когда изобрели компас в каком веке
Кто изобрёл первый компас? Где и когда это произошло?
Компас – простейший и самый древний навигационный прибор. Ориентироваться на местности с помощью компаса просто: намагниченная стрелка всегда указывает на север. Известное каждому школьнику приспособление имеет очень продолжительную и интересную историю.
Глядя на современные астрономические или радиокомпасы, трудно себе представить, что их прототип – кусочек магнитной руды, который люди придумали использовать для поиска направлений – появился задолго до Рождества Христова.
И вновь китайцы
Как и многие другие изобретения, которыми человечество пользуется и по сей день, компас изобрели древние китайцы. По некоторым данным, доисторические компасы появились за три тысячелетия до нашей эры, по другим – не ранее 2-го века до н.э.
Первая версия основывается больше на мифах, чем на исторических фактах. В Китае почитают императора Хуан-ди, который правил страной примерно в 2600 году до Рождества Христова. Ему приписывается изобретение первого компаса, с помощью которого правитель нашел путь в пустыне и спас свое войско от верной гибели. Впрочем, исторически достоверных сведений об этом человеке не существует.
Другая гипотеза гласит, что в эпоху династии Хань (в 1-2-м веке до н.э.) китайцы уже пользовались компасом. Этот компас представлял собой намагниченный предмет с полукруглым основанием, который поворачивался, всегда указывая на одну сторону света.
Достоверно известно, что во времена династии Сун (в 10-13 веках н.э.) у китайцев были компасы, которыми они пользовались для ориентации в пустынях.
Дальнейшее распространение компаса
От китайцев компас попал к арабам. Арабы были неплохими мореходами, они нуждались в средствах навигации, поэтому идея компаса пришлась им по душе. Арабский компас 13-го столетия – это намагниченный предмет, который опускали в сосуд с водой. Минимальная сила трения позволяла предмету свободно двигаться, поворачиваясь в одну из сторон света. В таком виде прототип современного компаса и попал к европейцам.
Европейским мореплавателям навигационный прибор был жизненно необходим, и они быстро усовершенствовали арабское приспособление. Изобретателем европейского компаса, который не просто указывает направление север-юг, но позволяет более точно ориентироваться по сторонам света, является итальянец Флавио Джойя. Он разделил циферблат компаса на 16 делений.
Кроме того, Джойя окончательно установил стрелку на тонкую шпильку (эта идея и прежде использовалась в некоторых моделях компасов), а для снижения силы трения в оси налил в чашу воду. Это произошло в 14 веке. С тех пор конструкция компаса претерпела значительные изменения, но сам замысел Джойя используется во всех современных магнитных компасах и по сей день.
Современные разновидности компасов
Для использования в различных отраслях разработано несколько разновидностей компаса.
Магнитные компасы основаны на действии магнитного поля Земли. Намагниченный элемент всегда занимает положение, параллельное меридианам, и показывает на магнитные полюса планеты. Удачной моделью магнитного компаса является компас, изобретенный нашим соотечественником, талантливым инженером Адриановым и названный его именем.
Это всем известный компас со стрелкой, которую можно остановить с помощью стопора. Для точного ориентирования компас Адрианова снабжен шкалой и двумя дополнительными стрелками (мушка и целик).
Электромагнитный компас использует явление электромагнитной индукции. В таких компасах статором (неподвижной частью) является Земля, а ротором (подвижной частью) – рамка с обмоткой. Электромагнитные компасы применяются в самолетах и судах, поскольку позволяют избежать эффекта намагничивания от металлического корпуса и минимизировать погрешность.
Гирокомпас основан на использовании особого устройства – гироскопа, и отличителен тем, что указывает не на магнитный, а на географический полюс. Изобретение немецких инженеров начала 20-го века.
Электронные компасы созданы в последние десятилетия. По сути это не компасы, а приборы, улавливающие сигнал от спутников и показывающие направление по системе спутниковой навигации.
