Usturlap, eskilerin muhteşem bir “bilgisayarıdır”. Usturlabın tasarımı, çalışma prensibi ve uygulaması Usturlabın çalışma prensibi

Aslında başlık yıldızlı gökyüzünün hareketli haritalarını oluşturmaya yarayan bir programın adını içeriyor ama önce biraz tarihçe...

İlk astronomik aletler, modern kronolojinin ortaya çıkmasından çok önce ortaya çıktı ve bu tür ilk aletlerden biri de usturlaptı. Vikipedi onun hakkında şöyle diyor:

Usturlap, ortaya çıkan en eski astronomi aletlerinden biridir. Antik Yunan. Görünüşe göre antik Yunan gökbilimci Hipparchus (M.Ö. 180-190 - 125) usturlabın prototipini yarattı ve Claudius Ptolemy (2. yüzyıl) yıldızların konumunu belirlemek için gonyometrik bir alet olan usturlabonu inşa edip tanımladı.

Zamanla usturlabın tanımı önce Araplara geçti, onlar da tasarımında kendi iyileştirmelerini yaptılar, daha sonra Araplardan Avrupa'ya geldi ve şimdi de Avrupalılar bazı iyileştirmeler yaptı.

Usturlap özünde gök küresinin iki boyutlu bir modelidir - bu, cihazın adından gelmektedir. Ancak usturlabın yanı sıra gök küresinin iki boyutlu modeli aynı zamanda bir planisfer ve yıldız haritasıdır. Her şey çok daha ilginç - planisferin atası olan usturlaptır. Rusça Vikipedi'ye bakarsak planisfer hakkında şunları okuyabiliriz:

Planisphere (Latince planum - düzlem ve Yunanca spháira - top'tan), normal (kutupsal) stereografik projeksiyonda bir düzlem üzerindeki bir kürenin görüntüsüdür. Planisferler 17. yüzyıla kadar gök cisimlerinin doğuş ve batış anlarını belirlemek için kullanıldı. Genellikle uygulanan bir koordinat ızgarasıydılar. metal disk merkezinin etrafında bir alidade döndürülerek okumalar kolaylaştırılmıştır. Özel tabloların ve nomogramların kullanılmaya başlanmasıyla planisferler kullanım dışı kaldı.

Wikipedia'ya inanıyorsanız, o zaman tüm planisferler çoktan "soyu tükenmiştir" ve unutulabilir. Aslında, Rusça Wikipedia planisferler hakkında pek fazla "söylemiyor" - buna ikna olmak için Wikipedia'nın İngilizce versiyonuna bakmak yeterli.

Rusça wiki'lerindeki ifadelerin yanlışlığını doğrulayan başka bir kanıt daha var, ancak bunun için yine geçmişe dönmemiz gerekiyor ve burada bunun herkes için mümkün olmayacağını itiraf etmeliyim.

Blogumun okurlarının tamamının okulda okuduğunu ve bazılarının mezuniyet sınıfında “Astronomi” gibi bir konu olduğunu kesinlikle biliyorum. Bu konu okulda öğretilmese bile, Okuyucum bir astronomi aşığı olsa bile, o zaman bundan sonra neyin tartışılacağını zaten tahmin edebilirsiniz - tabii ki hareketli bir yıldız haritası hakkında. Bu harita gök cisimlerinin doğuş, doruk ve gün batımı zamanlarını bulmaya yarar. Bu onun ana amacıdır. İkincil bir amaç olarak navigasyon ve yıldız saati olarak kullanılabilir, ancak bunun için birkaç çaba sarf etmeniz gerekecektir. daha fazla güç ve bilgi, örneğin armatürün doruk noktasına ulaşma zamanını belirlemekten ibarettir.

Bu kart, sabit bir kart ve hareketli bir üst daire olmak üzere iki parçadan oluşan çok basit bir cihazdır. Harita genellikle kuzey veya güney yarımküre için bir yıldız deseniyle yayınlanır, ancak katman dairesi teoride çok bireyseldir; kesiti yalnızca gökyüzünün belirli bir enlemde görülebilen kısmını içermelidir. Buna göre, farklı enlemlerüst daire farklı olmalıdır. Bu nedenle farklı baş üstü dairelere sahip hareketli kartlar seri olarak üretilmektedir - böyle bir cihaz satın alırken buna dikkat edin. Bunu kelimelerle anlatmaya gerek yok, bu cihaza kendi gözlerinizle bakmak daha iyidir - Sovyet plastik hareketli yıldız haritası şöyle görünür:


Bu cihazdaki üstteki hareketli daire, şekli alanın enlemi dikkate alınarak yapılmış, şeffaf kesitli yarı saydam bir film formunda yapılmıştır. İşte aynı haritanın birleştirilmiş hali, yalnızca yandan görünüm:

Bu cihazı şu anda satın almaya karar verirseniz, küçük bir sürpriz sizi bekliyor olacak - onu Rus mağazalarında neredeyse bulamazsınız çünkü... endüstrimiz bunları üretmiyor. Ancak Avrupa Birliği ve ABD'nin talebi üzerine komşu Çin endüstrisi tarafından üretiliyor. Ancak yine de bu cihazı arama motorlarını kullanarak bulamazsınız - buna farklı diyorlar. Yani: planisfer! Burada tipik görünüm böyle bir “yabancı” hareketli yıldız haritası (ismine dikkat edin!):

Ancak, bu cihazı satın alma maliyetini minimuma düşürebilirsiniz - sonuçta internetten bunun için hazır kalıplar alıp sonra biraz işçilik yapabilirsiniz. En zor şey, özellikle enleminiz için bir kaplama dairesi modeli bulmak ve onu güvence altına almaktır. Şans eseri ben şahsen uğraştım manuel montaj Bu cihaz ve bu konuda birkaç ipucu verebilirim.

Yani, birinci ipucu - doğru kaplama dairesini elde etmek için Astrolabe programını kullanabilirsiniz ( Usturlap orijinalinde ve bu bir web uygulamasıdır) - ancak bunun için bilmeniz gerekir coğrafi koordinatlar bulunduğunuz yer.

