История компаса - History of the compass

В компас был изобретен более 2000 лет назад. Первые компасы были сделаны из магнит, естественно намагниченный железный камень, в Династия Хан Китай (20 г. до н.э. - 20 г. н.э.).[1] Компас позже использовался для навигации во время китайского Династия Сун (960–1279 гг. Н.э.), как описано Шен Куо.[2] Позднее компасы были сделаны из железных игл, которые намагничивались путем ударов магнитного камня. Намагниченные иглы и циркули были впервые описаны в средневековой Европе английским богословом. Александр Неккам (1157–1217 гг.). Сухие компасы начинают появляться около 1300 дюймов. Средневековая Европа и средневековье Исламский мир.[3][4] На смену ему в начале 20 века пришел магнитный компас с жидкостью.[5]

Навигация до компаса

Смотрите также: Полинезийская навигация

До введения компаса географическое положение и направление на море в первую очередь определялись путем наблюдения за ориентирами, дополненного наблюдением за положением небесных тел.[6] Другие методы включали отбор проб грязи с морского дна (Китай),[7] анализ траектории полета птиц и наблюдение за ветром, морским мусором и состоянием моря (Полинезия и другие места).[8] Объекты, которые считались использовавшимися для навигации путем измерения углов между небесными объектами, были обнаружены в долине реки Инда в Лотале.[9] Считается, что норвежцы использовали солнечный компас найти истинный север. В пасмурные дни викинги могли использовать кордиерит или какой-то другой двулучепреломляющий кристалл определить направление солнца и высота от поляризация дневного света; их астрономических знаний было достаточно, чтобы позволить им использовать эту информацию для определения правильного курса.[10] Изобретение компаса позволило определять курс, когда небо было пасмурным или туманным, а ориентиры не были видны. Это позволило морякам безопасно перемещаться вдали от суши, увеличив объем морской торговли и способствуя Эпоха открытий.[11][12]

Геомантия и фен-шуй

Китайский геомантический компас c. 1760 г. из Национальный Морской Музей В Лондоне
Основная статья: Луопань

Компас был изобретен в Китае во времена династия Хан между 2-м веком до нашей эры и 1-м веком нашей эры, где его называли «южным правителем» (sīnán 司南).[2] Магнитный компас сначала использовался не для навигации, а для геомантия и гадание посредством Китайский. Раннее Китайский магнитный компасы, возможно, использовались для упорядочивания и согласования зданий в соответствии с геомантическими принципами Фэн Шуй. Эти ранние компасы были сделаны с магнит, форма минерала магнетит это естественный магнит и выравнивается с магнитным полем Земли.[6] Люди в древнем Китае обнаружили, что если магнитный камень подвешивают так, чтобы он мог свободно вращаться, он всегда будет указывать на магнитные полюса. Ранние компасы использовались для выбора участков, подходящих для строительства домов, выращивания сельскохозяйственных культур и поиска редких драгоценных камней. Позднее компасы были адаптированы для навигации во время Династия Сун в 11 веке.[1]

Основываясь на открытии Кроцером и Коу Ольмек гематит артефакт в Мезоамерика, радиоуглеродный датированный до 1400–1000 гг. до н. э. астроном Джон Карлсон предположил, что ольмеки могли использовать геомагнитные магнит ранее 1000 г. до н.э. для геомантия, метод гадание, который, если окажется, что это правда, появился еще до того, как китайцы использовали магнетизм для Фэн Шуй на тысячелетие.[13] Карлсон предполагает, что ольмеки использовали аналогичные артефакты в качестве устройства направления для астрономических или геомантик целей, но не предполагает использования в навигации. Артефакт является частью полированного гематит планка с проточкой на одном конце, возможно, используемая для прицельной стрельбы. Заявления Карлсона были оспорены другими научными исследователями, которые предположили, что артефакт на самом деле является составной частью декоративного украшения, а не специально построенным компасом.[14] Несколько других гематитовых или магнетитовых артефактов были найдены на доколумбовых археологических раскопках в Мексике и Гватемале.[15][16]

