Непростое дело навигацкое

Следующая статья

Александр Рубинов — о сотрудничестве с верфью Elling, своей книге и идеальной лодке

Предыдущая статья

Дайджест новостей 6-12 декабря

Почему в XVII веке для определения местоположения судна французы пользовались счислительным квадрантом, а голландцы — логарифмическими таблицами? Было ли это вопросом национальной гордости, образовательной системы или государственной политики? Разбираемся вместе с канадским историком Маргарет Скотти.

С середины XVI до начала XIX века штурманы были в числе главных людей на борту, поскольку никто больше не умел быстро и безопасно провести судно из одного порта в другой. До XVI века торговое судоходство оставалось преимущественно каботажным, а когда европейцы начали пересекать океаны, неделями не видя суши, наступила эпоха большой навигации.

В те времена моряки не знали, с чем им придется столкнуться по пути, и уже в 1634 году во французских законах появилось требование иметь на борту трех штурманов: двух для сопровождения местных переходов и одного — для дальних походов. Первые больше походили на современных лоцманов и полагались на собственную память, тогда как вторые — на вычисления и приборы. Рядом с теми и другими всегда были ученики, которые могли взять на себя навигацию, если старший штурман умрет от цинги или дизентерии, а в спорных ситуациях мнение старшего штурмана зачастую главенствовало над капитанским.

О глобализации судоходства тогда не могло идти речи, и европейские морские державы придерживались своего пути, стараясь во всем обогнать соседей. Навигационная наука не исключение, и если провести сравнительный анализ подходов к ее развитию, получится весьма любопытная картина. Именно этим занимается Маргарет Скотти — историк науки, профессор Йоркского университета (Канада) и автор книги Sailing School, в которой она сравнивает навигационные техники, которыми пользовались штурманы Англии, Франции, Испании и Нидерландов в период с 1550 по 1800 год.

Когда я прочитал Sailing School, то сразу понял, что она принадлежит к числу тех книг, которые полностью меняют понимание поднятой темы. Маргарет описывает, на какие инструменты и методики опирались штурманы на протяжении двух с половиной веков, и делает это в очень свежем, оригинальном стиле. Она вынесла этот предмет на широкую дискуссию и пришла к выводам, предлагающим богатую почву для размышлений.

Дэвид Дэйвис, председатель Британского общества морских исследовани

«История, из которой выросла эта книга, началась на Центральном железнодорожном вокзале Амстердама, — рассказывает Маргарет. — Летом 2009 года я встретилась там с одним видным морским историком. Он поведал мне много интересного о технических тонкостях определения местоположения судна и в какой-то момент упомянул, что голландские штурманы пользовались таблицами, а французские — приборами. Я поинтересовалась у него, почему, но он просто сказал, что особой разницы нет, ибо и те и другие давали ответ. Мне как историку науки это показалось любопытным, и чтобы понять, почему штурманы подходили к решению типовых задач разными способами, я засела в архивы полудюжины стран и за десять лет нашла ответы на некоторые вопросы».

У соседей — лучше?

Морская история почти никогда не была сравнительной, но если переосмыслить ее в этом ключе, то можно увидеть много нового. Особенности торгового и военного мореплавания тесно связаны с национальными чертами, однако ученые склонны рассматривать их исключительно через призму патриотизма. Правда, так было не всегда, и на заре мореплавания люди смотрели шире. Например, Сэмюэля Пипса (1633−1703), чиновника административной службы британского военного флота, очень беспокоили соперники его страны. Ему был всего 31 год и он служил клерком в Адмиралтействе, когда ему поручили написать историю военного флота Британии. На тот момент Пипс был убежден: Англия почти во всем отстает от соседей, в том числе и в искусстве навигации. «Наше первое руководство по навигации, The Rutter, переведено с французского, — пишет он в книге Naval Minute-Book, датированной приблизительно 1680−1695 годами. — Герцог Йоркский согласен со мной в том, что французские руководства по морскому делу, изложенные в Book of Ordinances, великолепны, и что Франция превзошла в этом и нас, и голландцев. Замшелость Англии видна во всем, что связано с наукой и практикой мореплавания».

Пипс был не единственным, кто пытался заглянуть по ту сторону границ своей страны. Создатель французского военного флота Жан-Батист Кольбер (1619−1683) тоже интересовался происходящим у соседей. Но, в отличие от Пипса, был уверен: лидируют в вопросах навигации вовсе не французы, а голландцы. «У голландцев есть штурманские школы, именно поэтому их штурманы несравнимо лучше, чем штурманы всех остальных стран», — написал Кольбер почти тогда же, в апреле 1681 года.