İkinci ipucu - sabit bir kartı sağlam bir tabana yapıştırmak daha iyidir ince kontrplak, kalın karton veya polimetil metakrilat levha. Daha sonra Göksel Kutup noktasına bir delik açıyoruz (ince bir matkapla delinebilir). Kaplama dairesinin desenini kullanarak, önce bir kağıt kesimi yapıyoruz, ardından bir polimetil metakrilat tabakası alıyoruz ve bu kağıt kesimini kullanarak üzerine işaretler uyguluyoruz. dış kenar daire, kuzey-güney yönü, doğu ve batı noktaları ve oval kesim. Daha sonra, tüm fazlalıkları dikkatlice kesin - bir yapboz veya iğne eğesi kullanarak, dış işaretler boyunca üstteki daireyi kesin. Cihazın ortaya çıkan kısmında, ortasına bir delik açın ve bir cıvata, iki somun ve üç rondela kullanarak sabit parçaya - karta - sabitleyin (üst daire hareketli olmalıdır!).

Barnaul şehri için, Usturlap'ı kullanarak ilgili desenleri zaten oluşturdum ve bunlar daha sonra basılmak üzere PDF dosyaları biçiminde alınabilir:

Usturlap, Antik Yunan'a kadar uzanan en eski astronomi aletlerinden biridir. Bu eski enstrüman, iki bin yıldan fazla bir süre önce, insanların Dünya'nın Evrenin merkezi olduğuna inandığı zaman yaratıldı.

Usturlap bazen ilk bilgisayar olarak da adlandırılır. Şüphesiz bu, en derin gizem ve güzelliğe sahip bir cihazdır ve şimdi onun sırlarını öğrenmeye çalışacağız.

İlk usturlap Antik Yunan'da ortaya çıktı. Vitruvius “Mimarlık Üzerine On Kitap” adlı yazısında şunları anlatıyor: astronomik alet"örümcek" olarak adlandırılan örümcek, onun "gökbilimci Eudoxus tarafından icat edildiğini, diğerleri ise Apollonius'un olduğunu söylüyor." Bu enstrümanın ana parçalarından biri, zodyak dairesi ile gökyüzünün çizildiği bir davuldu.

Stereografik projeksiyon MS 2. yüzyılda tanımlandı. e. Claudius Ptolemy “Planispherium” adlı eserinde. Ancak Ptolemy'nin kendisi başka bir enstrümana "astrolabon" - silahlı küre adını verdi.

Usturlabın son türü 4. yüzyılda geliştirildi. N. e. Böylece, İskenderiye'de, Ptolemy'den neredeyse üç yüz yıl sonra, matematikçi ve filozof Hypatia, diğer şeylerin yanı sıra usturlap kullanmak da dahil olmak üzere şeytani ritüeller nedeniyle Hıristiyan toplumu tarafından kınandı. MS 415'te idam edildi. Öğrencisi İskenderiyeli Theon, usturlabın kullanımına ilişkin notların kopyalarını geride bıraktı.

Hypatia'nın ölümünden ve Roma İmparatorluğu'nun yıkılmasından sonra Avrupa usturlabı "kaybetti". Antik Yunan bilgilerinin çoğu kaybolmuştu. Batı Avrupa Nüfusu eski Yunan (ve dolayısıyla ateist) teknolojisine büyük şüpheyle yaklaşan. Bununla birlikte, İslam'ın taraftarları tarafından dikkatle korundu; usturlap kullanımı birçok gerçekle doğrulandı. İspanya ve İslam dini olmasaydı Rönesans asla gerçekleşemezdi. Bulunan eski Yunanca metinlerin çoğu Arapçaya tercüme edilmiştir. Bunlar daha sonra Latinceye çevrildi ve usturlap Avrupalıların büyük çoğunluğuna yeniden tanıtıldı.

İslam Doğulu bilim adamları usturlab'ı geliştirerek onu sadece gece ve gündüzün zamanını ve süresini belirlemek için değil, aynı zamanda bazı matematiksel hesaplamalar yapmak ve astrolojik tahminler yapmak için de kullanmaya başladılar. Ortaçağ İslam yazarlarının bu konuda bilinen pek çok eseri vardır. çeşitli tasarımlar ve usturlabın kullanımı.

Bunlar el-Khorezmi, el-Astrulabi, az-Zarqali, es-Sijizi, el-Fargani, es-Sufi, el-Biruni, Nasir ad-Din at-Tusi ve diğerlerinin kitaplarıdır.

12. yüzyıldan beri usturlaplar, ilk olarak Arap aletlerini kullandıkları ve daha sonra Arap modellerine göre kendi aletlerini yapmaya başladıkları Batı Avrupa'da tanındı. 16. yüzyılda Avrupa enlemlerinde kullanılmak üzere kendi hesaplarına göre yapılmaya başlandı.

Usturlap Avrupa'da popülerliğinin zirvesine Rönesans döneminde, 15.-16. yüzyıllarda ulaştı; silahlı küreyle birlikte astronomi eğitiminin ana araçlarından biriydi.

Astronomi bilgisi eğitimin temeli olarak kabul ediliyordu ve usturlap kullanma yeteneği bir prestij meselesi ve uygun eğitimin bir işaretiydi. Avrupalı ​​ustalar, Arap öncülleri gibi, büyük ilgi Böylece usturlaplar kraliyet saraylarında moda eşyaları ve koleksiyon parçaları haline geldi.

Usturlabın tam olarak nasıl çalıştığını açıklamak anlamsız olacaktır - en iyisi onu kendi gözlerinizle görmenizdir.

Mekik şeklindeki usturlap.

El-Biruni'nin yazdığı gibi, el-Sijizi tarafından icat edilen bu usturlabın tasarımı, "bazı insanların, Evrenin düzenli hareketinin göksel küreye değil, Dünya'ya ait olduğu inancından" kaynaklanmaktadır. Timpanında ekliptik ve yıldızlar, hareketli kısmında ise ufuk ve almukantaratlar tasvir edilmiştir.

Mükemmel usturlap.

El-Sagani tarafından icat edilen bu usturlapta projeksiyonun merkezi dünyanın kuzey kutbu değil, gök küresi üzerinde keyfi bir noktadır. Bu durumda, kürenin ana daireleri kulak zarı üzerinde artık daireler ve düz çizgilerle değil, daireler ve konik bölümlerle tasvir edilmiştir.

Üniversal usturlap.