Ранний навигационный компас

Используется ряд ранних культур магнит чтобы они могли поворачиваться, как магнитные компасы для навигации. Ранние механические компасы упоминаются в письменных отчетах Китайский, который начал использовать его для навигации где-то между IX и XI веками, «где-то до 1050 года, возможно, уже в 850 году».[17][6] В настоящее время, по словам Крейца, ученые единодушны в том, что китайское изобретение, используемое в навигации, предшествует первому европейскому упоминанию о компасе на 150 лет.[18] Первое зарегистрированное использование компаса в Европе (1190 г.)[19] раньше, чем в мусульманском мире (1232 г.),[20][21] как описание намагниченной иглы и ее использования среди моряков происходит в Александр Неккам с De naturis rerum (О природе вещей), написанная в 1190 году.[19][22]

Однако есть вопросы по поводу распространения. Некоторые историки предполагают, что арабы принесли компас из Китая в Европу.[23][24] Некоторые предположили, что компас был передан из Китая в Европу и исламский мир через Индийский океан.[25] или был привезен крестоносцами в Европу из Китая.[26] Однако некоторые ученые предложили независимое европейское изобретение компаса.[27]

Китай

Дальнейшая информация: Четыре великих изобретения, Список китайских изобретений, и История науки и техники в Китае
Модель династия Хан (206 г. до н.э. – 220 г. н.э.) ковш, указывающий на юг, или синан. Теоретически[кем? ] что направленные на юг ложки династии Хань были намагниченными магнитами.[28]

Существуют разногласия относительно того, когда именно был изобретен компас. Это заслуживает внимания Китайский литературные ссылки, свидетельствующие о его древности:

  • Магнитный компас был впервые изобретен как устройство для гадание еще в Китайский династия Хан и династия Тан (примерно с 206 г. до н.э.).[1][2][29] Компас использовался в Династия Сун Китай военными для навигационное ориентирование к 1040–44,[18][30][31] и использовался для морского судоходства с 1111 по 1117 год.[32]
  • Раннее Китайская литература ссылка на магнетизм лежит в трудах IV века до н.э. Ван Сюй (鬼谷 子): «Магнит притягивает железо».[33] В книге также отмечается, что жители государства Чжэн всегда знали свое положение с помощью «указателя на юг»; некоторые авторы предполагают, что это относится к раннему использованию компаса.[1][34]
  • Первое упоминание о ложке, предположительно являющейся магнитным камнем, было отмечено указывая в кардинальное направление китайское произведение, написанное между 70 и 80 годами нашей эры (Lunheng ), где записано, что «но когда ложка, указывающая на юг, брошена на землю, она останавливается, указывая на юг».[35] В тексте автор Ван Чонг описывает ложку как явление, которое он лично наблюдал.[36] Хотя в отрывке прямо не упоминается магнетизм,[37] согласно Чен-Ченг И, «устройство, описанное Ван Чуном, широко считается самой ранней формой магнитного компаса».[28]
  • Первый четкий отчет о магнитное склонение происходит в Куан Ши Ти Ли Чи Мэн («Геомантический учитель мистера Куана»), датируемый 880 годом.[38] Другой текст, Чиу Тхиен Сюань Ну Чинг Нанг Хай Чио Чинг («Руководство Blue Bag Sea Angle Manual») примерно того же периода также содержит неявное описание магнитного склонения. Утверждалось, что это знание склонения требует использования компаса.[38]
  • Ссылка на намагниченную иглу как на "таинственная игла"появляется в 923–926 гг. в Чунг Хуа Ку Чин Чу текст написан Ма Као. Тот же отрывок также приписывается писателю 4 века нашей эры Тшуй Пао, хотя предполагается, что первый текст более аутентичен. Форму иглы сравнивают с формой головастика, и она может указывать на переход между «магнитными ложками» и «железными иглами».[39]
  • Самая ранняя ссылка на конкретный магнитный пеленгатор прибор для наземной навигации записан в Династия Сун книга датирована 1040–1044 гг. Есть описание железной «рыбы, направленной на юг», плавающей в миске с водой и выстраивающейся на юг. Устройство рекомендуется как средство ориентации «в темноте ночи». В Wujing Zongyao (武 經 總 要, «Сборник важнейших военных приемов») заявил: «Когда войска сталкивались с мрачной погодой или темными ночами, и направления в космосе нельзя было различить ... они использовали [механические] повозка, указывающая на юг, или рыба, направленная на юг ".[30] Это было достигнуто путем нагрева металла (особенно стали), известного сегодня как термостойкость, и мог бы создать слабое состояние намагниченности.[30] Пока китайцы добились магнитного остроту и индукция к этому времени, как в Европе, так и в Азии, это явление приписывали сверхъестественному и оккультному, примерно до 1600 года, когда Уильям Гилберт опубликовал свой De Magnete.[40]
  • Первая неопровержимая ссылка на намагниченная игла в китайской литературе появляется в 1088 году.[31] В Эссе о бассейне мечты, написанный Династия Сун эрудит ученый Шен Куо, содержал подробное описание того, как геоманты намагниченный иголка потерев ее кончик магнитным камнем, и подвесив магнитную иглу одним усилием шелк с небольшим количеством воска, прикрепленным к центру иглы. Шэнь Го отметил, что подготовленная таким образом игла иногда указывала на юг, иногда на север.
  • Самое раннее зарегистрированное использование магнитного компаса для морское судоходство находится в Чжу Юй книга Беседы за столом в пингчжоу (萍 洲 可 談; Pingzhou Ketan) и датируется с 1111 по 1117 год: Пилоты корабля знакомятся с конфигурацией берегов; ночью они управляют звездами, а днем ​​- солнцем. В темную погоду они смотрят на стрелку, указывающую на юг..[32]
Схема Династия Мин компас моряка