Приведенные примеры показывают, насколько высок был интерес к тому, как соседние государства готовят своих моряков, ведь каждая морская европейская держава старалась защитить свои берега и сохранить репутацию неприступной крепости. Администраторы флота переживали, что соседи лучше тренируют штурманов, и пытались во что бы то ни стало добыть секретную информацию.

Историк науки Мария Портуондо считает, что в начале XVI века космография и навигацкое дело были поистине секретными науками. В то время Испания всеми силами старалась ограничить доступ к рукописям и картам, содержавшим информацию о только что открытых частях света. Тем не менее к концу того же века секретов уже почти не осталось, и причиной тому — появление книгопечатания. Как только в Амстердаме напечатали первые навигационные карты и учебники, процесс копирования было уже не остановить. К 1580-м годам моряки Северной Европы получили доступ к важнейшим текстам, созданным иберийскими мореплавателями, и за полвека постигли основы навигации по небесным светилам — теоретической абстракции с математическим аппаратом.

Благодаря доскональным записям Пипса и Кольбера мы знаем, что в североевропейских странах уважали достижения испанцев и копировали их методы настолько точно, насколько это было возможно. Кольбер педантично собирал информацию о том, чему учат в школах навигации, как именно преподаватели ведут занятия, сколько учеников в классе и кто из них успешно сдал экзамены. Опираясь в том числе на эти исследования, в 1680-х годах Кольбер начал развивать школы во Франции и создавать национальный военно-морской кодекс. Развитием военного флота по другую сторону Ла-Манша в это же время лично занимался английский король Карл II.

Маргарет Скотти, историк науки, профессор Йоркского университета

В список стран моего сравнительного исследования не вошла Португалия, несомненно, сыгравшая крайне важную роль в развитии теории навигации. Одна из причин состоитв том, что сильное землетрясение 1755 года уничтожило Королевскую библиотеку в Лиссабоне, где погибли многие важные рукописи, которые могли пролить свет на эту тему.

Хотя Сэмюэль Пипс не имел такого политического влияния, как Жан-Батист Кольбер, он все же смог провести некоторые реформы в Королевском флоте. В своем исследовании его истории Пипс приводит список испанских книг, которые необходимо привезти из-за границы для перевода на родной язык, а позже составляет систематический указатель всех изданных на английском навигационных книг. Пипс также черпал знания из всех доступных ему источников, чтобы организовывать школы и обучать молодых мореплавателей. «Полагаю, что недавно учрежденную королем Математическую школу мы тоже позаимствовали у французов, а те, в свою очередь, у испанцев», — писал он.

К тому времени в Севилье уже действовала морская школа Seminario de los ninos, основанная в 1552 году как подразделение национального агентства Каса-де-Контратасьон, управлявшего всей исследовательско-колонизационной деятельностью империи. Позже там учредили второе учебное заведение для штурманов, располагавшееся в поныне существующем дворце Паласио-де-Сан-Тельмо, который был назван в честь святого Тельмо, покровителя моряков. Помимо выучки на борту, обучающиеся в этих школах слушали лекции, штудировали учебники и сдавали экзамены.

Так выглядела Севилья в XVI веке, и в этот период в городе уже работали школы для моряков

Что в этом особенного, спросит читатель? Дело в том, что для штурманов начала XVI века такой формальный подход к обучению был абсолютно нелогичным. Прежде им приходилось годами набирать опыт в море, но с появлением книг все изменилось. Испанским преподавателям пришлось каким-то образом научиться применять университетскую модель образования с лекциями и экзаменами к людям, никогда не ходившим в школу. Постепенно эта модель пришла в северные страны и закрепилась в учебных пособиях, а XVI век и начало XVII века стали временем, когда люди постепенно убеждались в том, что по книгам можно и нужно учиться навигации. Кольбер и Пипс скопировали этот подход для своих стран: в 1665 году открылась школа в Грасе, и в следующие 16 лет французы учредили еще девять.

Государственными организациями дело не ограничивалось, поскольку европейские предприниматели стали открывать частные навигационные школы, где уроки навигации студентам продавали наряду с приборами и книгами. В итоге к концу XVII века, по мере проникновения иберийских учебников на север, происходило глубокое взаимное обогащение знаниями в этой области, и национальных различий между европейскими странами становилось все меньше. Голландцы ездили обучать моряков в Данию, а немцы и скандинавы приезжали учиться в Амстердам.

В ходе своего исследования Маргарет Скотти прочитала сотни учебников, изданных в разных странах, и обнаружила в них очень похожие диаграммы, поясняющие, как пользоваться волвеллами для расчета приливов и отливов или, например, рассчитывать склонение Солнца для определения широты. Это еще раз указывает на то, что европейские морские нации разрабатывали чрезвычайно похожие стратегии обучения штурманов, чтобы те могли эффективно решать типичные задачи. Тем не менее национальные различия все же присутствовали.