Изобретение компаса
Компас считается одним из самых древних устройств, которые помогали людям ориентироваться на местности. Историю его создания изучают ещё в школе. Но если попытаться найти самые первые упоминания о магнитном компасе, можно наткнуться лишь на обрывки историй, по которым сложно понять, кто именно стал создателем этого изобретения.
За звание быть первой страной, где появился компас, соревнуются: Индия, Греция и Китай. В каждой из них находили древние записи об использовании этого устройства, но определить его точное время появления в каждом из государств очень сложно. Ученые также не исключают того, что они ошибаются, поэтому постоянно занимаются поисками любых сведений в остальных странах мира.
Магнитный компас
В повседневной жизни люди практически никогда не используют магнитный компас, но для моряков и путешественников это незаменимая вещь, которая может спасти жизнь, если человек заблудился и не помнит путь домой. Обыкновенные компасы состоят из пластмассовой коробки (или круглой латунной) и стрелки. Обычно её делают из стали. В центре находится небольшой кусок камня – агата. Он необходим, чтобы снизить трение между стрелкой и остриём шпиля.
История создания
Некоторые историки уверены, что человек, который изобрёл компас, жил в Китае. Считается, что изначально его планировали использовать только на земле, а для морских путешествий он не подходил. Но в те времена прибор мало чем походил на современный компас. Он больше был похож на ложку, которая лежит на отполированной плите. Черенок данной ложки изготавливали из магнетита. Он свободно вращался, а стрелка была лишь одна и указывала только на юг.
В VI веке нашей эры компас видоизменился и стал похожим на современный, с вращающейся стрелкой. Вскоре изобретение дошло до Арабских стран. Местным морякам оно очень понравилось, поэтому они стали очень часто применять его, чтобы найти верный путь в продолжительном морском путешествии.
Обратите внимание! Спустя 200 лет, похожее устройство появилось в европейской части света. Примерно в это же время компас усовершенствовали, что практически исключает возможность заблудиться. Магнитная стрелка была закреплена шпилькой на дне чаши компаса или бумажном его основании.
Вскоре устройство попало в руки к итальянцу Флавио Джойа. Он изучил краткую историю создания компаса и усовершенствовал его, установив круглую катушку с шестнадцатью ромбами. Позже делений стало в 2 раза больше. В XVIII веке компас стал выглядеть как сложное устройство, предназначенное не только для обозначения сторон света, но и показывающее время.
По какому принципу работают компасы
Компас способен определять стороны света, благодаря взаимодействию двух его магнитов и магнитных полюсов. Прибор оснащён свободно вращающейся стрелкой. Один её конец постоянно указывает на северный полюс, а другой – на южный.
Уильям Гильберт стал первым, кто предположил, что планета имеет магнитные полюса. Он описал это явление в книге «О магните». В своём рассказе Гильберт делает вывод о том, что наша планета представляет собой огромный магнит. Спустя некоторое время, исследователи обнаружили магнитные полюса (это местности, где магнитная стрелка становится вертикально). Это открытие присвоили Джону Россу (английскому исследователю).
Разновидности
В наше время ученые не перестают изобретать новые разновидности компасов, но основные из них – это:
Они являются самыми надежными и точными, поэтому используются в самолетах и на кораблях. Но, несмотря на прогресс, самым удобным считается обыкновенный магнитный компас. Именно его часто используют альпинисты, геологи или простые любители путешествий.
Компас древних стран
На данный момент ученые не могут сказать точно, в какой из древних стран изобретатели придумали компас. Но все они предлагают к рассмотрению три государства – это Греция, Китай и Индия. Отчасти это связано с тем, что изобретение было придумано очень давно, поэтому до нашего времени не сохранилось каких-либо свидетельств, изучив которые можно сделать окончательный вывод.
Первый китайский компас
Часть исследователей, занимающихся историей изобретения компаса, полагает, что явление магнетизма впервые заметили и открыли греки. Но при этом нельзя отбрасывать и другую точку зрения, которая отдает авторство открытия древним китайским изобретателям. Учёные, которые утверждают, что прибор изобрели китайцы, ссылаются на найденные здесь древние письмена. При этом, исходя из тех же летописей, магнетит также был открыт в Китае на одно тысячелетие раньше.