Таким образом, использование магнитного компаса военными для наземная навигация произошло где-то до 1044 года, но неопровержимые доказательства использования компаса в качестве морского навигационного устройства не появлялись до 1117 года.

Типичный китайский навигационный компас имел форму магнитной стрелки, плавающей в чаше с водой.[41] В соответствии с Needham, китайцы в Династия Сун и продолжая Династия Юань действительно использовался сухой компас, хотя этот тип никогда не получил такого широкого распространения в Китае, как мокрый компас.[42] Доказательства этого можно найти в Шилин гуанцзи («Путеводитель по лесу дел»), опубликованный в 1325 году Чэнь Юаньцзином, хотя его составление проходило между 1100 и 1250 годами.[42] Сухой компас в Китае представлял собой сухой подвесной компас, деревянную раму, созданную в форме черепахи, подвешенной вверх ногами на доске, с магнитным камнем, запечатанным воском, и если повернуть его, стрелка на хвосте всегда будет указывать на северное направление света.[42] Хотя европейский компас в рамке и игле с сухим шарниром был принят в Китае после того, как его использовали Японские пираты в 16 веке (которые, в свою очередь, узнали об этом от европейцев),[43] Китайская конструкция подвесного сухого компаса использовалась и в 18 веке.[44] Однако, по словам Крейца, существует только одна китайская ссылка на иглу с сухим креплением (встроенную в поворотную деревянную черепаху), которая датируется периодом между 1150 и 1250 годами и утверждает, что нет четких указаний на то, что китайские моряки когда-либо использовали что-либо, кроме плавающая игла в чаше до 16 века.[41]

Первое зарегистрированное использование 48-позиционного морского компаса в мореплавании было отмечено в Таможня Камбоджи дипломат династии Юань Чжоу Дагуань, он описал свое путешествие в 1296 г. Вэньчжоу к Ангкор Том в деталях; когда его корабль вышел из Вэньчжоу, моряк взял направление стрелки в положение «дин-вэй», что эквивалентно 22,5 градусу ЮЗ. После того, как они прибыли в Бария, моряк взял "иглу Кун Шен", или 52,5 градуса ЮЗ.[45] Чжэн Хэ Карта навигации, также известная как "Карта Мао Кун ", содержит большое количество подробных" игольчатых пластинок " Экспедиции Чжэн Хэ.[46]