Zerkali'nin icat ettiği bu usturlapta ekinoks noktalarından biri tasarım merkezi olarak alınmıştır. Bu durumda gök ekvatoru ve ekliptik, kulak zarı üzerinde düz çizgilerle tasvir edilmiştir. Bu usturlabın kulak zarı, sıradan usturlapların kulak zarının aksine, her enlem için uygundur. Burada sıradan bir usturlabın örümceğinin işlevleri, kulak zarının merkezi etrafında dönen ve "hareketli ufuk" adı verilen bir cetvel tarafından gerçekleştirilir.

Küresel usturlap.

Bu usturlapta gök küresi bir küre olarak temsil edilmiştir ve örümceği de küreseldir.

Gözlemsel usturlap.

Bu usturlap, meridyeni temsil eden bir halkaya gömülü, silahlı bir küre ile normal bir usturlabın birleşimidir.

Doğrusal usturlap.

Sharaf al-Din al-Tusi tarafından icat edilen bu usturlap, birkaç pulu olan ve üzerine gözetleme ipleri iliştirilmiş bir çubuktur.

Deniz usturlabı.

Portekizli ustalar tarafından 15. yüzyılın başında icat edilen bu cihaz, tamamen gözlemsel bir cihazdır ve analog hesaplamalar için tasarlanmamıştır.

Deniz usturlabı.

Modern ansiklopediler, bu cihazın bir yerin enlemini belirlemek için tasarlandığını söylüyor. Aslında usturlabın işlevleri çok daha çeşitlidir: haklı olarak bir ortaçağ gökbilimcisinin bilgisayarı olarak adlandırılabilir. Tam sayı büyük olasılıkla hiç kimse usturlabın işlevlerini adlandıramaz, çünkü farklı şekiller usturlap yapılabilir Farklı türdeİşler 10. yüzyılda Arap bilim adamı el-Sufi, usturlabı kullanmanın 1000 yolunu sıraladığı 386 bölümden oluşan ayrıntılı bir inceleme yazdı.

Belki biraz abarttı ama çok fazla değil. Sonuçta bu eşsiz aracın yardımıyla şunları yapmak mümkün oldu:

Yıldızların veya Güneş'in ekliptik koordinatlarını yatay olanlara dönüştürün (yani yüksekliklerini ve azimutlarını belirleyin);

Özel bir vizör aracılığıyla yıldızların ve Güneş'in gözlemlerini kullanarak bir yerin enlemini, farklı şehirlere olan yönleri belirleyin (esas olarak Mekke'nin yönünü hesaplamak için), günün saatini belirleyin, yıldız zamanını belirleyin;

Gün doğumu ve gün batımı anlarını belirleyin, yani. günün başlangıcı ve bitişinin yanı sıra yıldızların yükseliş anları ve eğer efemeridler varsa o zaman gezegenlerin; ekliptiğin artan ve ayar derecelerini belirleyin; yükselen ve soyundan gelen burç evleri inşa edin;

Öğle vakti Güneş'in yüksekliğini veya yıldızların doruk noktasındaki yüksekliğini ölçerek bir alanın enlemini belirleyin (Bunun sık sık yapılıp yapılmadığından emin değilim, çünkü bu amaçla usturlap kullanmak serçeleri topla vurmaya benzer.) );

Bir kuyunun derinliğini veya dünyevi bir nesnenin yüksekliğini ölçmek gibi tamamen dünyevi sorunları çözün; ve ayrıca hesapla trigonometrik fonksiyonlar(sinüsler, kosinüsler, teğetler, kotanjantlar).

Üç koordinat sistemi arasında dönüştürme - ekvator (sağ yükseliş ve eğim), ekliptik (boylam, enlem) ve yatay (azimut, yükseklik) ve çok daha fazlası...

Genellikle pirinçten yapılan geleneksel planisferik usturlap şu şekilde inşa edildi:

Gövde çoğunlukla yaklaşık 6 mm kalınlığa ve 15-20 cm çapa sahipti (en büyük usturlaplar için 50 cm'ye kadardı). Her ne kadar 30-40 cm çapında daha sağlam aletler sıklıkla bulunsa da, 85 cm çapında dev bir örnek ve tam tersine sadece 8 cm çapında minyatür cep versiyonları biliniyordu. Gerçek şu ki doğruluğu doğrudan usturlabın boyutuna bağlıydı.

Arap dünyasının en parlak döneminde zaman, gündüzleri güneş saati, geceleri ise su veya kum saati kullanılarak ölçülüyordu. Usturlap bu saatleri birbiriyle uyumlu hale getirmeyi mümkün kıldı. Bunu yapmak için, gündüz ve gece Güneş'in yüksekliğini gözlemlemek gerekiyordu - bunlardan biri parlak yıldızlar usturlabın “örümceği” üzerine basılmıştır. Mekanik saatin prototipi olarak adlandırılabilecek aynı usturlabı temel alan ilginç bir cihaz, ünlü Arap bilim adamı Al-Biruni tarafından geliştirildi. Otomatik olarak gösteren bir usturlap şeması önerdi. karşılıklı düzenleme Güneş ve Ay, yani ay evresi. Enstrüman vardı çift ​​gövde, içinde dişlilerin sabitlendiği yer. Dış diski belirli bir hızda döndürürseniz değişikliği pencerede görebilirsiniz. Ay evreleri. Daha sonra gezegensel kürelerin hareketini simüle eden dişlilerle donatılmış usturlaplar ortaya çıktı. Doğru, o zamanlar güvenilir bir şey yoktu mekanik tahrik, yani cihaz yalnızca şu tarihte tam olarak uygulandı: Ortaçağ avrupası ağırlık ve yay tahrikleri icat edildiğinde. Ve ilk mekanik saatler genellikle kulelere monte edilir katedraller Avrupa'da, uzun zamandır usturlap şeklinde yapılmıştır.

Ve bu şaşırtıcı değil - sonuçta karmaşık Arap usturlapları gerçek sanat eserlerine dönüştü. Yıldız işaretçileri sadece iğnelere değil, yaprak şeklindeki spirallere ve buklelere de benziyordu. Enstrümanın çevresi kakmalıydı değerli taşlar bazen de altın ve gümüşle tamamlanır. Ve bunların hepsi, çoğu zaman bir saray astrologunun, bir vezir ya da şahın tehditkar gözlerinin önüne elinde bir usturlapla çıkması yüzündendi. Mükemmel bir araç, astrologun tahminlerine ağırlık veriyordu ve yalnızca tahmincinin kaderi değil, aynı zamanda daha çok yıldızların bilimi olarak adlandırılan astronominin gelişimi de buna bağlıydı.