В письменах также есть упоминание о том, что китайский правитель Хуан-Ди в период войны использовал устройство, по функциям похожее на компас. Иная версия гласит, что прибор напоминал колесницу, на которой была установлена магнитная фигурка человека, указывающая на южное направление. Эту колесницу можно было установить на любое древнее транспортное средство.
Оно соединялось с колесами таким образом, чтобы механизм шестеренок, находящийся внутри изобретения, во время поворота повозки вращался в обратную сторону. Это необходимо, чтобы указатель, установленный на колеснице, всегда имел возможность показывать правильное направление, независимо от того, куда движется транспорт.
Чтобы это устройство всегда работало правильно, очень важно установить указатель в верном направлении ещё до того, как колесница отправится в свой первый путь, в противном случае, человечек будет указывать неверное направление. Что касается первого компаса в виде плоской доски и лежащей на ней ложки, его использовали маги, чтобы предсказать будущее, так как движение стрелки объясняли влиянием потусторонних сил.
Для обрядов компас использовали только до II тысячелетия до нашей эры. Согласно иным версиям, магнитные свойства прибора использовались в IV тысячелетии до нашей эры при проведении обрядов фен-шуя. В то время явление магнетизма объясняли как магическое проявление высших сил. Только через 100 лет китайские моряки стали использовать компас по назначению и брали его в продолжительные морские путешествия.
Компас в Индии
Некоторые исследователи считают, что компас впервые появился на территории Индии, или же местные изобретатели создали его примерно в то же время, что и китайские, но без их вмешательства и подсказок. Исходя из краткой истории о создании компаса в Индии, на открытие изобретателей подтолкнула гора, расположенная неподалёку от реки Инд. Местные жители со временем начали замечать, что она способна необъяснимым образом притягивать к себе небольшие металлические предметы.
Вскоре магнитные свойства породы начали применять в индийской медицине. Один из местных врачей начал использовать магнит при проведении хирургических операций. Как и китайцы, индусы пользовались компасом, уходя в море. Они решили не придумывать ничего нового и сделали намагниченную стрелку в виде рыбы. Её голова постоянно указывала на юг.
Как изобретали компас в Греции
Как и остальные страны того времени, Греция не отставала ни в одной из научных сфер, а в некоторых даже обгоняла многие государства. Местные исследователи самостоятельно смогли исследовать явление магнетизма, что позволило им создать свой первый компас. В VII-VI веках до нашей эры Фалес Милетский обнаружил, что магнетит может притягивать металлические изделия.
В то время это явление объясняли по-разному. Кто-то думал, что магнит ищет свою душу, которая по непонятным причинам тянется к металлу. Ещё одно, более обоснованное объяснение было связано с тем, что железо обладает влажностью, которую поглощает магнит, но почему именно это происходит, никто не смог понять.
Несмотря на огромное количество догадок, все они даже близко не подошли к истине. Спустя некоторое время, Сократ заметил, что железо, притянутое к магниту, постепенно начинает намагничиваться. Чуть позже было обнаружено, что магниты имеют способность не только притягиваться, но и отталкиваться. Все эти открытия со временем навели ученых на истинные свойства магнетизма, но никак не на изобретение компаса. Первое похожее на него устройство появилось здесь через 200-300 лет.
Принцип работы электронного компаса
Электромагнитное устройство – это развёрнутый электрогенератор, где магнитное поле планеты выступает статором, а одна рамка или более – это ротор. Этот компас выгодно отличается от стандартного магнитного тем, что здесь отсутствует девиация от ферримагнитных деталей транспортного средства.
Обратите внимание! Для корректной работы прибора с гальванометром необходимо быстрое передвижение, поэтому в большинстве случаев этот компас используют в авиации.