Средневековая Европа

Рисунок компаса на копии середины XIV века. Epistola de magnete из Питер Перегринус.[47]

Александр Неккам сообщили об использовании магнитного компаса для района Ла-Манша в текстах De utensilibus и De naturis rerum,[48] написано между 1187 и 1202 годами, после того, как он вернулся в Англию из Франции.[49] и до входа в августинское аббатство в Сайренчестере.[50] В его издании 1863 г. Неккам с De naturis rerumТомас Райт приводит перевод отрывка, в котором Неккам упоминает моряков, направляемых стрелкой компаса:

Более того, моряки, плывущие по морю в облачную погоду, не могут ли они больше пользоваться солнечным светом или когда мир окутан тьмой ночных теней, и они не знают, что По направлению компаса курс их корабля направлен, они касаются магнита иглой, которая (игла) вращается по кругу до тех пор, пока, когда ее движение не прекращается, ее острие смотрит прямо на север.[51]

Четкое понимание Неккамом морского компаса в конце XII века и его описание его использования в морской навигации поставили под сомнение то, был ли компас таким, каким он был. Профессор Дерк Бодде утверждал, один из «подарков Китая Западу».[52] Судя по описанию Неккама, некоторые ученые предположили, что вполне вероятно, что компас был также «изобретен» в Европе, независимо от восточных технологий.[53] Это дополнительно подтверждается Жак де Витри Упоминание о компасе, который использовался в море в 1218 году, что указывает на более широкое знание компаса и его использования в средневековой Северной Европе:

Железная игла после контакта с грузоподъемным камнем всегда поворачивается к северной звезде, которая, как и ось небосвода, остается неподвижной, в то время как остальные следуют своим курсом, так что это очень необходимо тем, кто ориентируется. море.[53]

Роберт Саути предложил, чтобы Siete Partidas содержала ссылку из 1250-х годов на стрелку, используемую для навигации.[54]

В 1269 г. Петрус Перегринус Марикура описал плавающий компас для астрономических целей, а также сухой компас для мореплавания в своем известном Epistola de magnete.[48]

В Средиземном море появление компаса, сначала известного только как намагниченный указатель, плавающий в чаше с водой,[55] идет рука об руку с улучшением счисление методы и развитие Графики-портоланы, что привело к увеличению количества судов в зимние месяцы во второй половине 13 века.[56][6] Хотя издревле существовала практика ограничения морских путешествий в период с октября по апрель, отчасти из-за отсутствия надежного чистого неба во время средиземноморской зимы, продление парусного сезона привело к постепенному, но устойчивому увеличению судоходства; примерно к 1290 году парусный сезон может начаться в конце января или феврале и закончиться в декабре.[57] Дополнительные несколько месяцев имели большое экономическое значение. Например, это позволило Венецианский конвои совершать два рейса в год в Левант, вместо одного.[58]

В то же время увеличилось сообщение между Средиземным морем и Северной Европой, и первые свидетельства прямых коммерческих рейсов из Средиземного моря в Ла-Манш произошли в последние десятилетия XIII века, и одним из факторов может быть то, что компас пересек то Бискайский залив безопаснее и проще.[59] Однако такие критики, как Крейц, предположили, что только в 1410 году кто-то действительно начал управлять по компасу.[60]

Мусульманский мир

Аль-Ашраф Схема компаса и Киблы. Из MS Cairo TR 105, скопировано в Йемене, 1293 г.[48]