Быстро ли, медленно ли…

Определение скорости в условиях плотной облачности и отсутствия видимых ориентиров с последующим расчетом местоположения судна на основе его последней вычисленной позиции считалось одной из самых сложных задач для штурманов того времени. Кроме того, мореплаватели не имели точного представления о направлении и скорости океанских течений, а значит, не могли безошибочно определить снос судна.

«Умный человек <…> понимает сложность, а в действительности невозможность дать точную оценку [местоположения судна]», — писал в 1643 году французский картограф и навигатор Жорж Фурнье в работе под названием Hydrographie. Спустя 25 лет его соотечественник профессор гидрографии Гийом Дени в книге Art de navigeur par les Nombres заявил, что «определение курса есть самая трудная задача, поскольку ничто, кроме рассудительности и опыта, не может помочь с его расчетом, и даже когда соблюдены все меры предосторожности, расчет зачастую оканчивается ошибкой».

Проблему определения скорости судна давно пытались решить с помощью механических приспособлений. Так, римский архитектор и механик Витрувий предложил записывать положение идущего судна с помощью водяного колеса с редуктором; изобретали приборы, использующие ветер, но точность измерений была неудовлетворительной.

В 1574 году Уильям Берн впервые подробно описал ручной лаг, а к 1620-м годам английский математик Эдмунд Гюнтер предложил с заданной периодичностью завязывать на его веревке узлы, чтобы упростить расчеты. Французы тоже использовали этот инструмент (первая известная иллюстрация опубликована в 1632 году), а вот голландцы предпочли радикально иной подход. Им не требовались приборы, поскольку скорость измеряли, определяя время, за которое клок морской пены проходил отрезок (40 или 60 футов) между двумя отметками на корпусе.

Но как голландские штурманы достаточно точно определяли это время? В голландских учебниках того периода (и только в них!) авторы посвящают много страниц тому, как это делать, и призывают моряков долго смотреть на воду и проходящие с известной скоростью суда, чтобы совершенствовать свой внутренний метроном, позволяющий отсчитывать время всегда в одном и том же темпе. «Необходимо ежедневно обращать внимание на скорость, с которой движутся суда, откладывать это в памяти и помнить, сколько миль корабль проходит за день, — писал Клаас Вохт в руководстве De Zeemans Wegh-Wyser, изданном в Амстердаме в 1695 году. — Таким образом со временем учишься делать верные предположения».

Прежде штурманы зарабатывали свою репутацию в основном за счет умения запоминать географические опасности и особенности маршрутов в море. Эти способности оказывались востребованы и в океанских экспедициях: хорошая память была неразрывно связана с неустанными наблюдениями, однако требовался более стандартизированный подход. Так, в 1662 году Йост ван Брейн посвятил целую главу книги Stiermans Gemak калибровке внутреннего метронома с помощью песочных часов и дал подробные указания, где стоять на палубе так, чтобы видеть носовую отметку и при этом не попадать под брызги от форштевня. Также он привел конкретные значения: если штурман досчитал до 409, пока клок пены движется вдоль борта, значит, скорость судна составляет одну милю в час, а если до 102, то скорость уже выше — четыре мили в час. Ван Брейн предупреждал, что внутренние часы могут отставать или спешить, и в таком случае нужно возобновлять тренировку метронома с песочными часами. Согласно ван Брейну, штурман может перенастроить свой метроном, перейдя на судно другого типа, для чего потребуется изучить его конструкцию, схему парусного вооружения и место строительства (последнее позволит оценить обводы корпуса и осадку). Во французских и британских учебниках того периода нет ничего подобного, хотя первые инструкции применения лага упоминают, что некоторые моряки имеют привычку произносить определенные фразы или наборы слов, помогающие отсчитывать время.

Точка на карте

Не все навигационные задачи были такими сложными, как вычисление скорости. Определять местоположение судна по счислению было легче, хотя и там присутствовали свои нюансы. И здесь мы возвращаемся к вопросу: почему голландцы использовали для этого таблицы, а французы — квадранты?

В то время штурманы представляли движение корабля в виде системы прямоугольных треугольников, поэтому определять его положение можно было разными способами: с помощью геометрии, тригонометрии и — чуть позже — приборов. В XVII веке получили развитие два важных математических инструмента: логарифмы и тригонометрические таблицы. Если судно шло сложным курсом, то для поиска одного ответа требовалось исписать формулами несколько страниц, и, разумеется, такие расчеты не производили в уме. Зато, проделав эту работу, штурман получал достаточно точное местоположение судна.