Компас гироскопического типа
Если говорить кратко, гирокомпасом называется устройство, указывающее полюса на поверхности земли и воды. Прибор состоит из одного или нескольких гироскопов. Он является неотъемлемой частью систем навигации на кораблях. Если сравнивать этот компас с обычным магнитным, он всегда показывает на истинный Северный полюс, а не на магнитный.
Прибор можно использовать как навигационное устройство, поэтому его устанавливают в рулевую систему на морских судах. Также он станет полезным при необходимости определить точное направление при наведении орудий боевых кораблей. Говоря о морских гирокомпасах, они очень тяжёлые. Вес некоторых из них превышает 25 килограмм.
Интересные факты
Используя компас, всегда стоит помнить, что его стрелка не указывает строго на север. Она часто отклоняется, так как расположение географических полюсов не совпадает с магнитными. Когда устройство используется в авиации, оно способно указывать правильный курс, только если борт двигается по прямой линии. Когда самолет летит, например, из Америки в Европу, на протяжении всего остального времени полёта летчиков координируют диспетчеры с помощью сообщений.
Современные разновидности компасов
В современном мире существует несколько разновидностей компасов, а именно:
Вывод
Возможно, древние компасы могли появляться не только в Греции, Индии и Китае, но точных свидетельств об этом нет. Истории известны лишь краткие упоминания об этом приборе, поэтому учёные не могут определиться с точным местом его создания.
Компас: история его открытия (кратко)
Сегодня мы без труда можем довольно точно определить свое местоположение по GPS, обратившись к спутникам. Но много лет тому назад людям было довольно трудно ориентироваться в пространстве. Сперва им помогали Солнце и звезды. Так появились стороны света. Полярная звезда оставалась на небе неподвижной и помогала путникам находить север. Но что было делать, если небо затягивали тучи? Тогда человек выдумал первый компас. Он ещё с древних времён помогал людям ориентироваться на местности. Все местоположения на карту наносили благодаря этому предмету, потому что его расположение первопроходцу было известно точно. Компас – это незаменимый помощник путешественника в любой точке земного шара. Название предмета пошло от итальянского слова «Compassare», или композиция, в переводе означает «мерить шагами», или от английского «Compass» – круг.
Первые попытки
До сих пор ученые не могут разобраться, где начинается история открытия компаса. Некоторые утверждают, что государством-первооткрывателем является Индия, другие считают, что Греция, а третьи – Китай. Во всех названных странах были обнаружены древние записи об использовании специального устройства с особым магнитным полем, указывающим стороны света.
История создания компаса окутана легендами и мифами, поэтому сейчас мы с вами окунемся в древний мир. Много лет назад индейцы обратили внимание на одиноко стоящую гору, близ реки Инд, способную притягивать металлические предметы. Путешественники стали использовать магнитные свойства породы и камней этой горы, чтобы не сбиваться с пути. Они закрепляли на кусочке горной породы стрелку, которая неизменно показывала юг.
Древние греки были известны своей любовью к науке. Они первыми обнаружили, что магнит притягивает металлические изделия. Конечно, в то время существовало и мифическое объяснение явлению магнетизма, но были те, кто высказывал научные догадки. Так, греческие естествоведы полагали, что в железе находилась влажность, поглощающая магнит, поэтому оно притягивало магнитные изделия. Чуть позже Сократ обратил внимание, что железо, притянутое магнитом, само приобретало магнитные свойства (сейчас мы бы сказали «намагничивается»). Ещё позже греки установили, что магниты не только притягиваются, но и отталкиваются друг от друга. Так долго и упорно бились великие греческие умы над загадкой, но уж никак не над созданием компаса (кстати, устройство появилось здесь только в VI веке до нашей эры).
Древние китайские письмена сообщают, что первооткрыватели компаса – это жители Поднебесной. Сперва магниты китайцы использовали для предсказаний, но чуть позже было предложено отливать из породы вытянутые формы и помещать их в воду (чаще всего выплавляли «рыбу»). Так появился «лопань», или китайский компас. Его осторожно помещали на поверхность воды, и предмет, плавая, носом разворачивался в сторону юга. Но вот что интересно: такую «рыбу» нельзя было нагревать, потому что она сразу же теряла магнитные свойства и приходила в негодность. Такое изделие впервые упоминается в 1044 г в труде «Основы военного дела». Подробнее о том, как китайцам удалось его открыть, мы написали здесь.
