свою роль в развитии картографической науки. После публикации «Альмагеста» части окружности перестали выражать в неудобных долях. В 9-й главе первой книги Птолемей объяснил, как образуется таблица хорд. Он начал с круга, окружность которого разделил на 360 градусов. Затем разделил каждую часть еще пополам. Он разделил диаметр круга на 120 равных частей, затем разделил каждую из 60 частей радиуса на 60 равных частей, а затем – еще раз каждую на 60 равных частей. В латинском переводе текста эти части стали называться partes minutaeprimae и partes minutae secundae, откуда и произошли современные угловые «минуты» и «секунды». [1]