Почти все голландские и некоторые английские учебники содержали в конце сборник тригонометрических таблиц, тогда как у французов их практически не было. Те, напротив, задавались вопросом: есть ли вообще смысл тратить время на такие сложные и малоприятные расчеты? Взамен они предлагали упрощенный способ, где вместо того чтобы просчитывать каждую часть пути (каждый треугольник), требовалось определить полное смещение. При этом французы признавали, что точность немного страдает, зато на вычисления уходит гораздо меньше ценного времени.

Именно отсюда проистекают национальные различия в способах определения местоположения судна. В то время как англичане использовали шкалы Гюнтера (прообраз логарифмической линейки), дополняя их тригонометрическими таблицами, французы отдавали предпочтение различным счислительным квадрантам, которые иногда наклеивали на деревянную основу или плотную бумагу. Этот графический инструмент позволял определить местоположение судна без каких-либо вычислений, и во Франции полностью полагались на него более века.

Премия долготы

В 1714 году английский парламент учредил «Премию долготы» — систему стимулирующих государственных наград за изобретение простого и практичного способа точного определения долготы судна в море. Это была не первая премия такого рода: испанские короли Филипп II и Филипп III предлагали вознаграждение в 1576 и 1598 годах соответственно, а чуть позже эту практику ввели и в Нидерландах. Удивляют суммы, которые английское правительство было готово платить победителям: изобретатель метода, позволяющего точно вычислить долготу за полчаса, мог рассчитывать на £ 2,6 млн в эквиваленте 2015 года! «Премии долготы» просуществовали в Англии до 1828 года.

Другие различия касаются способов «уравнивания» результатов, полученных путем навигационного счисления и методом ежедневных наблюдений. Французы предпочитали набор правил под названием «коррекции». Они были разработаны в Голландии, но голландские штурманы почти никогда их не применяли.

Чем еще, кроме обучения штурманов и материального снабжения судов, можно объяснить подобные национальные различия? По мнению Маргарет Скотти, существовал широкий спектр социально-экономических и даже политических причин. Так, у большой части общества в Нидерландах имелись базовые знания о море, а 10% взрослых мужчин были моряками, поэтому преподаватели ожидали от студентов наличия развитых навигационных навыков и определенного опыта. Французские фермеры, которых забирали на флот по принуждению, понимали в этом гораздо меньше. Лишь 1,7% населения Франции работало на воде, поэтому французским штурманам было проще научиться спускать лаг и отсчитывать время с помощью песочных часов. То же справедливо и в отношении математики: в Нидерландах у моряков было больше возможностей освоить ее в местных школах и поступить на учебу уже подготовленными к тригонометрии, тогда как французские учебники по навигации зачастую начинались с арифметики — для тех, кто не умеет считать. Обучение во Франции было стандартизировано и зарегулировано, а в Англии и Нидерландах частным школам давали гораздо больше свободы: между ними возникала здоровая конкуренция, которая вела к новаторству. Владельцы учебных заведений, издатели и производители навигационных приборов боролись за долю рынка, и поэтому желающие учиться могли найти для себя что-то полезное.

В итоге в Нидерландах благодаря их активной заморской торговле появилось много образованных моряков, соперничающих за хорошо оплачиваемую работу штурмана или капитана. В отличие от администраторов вроде Пипса и Кольбера, переживавших за качество и образованность штурманов своих флотов, голландские судоходные компании даже не имели собственных школ, ибо свободный рынок труда гарантировал, что соискатели наберут достаточно опыта, прежде чем подать заявку на вакансию.

Голландские моряки понимали, что имеет смысл заплатить за частное образование из своего кармана, так как это позволит им успешно сдать экзамены и получить высокооплачиваемую работу. А юным французам приходилось давать взятки, чтобы попасть в эту касту и закрепиться в ней. До войны с Нидерландами французы нанимали на свои суда голландских штурманов, но с приходом к власти Людовика XIV эта практика прекратилась. Англия тоже следила за тем, чтобы на борту кораблей ее флота преимущественно работали ее подданные.

Историю навигации нельзя рассматривать как прямую линию, ведущую от традиционной «интуитивной» практики к более продвинутой инструментальной технике. Маятник постоянно переходил то на одну, то на другую сторону: эмпирические знания соседствовали с глубокими знаниями математики, и те, у кого не было времени тренировать глаз и внутренний метроном, полагались на приборы и инструкции. И нельзя сказать, что одно было лучше другого, ведь, как известно, критические ошибки могут возникать не только из-за плохой выучки штурмана, но также по вине неточного оборудования и неумелого с ним обращения.

Дата:

14.12.2020

Текст

Антон Черкасов-Нисман

Следующая статья

Александр Рубинов — о сотрудничестве с верфью Elling, своей книге и идеальной лодке

Предыдущая статья

Дайджест новостей 6-12 декабря

Новые материалы
Похожие статьи