История компаса. Компас (история изобретения) Как появился компас

Компас, как и бумагу, еще в глубокой древности изобрели китайцы. В III веке до Р.Х. китайский философ Хэнь Фэй-цзы так описывал устройство современного ему компаса: 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. Таким был самый древний прибор для определения сторон света. В XI веке в Китае впервые появилась плавающая стрелка компаса, изготовленная из искусственного магнита. Обычно она делалась в форме рыбки. Эту рыбку опускали в сосуд с водой. Здесь она свободно плавала, указывая своей головой в ту сторону, где находился юг. Несколько разновидностей компаса придумал в том же XI веке китайский ученый Шэнь Гуа, 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 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. В середине XIV века 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 XVI веке для уменьшения воздействия качки стрелку стали крепить на кардановый подвес, а век спустя компас снабдили вращающейся линейкой с визирами на концах, что позволило точнее отсчитывать направления. Компас произвел такой же переворот в мореплавании, какой порох - в военном деле, а переделочный процесс - в металлургии. Он был первым навигационным прибором, позволившим прокладывать курс в открытом море. Вооружившись компасом, испанские и португальские моряки в конце XV века отважились на далекие плавания. Они оставили морские берега (к которым мореплавание было привязано на протяжении нескольких тысячелетий) и пустились в плавание через океан.

Инструкция

Идея создания компаса принадлежит древним китайцам. В III веке до н.э. один из китайских философов описывал компас того времени следующим образом. Это была разливательная ложка из магнетита, у которой был тонкий черенок и хорошо отполированная шарообразная выпуклая часть. Опиралась ложка своей выпуклой частью на такую же тщательно отполированную поверхность медной или деревянной пластины, при этом черенок пластины не касался, а свободно висел над ней. Таким образом, ложка могла вращаться вокруг своего выпуклого основания. На самой пластине были нарисованы стороны света в виде зодиакальных знаков. Если специально подтолкнуть черенок ложки, она начинала вращаться, при этом, останавливаясь, черенок всегда указывал точно на юг.

Все в том же Китае в XI веке придумали плавающую стрелку компаса. Делали ее из искусственного магнита, обычно в форме рыбки. Ее помещали в сосуд с водой, где она свободно плавала, а остановившись, также всегда указывала головой на юг. Другие формы компаса в том же веке были придуманы китайским ученым Шэнь Гуа. Он предлагал намагнитить обычную швейную иглу о природный магнит, а затем прикрепить эту иглу в центре корпуса к шелковой нити с помощью воска. Так получалось меньшее при повороте иглы, чем в воде, а потому компас показывал более точное направление. Еще одна модель, предложенная ученым, предполагала крепление не к шелковой нити, а к шпильке, что больше напоминает современную форму компаса.

Почти на всех китайских кораблях в XI были установлены плавающие компасы. Именно в таком виде они распространились в мире. Сначала их в XII веке переняли арабы. Позже магнитная игла стала известна и в европейских странах: сначала - в Италии, затем - в Португалии, Испании, Франции, позднее - в Англии и Германии. Сначала намагниченная игла на кусочке дерева или пробки плавала в сосуде с водой, позже сосуд догадались закрыть стеклом, а еще позже магнитную стрелку догадались размещать на острие в центре бумажного круга. Затем компас был усовершенствован итальянцами, к нему была добавлена катушка, которая делилась на 16 (позже - 32) равных секторов, указывающих на стороны света (сначала по 4, а позже по 8 секторов для каждой из сторон).

Дальнейшее развитие науки и техники сделало возможным создание электромагнитного варианта компаса, который более совершенен в том плане, что не предусматривает отклонений из-за наличия ферромагнитных деталей в том транспортном средстве, на котором он используется. В 1908 году немецкий инженер Г. Аншютц-Кэмпфе создал прототип гирокомпаса, преимуществом которого стало указание направления не на магнитный северный полюс, а на истинный географический. Для навигации и управления крупными морскими судами почти повсеместно используется именно гирокомпас. Современная эра новых компьютерных технологий позволила придумать электронный компас, создание которого связано, прежде всего, с развитием системы спутниковой навигации.

История изобретения компаса уходит далеко в прошлое. Первое описание компаса сделал в III веке до нашей эры китайский философ Хэнь Фэй-цзы. Это была разливательная ложка, сделанная из магнетита с узкой ручкой, по форме похожая на шар.

Ее устанавливали на пластину из меди и дерева, на которой была сделана разметка знаков зодиака. При этом ручка находилась на весу и могла крутиться по кругу. Ложку приводили в движение, и она всегда при остановке указывала на юг. Это был самый первый компас в мире.

В середине XI столетия в Китае изготовили из искусственного магнита плавающую стрелку. Чаще всего она имела форму рыбы. Ее опускали вводу, где она плавала. Голова рыбки всегда указывала на юг. В тоже время ученый из Китая Шэнь Гуа придумал несколько вариантов компаса. Он намагничивал швейную иглу и с помощью воска крепил ее к висящей нити из шелка. Это был более точный компас, так как было уменьшено сопротивление, возникающее при повороте. В другом варианте он предлагал эту иголку насадить на шпильку. На основании своих опытов изобретатель Шэнь Гуа заметил, что стрелка показывает на юг с небольшим отклонением. Он смог объяснить это разницей между магнитным и географическим меридианом. Позже ученые научились высчитывать это отклонение для разных частей Китая. В XI столетии на многих китайских кораблях стояли плавающие компасы. Их располагали на носу корабля, чтобы капитан всегда мог смотреть на его показания.