Biruni'nin başına geldiği iddia edilen olay efsane oldu. Bir gün sinsi bir hükümdar, istenmeyen bilim adamıyla ilgilenmeye karar verdi ve ondan şu soruya cevap istedi: "Salondan hangi kapıdan - kuzeyden mi yoksa güneyden mi çıkacak?" Usturlapla bir dizi manipülasyon yaptıktan sonra becerikli Biruni, usturlabın kesileceğini söyledi. yeni kapı. Cevabın doğru olduğu ortaya çıktı. Ancak çoğu zaman yöneticiler saray astrologlarına karşı cömert davrandılar, gözlemevlerinin inşası ve her türlü zij - efemeris tablolarının oluşturulması için para ayırdılar. Bütün bunlar az da olsa astronomide ilerlemeye yol açtı.

Usturlabın modern soyundan gelen, eğitim amaçlı kullanılan, yıldızlı gökyüzünün hareketli bir haritası olan planisferdir.

Astronomi, fizik ve doğal döngünün diğer bilimleriyle (kimya, biyoloji, coğrafya) yakından ilişkilidir. Astronomi, Evrende meydana gelen olayları ve süreçleri açıklamak ve astronomik araçlar yaratmak için fiziksel bilgiyi kullanır.

Binlerce yıl önce icat edildi gonyometrik aletler (çeyrek daire, usturlap)- Armatürlerin gökyüzündeki konumunu ve göksel olayların başlama zamanını belirledikleri ilk astronomik aletler (Şekil 5).

Üç yüz yıl önce İtalyan bilim adamı Galileo ilk kez astronomik araştırmalar için kullanıldı. teleskop- çıplak gözle görülmeyen zayıf nesneleri gözlemlemenize ve görünen boyutlarını artırmanıza olanak tanıyan bir cihaz (Şek. 5,).

Şekil 5. Eski astronomik aletler.

Modern astronomi, gök cisimlerini incelemek için Vega uzay aracı ve radyo teleskopu gibi daha hassas araçlar kullanır (Şekil 6).

Pirinç. 6. Gök cisimlerini incelemek için modern aparat.

Listelenen cihaz ve aparatlardan girişte bahsettiğimiz usturlap üzerinde daha detaylı duracağız. Usturlap Güneş'in ve parlak yıldızların konumunu belirlemek için kullanılan eski bir araçtır. farklı zaman yıl boyunca günler. Usturlabın icadı, M.Ö. 2. yüzyılda çalışan Yunan gökbilimcilere atfedilmektedir. Tipik olarak usturlaplar bakırdan yapılmıştır. Terazilerin çeşitli gravürleri, yıl boyunca günün farklı saatlerinde yıldızların ve Güneş'in konumunu belirlemeyi mümkün kıldı. Bazen çeşitli bilgiler sağlayan ek ölçekler vardı. Çoğu zaman usturlaplar şu şekilde yapılmıştır: el aletleri böylece yıldızların yükseklik açısını belirlemek için kullanılabilir (örneğin navigasyon amacıyla). Yüksekliği bilmek ve tam zamanı usturlabı kullanarak geminin bulunduğu enlemi belirlemek mümkündü.

İki bin yıl boyunca bu bilimsel araç neredeyse hiç değişmeden kaldı. 1480'den başlayarak 18. yüzyılın ortalarına kadar denizciler, geminin konumunun enlemini belirlemek için usturlap ve özel masalar kullandılar. Ölçüm hatasını azaltmak için usturlabın çapı 13-15 cm idi, ancak birçok İngiliz denizciler 20 cm'ye kadar çapa sahip daha hassas usturlaplar kullanıldı.

Bu arada, bu döneme (18. yüzyıl) ait usturlaplar da Tobolsk Tarih ve Mimarlık Müzesi Rezervimizde tutuluyor, fizik dersi sırasında "Buluşlar Tarihinden" sanal gezisinde buna ikna olduk.

Eski zamanlarda usturlabı kullanarak ölçüm yapmak için onu güneşe veya yıldıza doğrultmak gerekiyordu. yön arasındaki okuma farkını kaydettikten sonra göksel cisim ve ufuk ve yerel saati de bilerek, bir yerin enlemini belirlemek için özel tabloları kullanabilirsiniz. Bu daire dikey düzlemde bir halka üzerine asıldı ve diyoptri ile donatılmış bir alidade aracılığıyla, daha sonra bir verniyenin takıldığı uzuvda yüksekliği ölçülen yıldızlar gözlemlendi. Enlem biliniyorsa, aynı tabloları kullanarak yerel saati yüksek doğrulukla belirlemek mümkündü.

Şekil 7. Usturlabın şematik yapısı.

Usturlabın şematik yapısı Şekil 7'de gösterilmektedir.

Buradaki örümceğin rolü, yıldızlı gökyüzü haritasının bulunduğu şeffaf bir plaka tarafından oynanıyor.

Usturlap klasik bir gonyometre aletidir. Gökbilimciler Hipparchus (MÖ II. Yüzyıl) ve Ptolemy'nin (MS II. Yüzyıl) zamanlarından beri bilinmektedir. "Usturlap" kelimesi buradan geliyor Yunanca kelimeler astron (yıldız, Latince astrum) ve lambanw (almak, kavramak, Latince labium - dudak). Bu da eski çağlarda usturlabın gökyüzündeki açıları belirlemek için kullanıldığını gösteriyor. Daha sonra usturlap, konumdaki açıları ölçmek için ana jeodezik araç haline geldi. yatay düzlem, arazi planı almak için paralel ve dik çizgiler çizmek ve diğerleri. 18. yüzyıla kadar aynı zamanda enlem ve boylamların belirlenmesine de hizmet etti.

