Весьма символично, что Вествик попробовал перо, прокомментировав труд, посвященный астрономическому инструменту. Эти приборы играли чрезвычайно важную роль в средневековой науке. Один французский изобретатель в прологе, сохранившемся в астрономическом сборнике Адама Истона, писал, что «благородной наукой астрономией невозможно овладеть по-настоящему без соответствующих инструментов». В средневековых библиотеках такие инструменты имелись в изобилии и, так же как и книги, выдавались напрокат[265]. Их значение не сводилось к узкопрактической функции облегчить наблюдение или упростить вычисления. Мы уже знаем, что «Трактат о сфере» Сакробоско знакомил студентов со строением Вселенной с помощью астрономического инструмента. Джеффри Чосер пошел еще дальше. Задавшись целью написать исчерпывающее введение в астрономию в пяти частях – по всей видимости, для своего десятилетнего сына, он построил все повествование вокруг одного-единственного инструмента – астролябии.

Позже Джон Вествик прочтет и изучит это сочинение, но задолго до 1390 года, когда Чосер его написал, Вествик уже умел пользоваться астролябией. Он углубил свои знания, когда трудился в библиотеке Сент-Олбанса над второй из избранных им книг и создавал новые копии трактатов «Ректангулус» и «Альбион». Ричард Уоллингфордский назвал альбионом свое самое перспективное изобретение – прибор, рядом с которым и ректангулус кажется детской игрушкой и который превосходит по сложности даже легендарные часы Сент-Олбанса. Чуть позже мы поближе рассмотрим этот планетный суперкомпьютер, но сначала, как и Джон Вествик, должны вплотную заняться астролябией.

Портативная, многофункциональная и изящная, технически совершенная, символ высокого статуса своего обладателя, астролябия представляет собой великолепный образец средневекового научного инструмента. По тем временам она воплощала в себе передовое научное знание со всеми его волнующими – и тревожащими – последствиями. Средневековые писатели и художники вкладывали астролябию в руки колдунам, студентам и даже библейскому мудрецу Соломону. Она справлялась как со сложными астрономическими вычислениями, так и с простым определением времени. Давайте же, взяв пример с маленького сына Чосера, для начала научимся узнавать при помощи астролябии время[266].

Первое и главное, что нужно запомнить: астролябия – это мобильное устройство. Это легко упустить из виду, поскольку мы привыкли видеть астролябии в витринах, где все их движущиеся части застыли в одном положении. Но астролябию постоянно носили с собой, а все ее детали замысливались подвижными. Они были рассчитаны на постоянное движение, повторяющее движение небесных сфер. Инструмент моделировал два самых важных небесных цикла: суточный цикл дня и ночи и годовое путешествие Солнца по эклиптике. Астролябия на фото перед вами (рис. 4.4) не очень далеко переместилась за те семь веков, что прошли со времени, когда она была собрана. Сейчас она хранится в Музее истории науки Уиппла в Кембридже, но изготовлена была, скорее всего, для изучения небосвода над Нориджем, процветающим торговым городом, расположенным в 60 милях пути по лесам и болотам Восточной Англии, к северо-востоку от Кембриджа. На ее донышке выгравирована сетка, воспроизводящая небесную сферу (рис. 4.5, 4.6). Линии азимута и равных высот перекрещиваются, образуя опорные точки, подобно координатной сетке на карте. На фоне этой системы координат движутся звезды, которые никогда не смещаются относительно друг друга (рис. 4.7). Звезды могут опускаться за горизонт, но на астролябии выделено место и для скрытой от глаз области неба. Тут нам ни к чему ни кривые азимута, ни круги равных высот, называемые альмукантаратами (что напоминает об арабском происхождении инструмента). Поэтому в нижней части прибора больше свободного места. Многие мастера, включая и того, кто изготовил нашу астролябию, гравировали здесь кривые, позволяющие переводить равные часы в неравные и наоборот.

Рис. 4.4. Английская астролябия (ок. 1340 г., диаметр 295 мм), закрепленная на подставке из плексигласа

Рис. 4.5. «Тарелка» астролябии, сделанной для широты 52°. К некоторому удивлению современных пользователей, юг расположен сверху, а восток – слева. Многие астролябии комплектовались дополнительными сменными пластинками – тимпанами (шип, расположенный сверху, помогает прочно зафиксировать пластинку). У астролябии из музея Уиппла сменных тимпанов нет: все линии выгравированы непосредственно на основной части прибора