Китайцы прославились также созданием первого не магнитного компаса (гирокомпаса), или, как сказано в легенде, «колесницы, указывающей на юг». По преданию желтый правитель пошел войной на императора. Последнему служил верный колдун, который во время атаки напустил густой туман на воинов желтого владыки, чтобы те заблудились. Но у них была чудесная колесница, которая указывала на юг. Так племя выбралось из тумана и выиграло войну. В этой легенде тоже есть правда: для ориентации на местности, в III веке нашей эры, китайцы пользовались колесницей, где устанавливали фигурку человека. С помощью зубчатых приспособлений в колесах человечек разворачивался к югу. Кстати, вот еще подборка любопытных предметов, созданных в Китае.
Кто и когда создал компас?
Выяснив, где изобрели компас, мы продолжаем путешествие по истории возникновения компаса и переходим к конкретным именам.
Кто изобрёл компас? В 1119 году Шень Гуа испытал на предмет способности указывать месторасположение обыкновенную швейную иглу. Китайский ученый намагнитил ее и закрепил при помощи воска на шелковой нитке. Конструкция указывала на юг не хуже «рыбы». Позднее он присоединил иглу уже к шпильке (вот первая модель компаса, напоминающая современную). Опытным путем Шень Гуа выяснил, что стрелка не совсем точно определяла юг, она несколько отклонялась в бок. Эту особенность объяснили углом, который образуют географические и магнитные меридианы, не совпадающие с друг с другом. Последователи учёного смогли рассчитать угол отклонения для каждой области Китая. Это значение впоследствии получило название «магнитное склонение».
Есть у китайцев иная модель компаса – размещенная на квадратной медной доске ложечка из магнетита с узкой рукояткой. Поверхность искусно расписывали символами сторон света, созвездий и знаков зодиака. Ложку приводили в движение легким толчком, последняя свободно вращалась, а остановившись, направляла на юг. К сожалению, история не говорит, кто изобрел такой компас, но Хэнь Фэй-цзы дал устройству название «сынань», что значит «ведающий югом».
В XII веке соседствующие с китайцами арабы приобрели у последних чудесное изобретение, определяющее стороны света. Так компас попал в Евразию. Письменные упоминания этого устройства найдены в трактатах Александра Неккама 1187 годов. Некоторые эксперты высказывают догадки, что компас прибыл в Европу ранее, однако предмет не имел общего названия, поэтому записи о нем оставить было сложно.
Первыми после арабов устройством начали пользоваться итальянцы. Предмет распространился по Аппенинскому полуострову, перекочевав вскоре к в Британию и Германию. Уже тогда компас представлял собой небольшой цилиндр из коркового дерева, на котором закреплялась металлическая игла. Предмет погружали в ёмкость с водой и ждали, пока игла развернется к югу. Из-за ветров и иных нелетных условии направление иглы часто сбивалось, поэтому сосуд стали прятать под стеклом. Ближе к 13-му веку магнитную стрелку размещали на острие в середине бумажного круга.
Так, путешествуя по свету, компас постепенно видоизменялся. В 14 веке итальянский изобретатель Флавио Джойя добавил к нему холст из бумаги, разделенный на 16 равных частей (по 4 румба на каждую из сторон света). Со временем частей стало уже 32, что позволяло точнее определять стороны света. Спустя пару лет устройство стали размещать в подвешенном состоянии для снижения влияния морской качки.
Когда изобрели компас, мореплавателям стало намного проще ориентироваться в открытом океане, поэтому устройство стало незаменимым другом экспедиторов в эпоху Великих географических открытий. Благодаря компасу географические карты стали точнее, и было высказано смелое предположение о том, что Земля имеет форму шара.