Usturlaplar gökbilimciler ve matematikçiler, denizciler ve gezginler, mimarlar ve inşaatçılar tarafından kullanıldı. Daha sonra Araplar tarafından bu alet geliştirilerek zamanı, gece ve gündüzün uzunluğunu belirlemek ve ölçmek için kullanılmaya başlandı. yatay açılar Bazı matematiksel hesaplamalar yapmak ve hatta astrolojik tahminler yapmak için Dünya yüzeyinde. Bunları oluşturmak için, matematik (trigonometri, küresel gök koordinatlarının hesaplanması) ve astronomi (kalıcı yıldızların gök koordinatlarının belirlenmesi, Güneş ve Ay'ın hareketinin hesaplanması) alanında yeterince gelişmiş bilgi gerekliydi ve bu bilimlerdi. Arap dünyasında yoğun bir şekilde geliştirildi. En parlak döneminde Arap Halifeliği 9. - 11. yüzyıllarda usturlaplar yaygınlaştı. Bildiğimiz şekliyle usturlap, Doğu'da 9. - 11. yüzyıllarda oluşmuştur. ve sonra en çok orada yaygınlaştı. 11. yüzyılda cihazlar İspanya'da ve ardından Batı Avrupa'nın diğer ülkelerinde ortaya çıkıyor. Burada ilk başta Arap çalgıları kullanılıyordu; Daha sonra Avrupa atölyelerinde Arap tasarımlarına göre yapılmaya başlandı. Doğu'da enstrümanlar küçük kutularda saklanıyor ve seyahat kıyafetinin parçası olsaydı sıradan insanlar o zamanlar Avrupa'da usturlaplar en başından beri yalnızca seçkinler için üretilen pahalı aletler olarak görülüyordu. Karmaşık konfigürasyonların çizgilerinin çizilmesinde gerekli hassasiyet, üretimin zorluğu ve bu aletlerin kendine özgü güzelliği, bunların Avrupalı ​​hükümdarlar için yüksek maliyetinin ve çekiciliğinin nedeni haline geldi. Üretimleri kraliyet saraylarında başladı. Bir moda ürünü haline gelen cihazlar mücevherlerle aynı seviyede satın alındı. O zamanın en iyi alet yapımcılarından biri Flaman usta Gualterus Arsenius (1530-1580) idi. Usturlapları, gök koordinatları düzlemindeki projeksiyonlarının doğruluğu, ölçekleri ve formların zarafeti ile ayırt ediliyordu, bu nedenle İspanyol Kralı II. Philip bunların yapımını ondan sipariş etti. Birçoğu için usturlaplara öncelikle astrolojik enstrümanlar olarak ihtiyaç duyuldu, ancak daha sonra güzellikleri ve yüksek maliyetleri nedeniyle mücevherlerle aynı değere sahip oldular. Bu nedenle 1568 yılında G. Arsenius tarafından yapılan ve bir zamanlar Otuz Yıl Savaşları'nın (1618-1648) Avusturyalı komutanı Albrecht Wallenstein'a ait olan bunlardan biri, 19. yüzyılda Büyük Düşes Elena Pavlovna ile birlikte ortaya çıktı. Bu usturlabı hediye etti Halk kütüphanesi. Artık G. Arsenius'un yarattığı yalnızca 21 usturlap biliniyor. Rusya'daki tek kopya M.V. Lomonosov Müzesi'nde saklanıyor.
Usturlap pirinçten yapılmış birkaç parçadan oluşur. Ana kısım, ortasında küçük bir yuvarlak delik ve cihazın ufka göre hassas bir şekilde yönlendirilmesi için bir asma halkası bulunan, yüksek tarafı olan ("taban", "ana" veya "plaka" olarak adlandırıldı) yuvarlak bir parçadır. . Bu "plaka" - timpanlara, yine merkezlerinde delikler bulunan üç düz yuvarlak disk yerleştirilir ve gözlem alanının enlemine karşılık gelen disk üstüne yerleştirilir. Gerçek şu ki, kulak zarının her birinin yüzeyinde göksel koordinat ızgarasının çizgilerinin düzlemine (stereografik projeksiyon) çıkıntılar vardır; gök meridyenleri, ekvator, gök kutupları, hatla sınırlı ufuk. Göksel kutbun ve göksel koordinat ızgarasının çıkıntılarının konumu, gözlem alanının farklı enlemleri için farklı olacaktır, bu nedenle kulak zarının her biri, enlemlerden biri için göksel koordinat ızgarasının bir çıkıntısına sahiptir - 51°, 51°15 ' ve 52°. Üst kulak zarı üzerine bindirilmiş, uçları Kuzey Yarımküre'nin en parlak 45 yıldızının dünyanın ekvator düzlemine projeksiyondaki konumunu gösteren, 45 kavisli oka sahip yuvarlak şekilli bir kafes vardır. Zodyak dairesi de kafes üzerinde belirtilmiştir. Her şey, listelenen parçaların merkezi deliklerinden geçen bir eksen tarafından bir arada tutulur. Nişan hattı, geleneksel olarak Arapça "alidada" terimi olarak adlandırılan aynı eksene bağlanır. Üst kısmı Yüzüğün her iki yanındaki ana disk, antik mitolojide kehanet armağanıyla ilişkilendirilen Faun ve Faun figürleriyle süslenmiştir. Usturlap daha önce kullanılmıştı XVIII'in başı yüzyılda, daha doğru bir alet olan sekstant (sekstant) ile değiştirilene kadar.

Bugün zamanın damgasını vurduğu şeyler moda: antikalar, çeşitli ürünler içinde ve retro. Artık alaka düzeyini kaybetmiş, ancak belli bir lezzet katan ve bir atmosfer yaratan alet ve cihazlar, bu tür bir dekora dayanan iç mekana özel bir şıklık kazandırıyor. Bunlar arasında örneğin bir gramofon veya bir dökme demir bulunur. Ancak oldukça yaygın olan bu birimlerden bahsetmeyeceğiz. Makalenin odak noktasını usturlaplar nedir sorusunun cevabı oluşturmaktadır. Bu eski enstrümanlar aynı zamanda retro veya steampunk eğilimli stillerin özellikleri olarak artık yeniden doğuşu deneyimliyor.

