Через намного более долгий срок определить дату поможет прецессия Земли. Как у игрушки-волчка, ось вращения нашей планеты плавно кренится, описывая круг. Сейчас линия — продолжение земной оси (ось мира) проходит через Полярную звезду, которая, таким образом, остается единственной точкой на ночном небосклоне, которая не движется. Подобной «южной Полярной звезды» сейчас не существует, поскольку в южном небе продолжение земной оси проходит через пустой участок. Через 1000 лет Северный полюс тоже уйдет в пустой участок неба и пройдет рядом с другими звездами, а к 25 700 г. ось опишет полный круг и вернется в положение, которое занимала при рождении Христа. (Другое следствие этого блуждания: точки, где траектория Солнца пересекает небесный экватор, тоже смещаются, и это явление называется предварением равноденствий.) Установить, где проходит в данный момент ось мира, задача несложная, особенно если вы уже возродили какую-то зачаточную фотографию и можете запечатлеть звездные дорожки, начерченные вращением Земли (с выдержкой в четверть часа или около того). Сравните снимок со звездной картой, приведенной здесь на обороте, и найдите на ней свое тысячелетие.
Мониторинг различных движений Земли поможет вам определять время суток и реконструировать календарь, с которым легче готовиться к смене сезонов в сельском хозяйстве. Но каким способом вы будете определять, в какой точке земли находитесь, и как, соответственно, научитесь рационально прокладывать путь из одного места в другое?
Где я нахожусь?
Передвижение по суше между знакомыми объектами или плавание вдоль побережья не составляет особой сложности. Но без удобных ориентиров — например, если пересекаешь безбрежные воды океана — как можно удостовериться в том, что движешься в верном направлении? В XI в. китайские моряки первыми стали применять удивительную способность природного магнита (в староанглийском языке он назывался «путеводным камнем») указывать направление, а позже они просто намагничивали стальные иглы. Эти примитивные компасы поворачиваются вдоль линий магнитного поля Земли, вытягиваясь между ее полюсами, поэтому можно просто пометить северный конец иглы. Компас помогает не только не потерять направление пути в отсутствие других внешних указаний: если на местности есть два (или больше) заметных ориентира, определив их азимуты, можно точно триангулировать свое местонахождение на карте или плане. Хотя север и юг в ясную погоду всегда можно определить по небу, компас становится незаменимым инструментом навигации в ненастье и туман. Помните, однако, что небесный север, проекция оси вращения Земли, и магнитный полюс, задаваемый вращением расплавленного железного ядра нашей планеты, немного не совпадают. На экваторе расхождение составляет лишь несколько градусов, но с перемещением на север или на юг отклонение стрелки от небесного севера возрастает.
Если вам пришлось обходиться самыми примитивными средствами, а магнитов под рукой нет, всегда можно создать временное магнитное поле с помощью электричества. В главе 8 мы писали, как изготовить из чередующихся пластин разного металла примитивный элемент питания, который пустит ток по проволоке, вытянутой из куска меди и смотанной в катушку, образующую электромагнит. Включив ток, этим устройством можно навечно намагнитить любой железный предмет, например пригодную для компаса тонкую иглу (если вы действительно начинаете на пустом месте, сначала почитайте в главе 6, как плавить металлы).
Компас покажет вам направление, а в сочетании с предварительно начерченным планом и ориентирами на местности также поможет установить ваше местонахождение. Но, быть может, существует более общая система определения адреса для любой точки Земли? И тут оказывается, что две основополагающие задачи, которым посвящена эта глава, — счисление времени и определение места — связаны гораздо теснее, чем вы могли подумать.
Чтобы определить свое положение на земле, первым делом нужно разработать систему, в которой любая точка на поверхности планеты получает уникальный адрес. Удобно сообщить, что озеро лежит в трех километрах к юго-востоку от города, но как описать, например, местоположение только что открытого острова или вообще положение судна посреди безбрежного океана? Хитрость в том, чтобы найти систему координат, естественную для самой земли.
Прокладывать маршрут по городу вроде Нью-Йорка с его упорядоченной квартальной планировкой относительно легко. Все авеню идут примерно на северо-восток, а улицы пересекают их строго под прямым углом, и большинство линейных объектов пронумерованы по порядку. Добраться в любую точку Манхэттена — не проблема: двигайся по авеню, пока не дойдешь до перекрестка с нужной улицей, а затем по улице до нужного дома. В центре Манхэттена адресом дома может служить просто упоминание улиц, на пересечении которых он стоит: 23-я улица и Седьмая авеню. А если бы люди договорились для удобства всегда ставить номер улицы впереди номера авеню, то для адреса понадобилось бы лишь два элемента: (23, 7) или (4, Бродвей). Такой адрес — гораздо больше, чем просто табличка на стене: это пара координат, точно задающая положение в городе. Читая знаки на перекрестках для определения своего местонахождения в матрице, вы тут же прокладываете путь к нужному месту, двигаясь вдоль или поперек сетки.
Такая же система координат есть и у целой планеты. Земля — почти правильный шар, ось вращения которого указывает Северный и Южный полюсы, а экватор — окружность, опоясывающая этот шар посередине. С учетом этой сферической геометрии есть смысл разделить поверхность линиями, отстоящими друг от друга не на равную длину, как улицы в условно идеальном городе, а на равный угол. Представьте себе, что вы стоите на Северном полюсе и чертите прямую линию строго на юг, вокруг планеты, до самого Южного полюса, затем поворачиваетесь на месте на 10° и чертите так же вторую линию, потом следующую, и так пока не совершите полный оборот в 360° и не замкнете круг. Далее переходим на экватор, уже прочерченный как пояс планеты, делящий ее на полушария, и представляем, будто двигаемся в сторону полюса, Северного, потом Южного, и через каждые 10° набрасываем уменьшающиеся в диаметре кольца под углом 90° к земной оси.
Линии, проведенные с севера на юг между полюсами, называются меридианами, а идущие с запада на восток и кольцами опоясывающие Землю севернее и южнее экватора — параллелями, первые и вторые пересекаются под прямым углом. И тогда около «пояса» Земли сетка параллелей и меридианов будет напоминать решетку авеню и улиц на плоской равнине Манхэттена, а с приближением к полюсам квадраты сетки будут все сильнее искажаться из-за округлости Земли. Как и в Нью-Йорке, нужно установить начальную точку, от которой будут отсчитываться эти координаты. Экватор — естественное начало отсчета для параллелей, но для меридианов нет подобной естественной нулевой линии: то, что мы используем в этой роли Гринвичский меридиан, проходящий через Лондон, — это просто исторически сложившаяся конвенциональная практика.