Рис. 4.6. Сетка азимута и равных высот для широты 52° (подходит для Нориджа), выгравированная непосредственно на «тарелке» астролябии. Отверстие в центре – Северный полюс мира. Немного выше кривые азимута сходятся к зениту (расположенному прямо над головой наблюдателя). От зенита расходятся не совсем концентрические круги высот (альмукантараты). На этой астролябии шаг альмукантаратов составляет два градуса, а каждый шестой градус выделен жирной линией. Дальнее от центра полукружие – 0°, т. е. горизонт. В пустом пространстве под линией горизонта расположены кривые для определения времени в неравных часах. Они расходятся в разные стороны от тропика Рака и пересекают небесный экватор

Фигурная решетка, изображенная на рисунке 4.7, называется пауком, и названа она так потому, что движется поверх паутины координатной сетки. Каждый хитро загнутый указатель символизирует видимую звезду. Теперь нам нужно взять эту тонкую, искусно сделанную решетку и поместить ее на тарелку. Заметьте, как точно совмещаются центры деталей. В отверстие вставляется плотно прилегающий штифт, и теперь зафиксированный на месте паук плавно поворачивается вокруг своей оси – точно так же, как вращаются звезды вокруг Северного полюса мира, а свинцовое утяжеление в нужных местах помогает равномерно распределить вес паука. Теперь поверните его по часовой стрелке. Не бойтесь: эти инструменты делали, чтобы активно ими пользоваться, – «ты можешь двигать его вверх и вниз, как хочешь», – писал Чосер[267]. Эта астролябия на несколько десятилетий старше Джона Вествика, и если с начала XIV века она так хорошо сохранилась, что ей требуется только мелкий ремонт, должно быть, она довольно прочная. Выберите звезду – пусть это будет указатель, который заворачивается почти в колечко, рядом с недремлющей птичкой справа от нее (рис. 4.8). Ее название выгравировано аккуратным ломбардским шрифтом: «Альгораб». Это арабское слово означает «ворон», и находится эта звезда в созвездии Ворон, хоть птичка и смотрит в другую сторону. На рисунке 4.4 Альгораб расположен немного ниже горизонта, там, где частая решетка альмукантаратов сменяется пустым пространством, и, если вы повернете решетку паука, звезда опустится еще ниже. Продолжайте поворачивать паука по часовой стрелке до тех пор, пока звезда не взойдет над горизонтом с левой стороны. Эта левая сторона – восток, потому что все звезды – и Солнце не исключение – встают на востоке. Поэтому юг оказывается сверху, что запутывает некоторых наших современников, впервые взявших в руки астролябию; но средневековые пользователи явно без особого труда меняли угол зрения.

Рис. 4.7. Паук (сетка) астролябии Уиппла. Каждое изогнутое острие обозначает видимую звезду. Отверстие в центре – Северный полюс мира. Верхнее кольцо со смещенным центром изображает эклиптику, а дуга в 90°, расположенная ниже, – это часть небесного экватора. За прошедшие 700 лет отломился один-единственный указатель: средний из трех, выступающих с правой стороны кольца эклиптики

Рис. 4.8. Скрученный в кольцо указатель «Альгораб» рядом с симпатичной птичкой, указывающей куда-то в сторону от созвездия Ворон. Сверху виден участок дуги эклиптики с созвездиями Дева и Весы

Поворот паука, который мы только что проделали, охватывает больше 12 часов, прошедших до первого появления Альгораба над горизонтом. Полный поворот паука вмещает 24 часа (в два раза больше, чем циферблат современных часов) и демонстрирует полный оборот небесной сферы, или, если говорить так, как принято сегодня, полный оборот Земли вокруг своей оси. Но на практике нет разницы, с какой стороны на это смотреть. Астролябия работает одинаково хорошо, обращается ли Солнце вокруг Земли или Земля вокруг Солнца, потому что она всего лишь измеряет углы.

Как бы то ни было, в отличие от монахов, которые в предрассветном холоде вглядывались в небо над обителью, ожидая появления опорных созвездий, мы не привыкли так долго наблюдать за звездами. Пока мы следили за движением Альгораба, незаметно для нас взошли и зашли другие звезды. Острие у края внешнего круга, например, помечено словом «Альакраб». В дни Джона Вествика эта звезда была известна под именем Cor Scorpionis, Сердце Скорпиона. Но мастер, сделавший астролябию, которая сегодня хранится в музее Уиппла, предпочел арабскую транскрипцию: Qalb al-Aqrab. Это Антарес, пятнадцатая из ярчайших звезд земного неба. Мы могли заметить, как она исчезает из поля зрения с западной стороны астролябии. Чуть позже мы могли увидеть восход самой яркой звезды из всех – Сириуса, альфы Большого Пса. Ее указатель находится в самом низу решетки и сделан в форме собачьей головы (рис. 4.9). Длинный высунутый язык указывает точное положение Песьей звезды. И снова мастер, сработавший астролябию из музея Уиппла, использовал арабское имя «Альхабор».