Çok fonksiyonlu araç

Fotoğrafları, nesnenin astronomi ile ilgisi olmayan bir kişi için kullanımına dair küçük bir fikir veren usturlap, tek kelimeyle güzel ve sıradışı enstrüman. Ancak çok özel bir işlevi vardır. Dünya yüzeyinden yıldızlara ve gezegenlere olan mesafeleri ölçmek için bir cihaz icat edildi; bunlar daha sonra yönlendirme, koordinatları belirleme ve ayrıca astrolojik tahminler için kullanıldı. Eski bir astronomi aletinin yardımıyla, Güneş battığında veya doğduğunda orada hangi yıldızların olacağını ve saatin kaç olduğunu hesaplamak mümkündü.

Menşei

Zaten MÖ 2. yüzyılda bilim adamları usturlapların ne olduğunu biliyorlardı. Enstrüman, birkaç yüzyıl boyunca desteklendiği ve bir şekilde değiştirildiği Antik Yunanistan topraklarında ortaya çıktı. Makalede fotoğrafı bulunan usturlap, 4. yüzyılda İskenderiyeli Theon tarafından bu forma kavuşturulmuştur. N. e.

Usturlap, Yunan kökenli olmasına rağmen Araplara çok şey borçludur. Onlar olmasaydı büyük ihtimalle böyle bir enstrüman bize ulaşamazdı.

Kiliseye Zulüm

Orta Çağ, Avrupa'da bilimin gelişmesi için en verimli dönem değildi. Tanrı kavramına atıf yapılmadan dünyayı öyle ya da böyle anlatmaya çalışan dünyevi her şey sahte ve tehlikeli ilan edildi. Roma İmparatorluğu'nun ölümünden sonra Batı'da usturlap yüzyıllarca unutuldu. Aynı zamanda, bilim adamlarının yeteneklerini genişlettiği geniş Arap ülkelerinde cihaz için yeni bir tarih turu başladı.

Güncelleme

Doğulu ustalar usturlapların ne olduğunu anlamak için kendi ayarlamalarını yaptılar. Artık bu aletler yalnızca astronomik hesaplamalar, arazi yönlendirmesi ve zaman hesaplaması için kullanılmıyordu. Arap usturlapları, yıldızları kullanarak karmaşık matematiksel hesaplamalar yapmayı ve kaderi tahmin etmeyi mümkün kıldı.

İran, Hindistan ve diğer ülkelerde, enstrümanın yapısını ve çeşitli amaçlarla kullanımını açıklayan birçok kitap oluşturuldu. Önde gelen tüm bilim adamlarının bu cihazı vardı. Hem o zaman hem de daha sonra, zaten Avrupa'da, yıldızların bilimi herhangi bir bilginin temeli olarak saygı görüyordu ve usturlap bilgeliğin bir simgesiydi. Padişahın sarayında danışman olarak görev yapan her müneccim, aletin nasıl kullanılacağını biliyordu.

Cihaz

Usturlabın tasarımı birkaç parçadan oluşuyordu. Taban, kenarında bir kenar, ortasında bir delik ve bir asma halkası bulunan pirinç veya bakırdan yapılmış bir dairedir. İkincisi, cihazın ufuk çizgisine göre doğru şekilde yerleştirilmesine yardımcı oldu. Dairenin tüm uzunluğu boyunca işaretler vardı; üzerinde bölüm, derece veya saat yazılı bir ölçek. Büyük şehirlerin durumuna da sıklıkla dikkat çekildi.

Usturlabın tabanına, yıldızlı gökyüzünün stereografik projeksiyonuna sahip bir disk olan timpan adı verilen bir disk yerleştirildi. Üzerinde gök kutbu, kuzey kutbu ve azimut daireleriyle zirve noktası işaretlendi. Farklı alanlar için birkaç timpan vardı. Her biri, belirli bir enlemde geçerli olan zirve noktasının ve ufuk çizgisinin konumunun özellikleriyle ayırt edildi.

Diskin üstüne, yapısal özellikleri nedeniyle “örümcek” olarak adlandırılan gökyüzünün izdüşümü ile bir kafes yerleştirildi. Konumu belirlemeye yardımcı olacak işaretçilerle donatılmıştı.Oklar genellikle zarif yapraklar veya bukleler şeklinde yapılmıştı, bu da tüm yapıyı yalnızca işlevsel açıdan kullanışlı kılmakla kalmıyor, aynı zamanda

Avrupa'ya geri dön

Yüzyıllar sonra Batı, Doğulu bilim adamlarının çalışmaları sayesinde usturlabın ne olduğunu yeniden öğrendi. Avrupalılar Arap enstrümanlarını kullanmaya başladılar ve sonra kendilerininkini yaptılar. Yeni örnekler de doğudaki benzerleri gibi dekore edilmiştir. Kısa süre sonra usturlaplar soyluların koleksiyonlarında çarpıcı örnekler haline geldi.

Bugün bu cihaz gizemlerin bir sembolüdür: usturlap, insanların zihinlerinde gökbilimcilerin araştırmalarından çok astrologların tahminleriyle ilişkilendirilir. Örneğin, cihaz artık pek çok kişinin bildiği bir isimle ilişkilendirilebilir; Astrolabe, bu ismi, yazarı hakkında şüpheli tahminler yayınlayan şirketlerden birine verdi. Ancak kaderin bu şekilde değişmesine rağmen, bugün çoğu kişi için bu alet astronomi tarihinin bir parçasıdır. ilginç sembol geçmiş bir dönem ve güzel bir özellik.

1 Aralık 2011

Bu eski enstrüman, iki bin yıldan fazla bir süre önce, insanların Dünya'nın Evrenin merkezi olduğuna inandığı zaman yaratıldı. Usturlap bazen ilk bilgisayar olarak da adlandırılır. Şüphesiz bu, en derin gizem ve güzelliğe sahip bir cihazdır.

İlk usturlap Antik Yunan'da ortaya çıktı. Vitruvius, "Mimarlık Üzerine On Kitap" adlı yazısında "örümcek" adı verilen astronomi enstrümanından bahsederken, bunun "gökbilimci Eudoxus tarafından icat edildiğini, bazıları ise Apollonius olduğunu söylüyor." Bu enstrümanın ana parçalarından biri, zodyak dairesi ile gökyüzünün çizildiği bir davuldu.