Развитие технологии
Основное свойство, лежащее в основе работы компаса, – способность магнитов притягиваться и отталкиваться друг от друга. Как только в VII-VI веках до нашей эры греки выяснили это, началась история открытия компаса. В средние века были попытки объяснить свойство магнетизма с точки зрения мистики (особенно этим грешили последователи теологии). С XIV по XVII века устройство активно использовалось в путешествиях и открытиях. Он изменялся и неустанно пополнялся дополнительными атрибутами для практичности и точности ориентирования. Несмотря на то, что магнитные свойства не изменялись, история развития компаса не стояла на месте.
Принцип действия компаса
Компасы подразделяются на магнитные и не магнитные. Изначально были изобретены не магнитные устройства. Такими изобретениями могут похвастаться египтяне, скандинавы и викинги.
В XX веке в египетском музее археологи отыскали маленькую деревянную игрушку. Она представляла собой самолёт, который подвешенном состоянии ориентировался в сторону юга. При исследованиях было обнаружено, что перед носовой частью планера находится энергополе, а дополнительная горбинка, расположенная в верхней части игрушки, увеличивает его. Устройство напоминало ученым китайскую «колесницу», поэтому и было отнесено к неметаллическим компасам.
Скандинавы, путешествующие в Гренландию и Америку, использовали небольшие предметы в виде деревянного круга с ручкой. Предмет вращался вокруг своей вертикальной оси, на верхней точке которой размещалась горизонтальная стрелка. Внутри находился источник энергии излучений. Образец скандинавского компаса был обнаружен в 1948 году при раскопках в Гренландии.
В морских путешествиях викинги использовали кальцит, или солнечный камень, который обладал способностью к поляризации света. Это физическое свойство породы позволяло викингам определять положение светила даже в непогоду. По сей день этот камень используется в военных и гражданских самолетах, воздушные коридоры которых проходят в полярных широтах.
Позже были изобретены классические магнитные компасы. В основе работы этого предмета лежат магнитные свойства земли. Стрелка располагается горизонтально и носом обозначает направление севера, а точнее компас определяет Северный магнитный полюс Земли, который не совпадает с географическим. В XV веке исследователи вычислили, что примерное расстояние между ними составляет целых 2100 километров. Еще не зная об этом, скандинавские мореплаватели часто терялись в морях.
История изобретения компаса, которым мы пользуемся сейчас, начинается с 1907 года, когда капитан Корпуса военных топографов Адрианов Владимир Николаевич сконструировал первый отечественный войсковой компас, за которым впоследствии закрепилось название «компас Адрианова». Это классическое устройство, с расположенной внутри шкалой, которая имеет 120 делений (цена одного деления составляет 3◦). Для визирования предметов на местности на вращающемся кольце компаса установлено специальное приспособление: мушка с целиком. Зачастую нос стрелы и каждые 90° на шкале покрывают флуоресцентной краской, что облегчает использование компаса в темноте.
Виды компаса
Сейчас это прибор с магнитной стрелкой, свободно вращающейся в горизонтальной плоскости и ориентирующейся вдоль магнитного меридиана. На точность определения севера влияют окружающие компас вещи, особенно электронные, магнитные или металлические, а также магнитные бури. Для того, чтобы исключить влияние подобных факторов, а также, чтобы иметь возможность следить за Звездами, были изобретены:
В современных комплексах на кораблях используется магнито-чувствительная катушка, которая определяет направление судна. У всех подобных устройств есть существенный недостаток: они не приспособлены для работы в высоких широтах. Это связано с малой горизонтальной составляющей магнитного поля Земли. Что же делать экспедиторам, если маршрут их корабля пролегает в высоких широтах? В 2017 году Российские учёные изобрели магнитный компас «Азимут», который был оснащен гироскопическим датчиком угловой скорости, что позволило уменьшить погрешность компаса при качке судна и точнее измерять угол и местонахождения корабля.
Вот такой большой путь от истории появления компаса и до наших дней проделал этот невероятный предмет!