В XII веке китайским изобретением воспользовались арабы, а в XIII веке — европейцы. В Европе первыми узнали о компасе итальянцы, потом испанцы, французы, а затем англичане и немцы. Тогда компас представлял собой пробку и намагниченную иголку, плавающую в емкости с водой. Вскоре, чтобы защитить от ветра, ее стали прикрывать стеклом.

В начале XIV века намагниченную стрелку установили на круг из бумаги, а через некоторое время итальянец Флавио Джойя разделил круг на 16 частей, а затем на 32 сектора. В середине XVI столетия стрелку закрепили на карданном подвесе, для снижения влияния качки, а через столетие в истории компаса отмечено появление вращающейся линейки, что увеличило точность показаний. Компас стал первым прибором навигации для прокладывания пути в открытом море. Это позволило морякам отправляться в далекие плавания через океан.

Этот удивительный и простой прибор мы знаем с детства. Возможно мы не пользуемся им каждый день, но все-таки знаем его предназначение и наверняка хоть раз, да и держали его в руках. Сегодня электронный вариант такого устройства есть в большинстве моделей смартфонов.

Существуют несколько типов компасов, которые различаются принципом работы - это обычный магнитный компас, гирокомпас, радиокомпас, спутниковый компас. Все эти модели могут несколько отличаться точностью, но все-таки пользоваться всеми ими вполне можно.

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!

История создания первого магнитного компаса уходит вглубь веков и по-прежнему во многих моментах остается загадкой. До нас в основном доходят лишь обрывки тех историй, с которыми можно было бы связать появление первого магнитного компаса. На звание страны, в которой появился первый компас, претендуют Греция, Китай и Индия, но и здесь все не так однозначно.

Предлагаю вместе рассмотреть дошедшие до нас благодаря скрупулезной работе историков сведения, на основании которых можно будет получить представление о том, где и когда появился один из первых навигационных приборов, который и по сей день пользуется большой популярностью и используется как моряками, так и любителями путешествий по суше.

Одна из «моделей» старинных компасов, вполне исправно работающая и сегодня.

Поскольку изобретение магнитного компаса тесно связано с открытием и изучением магнетизма, дальнейший наш рассказ будет параллельно рассматривать и это явление.

Первый китайский компас

По мнению некоторых исследователей, впервые явление магнетизма открыли древние греки. Однако есть и другая точка зрения, отдающая авторство открытия китайцам.

Ученые, отдающие предпочтение «китайскому открытию», ссылаются на летопись, сделанную в третьем тысячелетии до нашей эры, хотя предполагается, что сам магнитный железняк (он же - магнетит) был открыт китайцами на тысячелетие раньше.

В летописях, на которые ссылаются ученые, предполагается, что уже китайский император Хуан-ди во время своей битвы для навигации использовал компас. Однако по другой версии вместо компаса на его повозках использовалось устройство в виде колесницы, на которой миниатюрная фигурка человека показывал направление на юг.

Реконструкция такой колесницы показана на фото ниже:

Эта колесница устанавливалась на транспортное средство и соединялась с его колесами таким образом, что благодаря налаженному механизму шестеренок при повороте повозки колесница начинала вращаться в противоположном направлении. Таким образом миниатюрная фигурка человека на колеснице всегда неизменно показывать на юг, независимо от поворота транспорта. Вообще, конечно, фигурка эта показывала бы и в любом другом направлении: все зависело от того, куда ее изначально направят. Сама же колесница не была в состоянии ориентироваться по сторонам света, как это делает стрелка магнитного компаса.

Интересно, что один из первых китайских компасов, представлявший собой ложку, изготовленную из магнитного материала и вращающуюся на гладкой доске, применялся не по прямому назначению, а в магический ритуалах для предсказаний. Такое использование магнита имело место в третьем тысячелетии до нашей эры, хотя по другой версии магнитные свойства ферромагнетика использовали в древнем Китае уже в четвертом тысячелетии до нашей эры в обрядах феншуя, объясняя магнетизм проявлением высших сил.

К концу же второго тысячелетия до нашей эры китайские моряки уже в полной мере пользовались магнитными компасами по прямому назначению - для ориентирования на морских просторах.

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.

Компас и Древняя Греция

Древняя Греция, как и предыдущие две страны, не отставала в научной сфере. Греки независимо от других ученых самостоятельно обнаружили и исследовали явление магнетизма, а после - создали свой первый компас.

В VII–VI веках до нашей эры древними греками, а именно Фалесом Милетским, было обнаружено, что известный на протяжении нескольких веков магнетит способен притягивать железо.

Объяснялось это явление по-разному: кто-то полагал, что магнетит имеет душу, которая тянется к железу, кто-то - что железо обладает влажностью, которую в свою очередь и поглощает магнит. Но, как понимаем, такие объяснения были еще очень далеки от истины.

Позже Сократ открыл явление намагничивания железа, притянутого к магниту. А еще некоторое время спустя было обнаружено, что магниты могут не только притягиваться, но и отталкиваться.

Именно благодаря открытию Сократа сегодня работают не только компасы, но и огромное количество других приборов.

Так постепенно раскрывались все грани магнетизма, которые в дальнейшем позволили раскрыть его природу. Но на этом этапе еще было рано говорить о чем-то, подобном компасу.

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

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.