Stereografik projeksiyon MS 2. yüzyılda tanımlandı. e. Claudius Ptolemy “Planispherium” adlı eserinde. Ancak Ptolemy'nin kendisi başka bir enstrümana "astrolabon" - silahlı küre adını verdi. Usturlabın son türü 4. yüzyılda geliştirildi. N. e. Böylece, İskenderiye'de, Ptolemy'den neredeyse üç yüz yıl sonra, matematikçi ve filozof Hypatia, diğer şeylerin yanı sıra usturlap kullanmak da dahil olmak üzere şeytani ritüeller nedeniyle Hıristiyan toplumu tarafından kınandı. MS 415'te dövüldü, tecavüze uğradı ve idam edildi. Öğrencisi İskenderiyeli Theon, usturlabın kullanımına ilişkin notların kopyalarını geride bıraktı.

Hypatia'nın ölümünden sonra Avrupa, Roma İmparatorluğu'nun yıkılmasından sonra usturlabı "kaybetti". Antik Yunan bilgisinin çoğu, halkının antik Yunan (ve dolayısıyla ateist) teknolojisine büyük şüpheyle yaklaştığı Batı Avrupa'da kayboldu. Bununla birlikte, İslam'ın taraftarları tarafından dikkatle korundu; usturlap kullanımı birçok gerçekle doğrulandı. İspanya ve İslam dini olmasaydı Rönesans asla gerçekleşemezdi. Bulunan eski Yunanca metinlerin çoğu Arapçaya tercüme edilmiştir. Bunlar daha sonra Latinceye çevrildi ve usturlap Avrupalıların büyük çoğunluğuna yeniden tanıtıldı.

İslam Doğulu bilim adamları usturlab'ı geliştirerek onu sadece gece ve gündüzün zamanını ve süresini belirlemek için değil, aynı zamanda bazı matematiksel hesaplamalar yapmak ve astrolojik tahminler yapmak için de kullanmaya başladılar. Usturlabın çeşitli tasarımları ve kullanımları hakkında ortaçağ İslam yazarlarının birçok eseri vardır.
Bunlar el-Khorezmi, el-Astrulabi, az-Zarqa, el-Sijizi, el-Fargani, el-Sufi, el-Biruni, Nasir ad-Din at-Tusi ve diğerlerinin kitaplarıdır.

12. yüzyıldan beri usturlaplar, ilk olarak Arap aletlerini kullandıkları ve daha sonra Arap modellerine göre kendi aletlerini yapmaya başladıkları Batı Avrupa'da tanındı. 16. yüzyılda Avrupa enlemlerinde kullanılmak üzere kendi hesaplarına göre yapılmaya başlandı.

Usturlap Avrupa'da popülerliğinin zirvesine Rönesans döneminde, 15.-16. yüzyıllarda ulaştı; silahlı küreyle birlikte astronomi eğitiminin ana araçlarından biriydi.

Astronomi bilgisi eğitimin temeli olarak kabul ediliyordu ve usturlap kullanma yeteneği bir prestij meselesi ve uygun eğitimin bir işaretiydi. Arap öncülleri gibi Avrupalı ​​zanaatkarlar da sanatsal tasarıma büyük önem verdiler, böylece usturlaplar kraliyet saraylarında moda eşyaları ve koleksiyon parçaları haline geldi.

Usturlabın tam olarak nasıl çalıştığını açıklamak anlamsız olacaktır - en iyisi onu kendi gözlerinizle görmenizdir.

Mekik şeklindeki usturlap.

El-Biruni'nin yazdığı gibi, el-Sijizi tarafından icat edilen bu usturlabın tasarımı, "bazı insanların, Evrenin düzenli hareketinin göksel küreye değil, Dünya'ya ait olduğu inancından" kaynaklanmaktadır. Timpanumunda ekliptik ve yıldızlar, hareketli kısmında ise ufuk ve almucantarata tasvir edilmiştir.

Resimde, Ulusal Amerikan Müzesi koleksiyonundan bir Arap usturlabı 1090 görülmektedir.

Mükemmel usturlap. El-Sagani tarafından icat edilen bu usturlapta projeksiyonun merkezi dünyanın kuzey kutbu değil, gök küresi üzerinde keyfi bir noktadır. Bu durumda, kürenin ana daireleri kulak zarı üzerinde artık daireler ve düz çizgilerle değil, daireler ve konik bölümlerle tasvir edilmiştir.

Üniversal usturlap. Zerkali'nin icat ettiği bu usturlapta ekinoks noktalarından biri tasarım merkezi olarak alınmıştır. Bu durumda gök ekvatoru ve ekliptik, kulak zarı üzerinde düz çizgilerle tasvir edilmiştir. Bu usturlabın kulak zarı, sıradan usturlapların kulak zarının aksine, her enlem için uygundur. Burada sıradan bir usturlabın örümceğinin işlevleri, kulak zarının merkezi etrafında dönen ve "hareketli ufuk" adı verilen bir cetvel tarafından gerçekleştirilir.

Küresel usturlap. Bu usturlapta gök küresi bir küre olarak temsil edilmiştir ve örümceği de küreseldir.

Gözlemsel usturlap. Bu usturlap, meridyeni temsil eden bir halkaya gömülü, silahlı bir küre ile normal bir usturlabın birleşimidir.

Doğrusal usturlap. Sharaf al-Din al-Tusi tarafından icat edilen bu usturlap, birkaç pulu olan ve üzerine gözetleme ipleri iliştirilmiş bir çubuktur.

Deniz usturlabı. Portekizli ustalar tarafından 15. yüzyılın başında icat edilen bu cihaz, tamamen gözlemsel bir cihazdır ve analog hesaplamalar için tasarlanmamıştır.

denizcilik usturlabı.

