Китайский компас

История магнитного компаса уходит корнями в Древний Китай. И вряд ли этому замечательному изобретению была бы уготована долгая жизнь и счастливая судьба, не попади оно в средневековую Европу.

История компаса связана с историей изучения магнетизма. Люди узнали о магнетизме тысячи лет назад, когда впервые столкнулись с необычными свойствами магнитного железняка, или магнетита. Согласно древнеримскому историку Плинию Младшему, магнетит открыл пастух по имени Магн, заметивший, что железная ручка его посоха притягивается к некоторым камням.

Земля сама по себе гигантский магнит. Ее магнитное поле создается электрическими и конвекционными токами внешнего ядра, представляющего собой смесь расплавленного железа с никелем. Как и у простого стержневого магнита, у магнитного поля Земли есть два полюса - северный и южный. Если положить стержневой магнит на лист бумаги с железными опилками, опилки соберутся вдоль магнитных силовых линий, окружающих полюсы. С намагниченным предметом вроде стрелки компаса произойдет то же самое.

К I в. н. э. китайские прорицатели изготавливали из магнетита прибор для гаданий - синань, или «показывающий на юг». Магнетит вырезали в форме ложки и клали в центр полированной деревянной дощечки. Ложку раскручивали. Остановившись, она ручкой указывала на юг. На дощечке были указаны основные направления (север, юг, восток и запад), а также созвездия и символы, принятые в астрологии и предсказаниях судьбы. В 83 г. китайский философ Ван Чун описал подобное устройство, но не сообщил, использовалось ли оно в навигации.

Первые компасы были изготовлены в Китае. Это был предмет из магнетита (например, ложка), позволявший определять стороны света. Магнетит сотни лет использовали астрологи и прорицатели, прежде чем его взяли на вооружение моряки.

В VIII в. в китайских компасах стали применять легкую железную иглу. Ее намагничивали, располагая вдоль магнитной оси куска железняка. В 1086 г. китайский ученый Шэнь Куа (1031-95) написал трактат «Очерки сонного пруда», в котором впервые сообщил о морском магнитном компасе. Через несколько десятилетий (в 1117) Чу Юй в трактате «Застольная беседа в Пинчжоу» описал использование компаса в открытом море. Но понадобился еще целый век, прежде чем европейские мореплаватели увидели в нем незаменимый навигационный прибор.

Считается, что компас (как и многие другие изобретения с Дальнего Востока) привезли в Европу арабы. До появления магнитного прибора европейские путешественники определяли стороны света по Солнцу или Полярной звезде. Астрономические методы были довольно точными, но могли применяться только при безоблачном небе. Плохая погода мешала судоходству, а нередко приводила к катастрофам.

Возможно, в XI в. викинги ходили на кораблях вокруг Северной Европы, уже ориентируясь по компасу, но первое письменное сообщение об использовании магнитного компаса на Западе содержится в книге английского ученого и священника Александра Некама (1157-1217) DeNaturisRerum («О явлениях природы»), вышедшей в 1180 г.

Первые европейские компасы состояли из магнитной иглы, которую перпендикулярно втыкали в соломинку и опускали в тарелку с водой. Это устройство довольно точно показывало север и юг, но не переносило морскую качку. К1250 г. иглу уже укрепляли на стержне, скрытом под подвижным диском - картушкой, на которую наносили основные направления. При движении иглы двигалась и картушка.

Законы, определяющие поведение магнитов, а следовательно, и компаса были впервые описаны французским ученым и военным Петрусом Перегринусом в 1269 г. Он описал магнитные полюсы и изобрел циферблат компаса, который показывал направление с точностью до градуса.

Дальнейшее совершенствование прибора было связано с помещением иглы и циферблата в футляр. Легкие футляры изготавливали из дерева или слоновой кости - материалов, которые не мешали магнитному полю влиять на иглу. В более поздних моделях использовалась медь. В XVI в. судовые компасы начали монтировать на самокорректирующихся креплениях, или карданных шарнирах, которые обеспечивали надежное положение компаса, несмотря на качку.

Вскоре компасы стали незаменимыми приборами. В 1594 г. английский философ Фрэнсис Бэкон назвал магнитную «иглу» одним из трех величайших достижений цивилизованного мира (двумя другими были порох и печатный пресс). Каждый год тысячи моряков рисковали жизнью, держа курс, указанный крошечным кусочком железа. Со временем они поняли, что стрелка компаса тоже ошибается. Она отклоняется от верного курса рядом с некоторыми предметами, чаще железными. В море на показания компаса действуют расположенные недалеко массивные участки суши. Опытные штурманы знают, что, когда корабль держит курс на запад или на восток, необходимо исправлять ошибку - компенсировать девиацию.

Этот морской компас изготовил знаменитый французский мастер Жозеф Ру ок. 1775 г. Стрелка укреплена на стержне, скрытом под циферблатом, а весь инструмент помещен в прочный деревянный футляр, который можно установить на карданных шарнирах, чтобы качка не влияла на прибор.