Рис. 4.9. Голова и язык Песьей звезды Альхабор (Сириус). Решетка здесь повернута так, что Сириус остановился в самом низу астролябии (на рисунке слева); обратите внимание на отметки 180° и 12 часов пополуночи на бортике (лимбе) тарелки

Сорок одну звезду, изображенную на этой астролябии, должен был знать любой астроном. Джон Вествик и сам составил почти такой же список звезд через полвека после того, как была сделана астролябия из музея Уиппла. Он привел и арабские названия, и латинские: «Альгораб» и «Ворон», «Кальбалакраб» и «Сердце Скорпиона». Несмотря на то что Птолемей перечислил в «Альмагесте» больше тысячи звезд, во всех кратких перечнях и на инструментах, подобных этому, снова и снова с минимальными вариациями повторяются все те же несколько десятков[268].

Перемещая паука поверх перекрещивающихся линий высот и азимутов, мы можем определить, в каком месте над горизонтом взойдет та или иная звезда и на какую высоту она поднимется. В момент кульминации звезда пересекает вертикальную линию небесного меридиана в верхней части астролябии, а затем спускается по ступенькам альмукантаратов с правой – западной – стороны.

Звезды, восходящие с востока на юг, заходящие по правую руку от наблюдателя… В основе действия этого прибора лежит уже знакомая нам идея: сферу можно «сплющить», спроецировав на плоскую поверхность. И правда, один сирийский ученый в 1270-х годах написал, что, как раз расплющив таким образом сферу, некогда изобрели астролябию: однажды Птолемей ехал на осле и уронил на землю армиллярную сферу. Ослик наступил на нее и раздавил: так и появилась астролябия[269].

В этой забавной истории есть толика правды: Птолемей действительно придумал новые методы проецирования. В своем труде «География» он проанализировал и обобщил старые способы проецирования шарообразной Земли – или как минимум той ее части, что считалась обитаемой, – на двумерную карту. В трактате «О планисфере» он проделал то же самое с небосводом, объяснив принципы стереографической проекции, выведенные астрономами древности, в том числе Гиппархом[270]. С точки зрения астрономов и изготовителей инструментов, у стереографического метода есть два огромных плюса. Первый, важный в изготовлении: если расплющить сферу, все ее окружности остаются окружностями, и их можно без труда выгравировать на астролябии. И второй, важный для астрономов: наблюдаемые на небе углы, будучи спроецированы на плоскость астролябии, не изменяются.

Рис. 4.10. Стереографическая проекция. Круги на сфере остаются кругами и на астролябии. Эклиптика – окружность, проходящая через точки равноденствий и солнцестояний

В чем суть стереографической проекции? Представьте себе наблюдательницу, каким-то чудом оказавшуюся на Южном полюсе мира и смотрящую «вверх», на Полярную звезду, расположенную на Северном полюсе мира (рис. 4.10). Ее взору открыты небеса целиком. Ее не волнует, насколько близко или далеко расположен каждый из объектов, ей важны только углы между ними и то, насколько эти объекты близки – с ее точки зрения – к вертикальной линии, протянувшейся к Северному полюсу мира. Глядя вверх, она наносит все принципиально важные кривые на горизонтально расположенный лист стекла, простирающийся через все поле ее зрения. Этот стеклянный потолок и есть плоскость проекции. В данном случае она будет совпадать с плоскостью небесного экватора. Все небесные круги, расположенные между наблюдательницей и небесным экватором, будут казаться ей больше, поэтому она изобразит их за кругом экватора. Все небесные круги, что севернее экватора, покажутся ей меньше, поэтому она зарисует их внутри круга экватора. Свой чертеж она решила ограничить Южным тропиком – тропиком Козерога. Это и будет самый большой, внешний круг. Два круга тропиков и экватор расположены перпендикулярно направлению взгляда наблюдательницы, и их центр совпадает с Северным полюсом мира. А вот центр эклиптики, расположенной под углом к экватору, на чертеже будет смещен в сторону. Эклиптику она изобразит в виде окружности, расположенной между двумя тропиками. Точки, где линия эклиптики пересекает небесный экватор, – это точки весеннего и осеннего равноденствия. Еще она может нарисовать альмукантараты, расходящиеся кругами от зенита до горизонта (см. рис. 4.5). Подобно центру эклиптики, центры альмукантаратов и дуги горизонта будут смещены, потому что эти окружности расположены под углом к экватору. Именно благодаря такому смещению Солнце поднимается выше, находясь на летней стороне эклиптики, но скользит вдоль горизонта на зимней.