Fotoğrafta, Usturlap çeyreği, 1325g

Modern ansiklopediler, bu cihazın bir yerin enlemini belirlemek için tasarlandığını söylüyor. Aslında usturlabın işlevleri çok daha çeşitlidir: haklı olarak bir ortaçağ gökbilimcisinin bilgisayarı olarak adlandırılabilir. Büyük olasılıkla, usturlabın tam işlev sayısını hiç kimse isimlendiremeyecektir, çünkü farklı usturlap türleri farklı türde işler gerçekleştirebilir. 10. yüzyılda Arap bilim adamı el-Sufi, usturlabı kullanmanın 1000 yolunu sıraladığı 386 bölümden oluşan ayrıntılı bir inceleme yazdı. Belki biraz abarttı ama çok fazla değil. Sonuçta bu eşsiz aracın yardımıyla şunları yapmak mümkün oldu:

• yıldızların veya Güneş'in ekliptik koordinatlarını yatay olarak yeniden hesaplamak (yani yüksekliklerini ve azimutlarını belirlemek);
• özel bir vizör aracılığıyla yıldızların ve Güneş'in gözlemlerini kullanarak bir yerin enlemini, farklı şehirlere olan yönleri belirleyin (esas olarak Mekke'nin yönünü hesaplamak için), günün saatini belirleyin, yıldız zamanını belirleyin;
• gün doğumu ve gün batımı anlarını belirleyin, yani. günün başlangıcı ve bitişinin yanı sıra yıldızların yükseliş anları ve eğer efemeridler varsa o zaman gezegenlerin; ekliptiğin artan ve ayar derecelerini belirleyin; yükselen ve soyundan gelen burç evleri inşa edin;

• Öğle vakti Güneş'in yüksekliğini veya zirve noktasındaki yıldızların yüksekliğini ölçerek bir alanın enlemini belirlemek (Bunun sık sık yapılıp yapılmadığından emin değilim, çünkü bu amaçla usturlap kullanmak serçeleri yüksekten vurmayı andırır). top);
• bir kuyunun derinliğini veya dünyevi bir nesnenin yüksekliğini ölçmek gibi tamamen dünyevi sorunları çözmek; ve ayrıca trigonometrik fonksiyonları (sinüsler, kosinüsler, teğetler, kotanjantlar) hesaplayın.
• üç koordinat sistemi arasında dönüşümler yapın - ekvator (sağ yükseliş ve eğim), ekliptik (boylam, enlem) ve yatay (azimut, yükseklik) ve çok daha fazlası...

Genellikle pirinçten yapılan geleneksel planisferik usturlap bu şekilde inşa edildi.

Gövde çoğunlukla yaklaşık 6 mm kalınlığa ve 15-20 cm çapa sahipti (en büyük usturlaplar için - 50 cm'ye kadar). Her ne kadar 30-40 cm çapında daha sağlam aletler sıklıkla bulunsa da, 85 cm çapında dev bir örnek ve tam tersine sadece 8 cm çapında minyatür cep versiyonları biliniyordu. Gerçek şu ki doğruluğu doğrudan usturlabın boyutuna bağlıydı.

Fotoğrafta basit bir usturlabın nasıl monte edileceğine dair bir örnek gösterilmektedir.

FOTOĞRAFTA Mahmud ibn Shawka al-Baghdadi'nin usturlapı 1294-1295 çap - 96 mm. Londra Ulusal Denizcilik Müzesi koleksiyonundan

Arap dünyasının en parlak döneminde zaman, gündüzleri güneş saati, geceleri ise su veya kum saati kullanılarak ölçülüyordu. Usturlap bu saatleri birbiriyle uyumlu hale getirmeyi mümkün kıldı. Bunu yapmak için, gündüzleri ve geceleri - usturlabın "örümceği" üzerinde işaretlenmiş parlak yıldızlardan biri olan Güneş'in yüksekliğini gözlemlemek gerekiyordu. Mekanik saatin prototipi olarak adlandırılabilecek aynı usturlabı temel alan ilginç bir cihaz, ünlü Arap bilim adamı Al-Biruni tarafından geliştirildi. Güneş ve Ay'ın göreceli konumlarını otomatik olarak gösteren bir usturlap şeması önerdi; ay evresi. Aletin içinde dişlilerin sabitlendiği çift bir gövdesi vardı. Dış disk belirli bir hızda döndürülürse, pencerede ayın evrelerindeki değişim gözlemlenebiliyordu. Daha sonra gezegensel kürelerin hareketini simüle eden dişlilerle donatılmış usturlaplar ortaya çıktı. Doğru, o zamanlar güvenilir bir mekanik tahrik yoktu, bu nedenle cihaz, ağırlık ve yaylı tahriklerin icat edildiği ortaçağ Avrupa'sında tamamen gerçekleştirildi. Ve genellikle Avrupa'daki katedrallerin kulelerine takılan ilk mekanik saatler, uzun süre usturlap şeklinde yapılmıştır.

Ve bu şaşırtıcı değil - sonuçta karmaşık Arap usturlapları gerçek sanat eserlerine dönüştü. Yıldız işaretçileri sadece iğnelere değil, yaprak şeklindeki spirallere ve buklelere de benziyordu. Aletin çevresi değerli taşlarla kaplanmış, bazen de altın ve gümüşle süslenmiştir. Ve bunların hepsi, çoğu zaman bir saray astrologunun, bir vezir ya da şahın tehditkar gözlerinin önüne elinde bir usturlapla çıkması yüzündendi. Mükemmel bir araç, astrologun tahminlerine ağırlık veriyordu ve yalnızca tahmincinin kaderi değil, aynı zamanda daha çok yıldızların bilimi olarak adlandırılan astronominin gelişimi de buna bağlıydı.

Resimde bir İran usturlabı 1223 görülmektedir.

Biruni'nin başına geldiği iddia edilen olay efsane oldu. Bir gün sinsi bir hükümdar, istenmeyen bir bilim adamıyla uğraşmaya karar verdi ve ondan şu sorunun cevabını istedi: "Salondan hangi kapıdan - kuzeyden mi yoksa güneyden mi çıkacak?" Usturlapla bir dizi manipülasyon yaptıktan sonra becerikli Biruni, yeni bir kapının kesileceğini söyledi. Cevabın doğru olduğu ortaya çıktı. Ancak çoğu zaman yöneticiler saray astrologlarına karşı cömert davrandılar, gözlemevlerinin inşası ve her türlü zij - efemeris tablolarının oluşturulması için para ayırdılar. Bütün bunlar az da olsa astronomide ilerlemeye yol açtı.

Fotoğrafta 16. yüzyılın sonlarından 17. yüzyılın başlarına ait bir Fransız usturlabı görülüyor.

Usturlabın modern soyundan gelen, eğitim amaçlı kullanılan, yıldızlı gökyüzünün hareketli bir haritası olan planisferdir.

Bu astronomik alet, bilgisayarlar ve güçlü teleskoplar çağımızda büyülü cazibesini kaybetmeden, yüzyıllar boyunca o kadar uzun bir yolculuk yaptı ki.