Самое раннее упоминание компаса в Мусульманский мир происходит в Персидский сказка 1232 г.,[20][61] где компас используется для навигации во время поездки в красное море или Персидский залив.[4] Описанный железный лист в форме рыбы указывает на то, что этот ранний китайский дизайн распространился за пределы Китая.[62] Раннее арабский Ссылка на компас в виде магнитной стрелки в чаше с водой происходит из работы Байлака аль-Кибджаки, написанной в 1282 году в Каире.[20][63] Аль-Кибджаки описал компас с иглой и чашей, который использовался для навигации во время путешествия, которое он предпринял из Сирии в Александрию в 1242 году.[20] Поскольку автор описывает, как примерно сорок лет назад стал свидетелем использования компаса во время путешествия на корабле, некоторые ученые склонны относиться к его первому появлению еще раньше. Арабский мир соответственно.[20] Аль-Кибджаки также сообщает, что моряки в Индийском океане использовали железную рыбу вместо игл.[64]

В конце 13 века Йеменцы Султан и астроном аль-Малик аль-Ашраф описал использование компаса как "Кибла индикатор "найти направление на Мекка.[65] В трактате о астролябии и солнечные часы Аль-Ашраф включает несколько абзацев о конструкции чаши компаса (хаса). Затем он использует компас, чтобы определить северную точку, меридиан (khaṭṭ niṣf al-nahār) и Кибла. Это первое упоминание компаса в средневековом исламском научном тексте и его самое раннее известное использование в качестве индикатора Киблы, хотя аль-Ашраф не претендовал на то, чтобы быть первым, кто использовал его для этой цели.[48][66]

В 1300 году арабский трактат, написанный Египтянин астроном и муэдзин Ибн Симхун описывает сухой компас, используемый для определения киблы. Однако, как и компас Перегрина, в компасе Ибн Симхуна не было карты компаса.[48] В 14 веке Сирийский астроном и хронометрист Ибн аль-Шатир (1304–1375) изобрел хронометраж устройство, объединяющее как универсальный солнечные часы и магнитный компас. Он изобрел это, чтобы узнать времена молитвы.[67] Арабские мореплаватели также представила 32-точечный картушка в течение этого времени.[68] В 1399 году один египтянин сообщил о двух разных типах магнитных компасов. Один из инструментов - это «рыба» из ивы или тыквы, в которую вставлена ​​магнитная игла и запечатана смолой или воском для предотвращения проникновения воды. Другой инструмент - сухой компас.[64]

Навигационный матрос компас роза, 1607 г.

В 15 веке описание, данное Ибн Маджид при совмещении компаса с полярной звездой указывает, что он знал о магнитное склонение. Явное значение склонения дается выражением Изз ад-Дин аль-Вафани (эт. 1450-е годы в Каире).[4]

В древних арабских источниках компас упоминается как āsa (букв. «чаша») для плавающего компаса, или ālat al-qiblah («инструмент кибла») для устройства, используемого для ориентации в сторону Мекки.[4]

Фридрих Хирт предположил, что арабские и персидские торговцы, которые узнали о полярности магнитной стрелки от китайцев, применили компас для навигации раньше, чем это сделали китайцы.[69] Однако Нидхэм охарактеризовал эту теорию как «ошибочную» и «она возникла из-за неправильного толкования» термина. чиа-лин нашел в Чжу Юй книга Беседы за столом о пингчжоу.[70]

Индия

Разработка магнитного компаса весьма сомнительна. Компас упоминается в четвертом веке нашей эры. Тамильский морской книги; кроме того, его раннее название макчайантра (рыбный автомат) предполагают китайское происхождение. В своей индийской форме мокрый компас часто состоял из магнита в форме рыбы, плавающего в чаше, наполненной маслом.[71][72] Эта форма рыбы обязана своему названию, которое состоит из слов Maccha смысл рыбы и янтра смысл устройство.[62]

Средневековая Африка

Есть свидетельства того, что распространение компаса из Китая, вероятно, также достигло Восточной Африки в результате торговли через конец Шелкового пути, который закончился в Восточноафриканский центр торговли в Сомали и суахили города-государства королевства.[73] Есть свидетельства того, что морские торговцы и моряки на суахили в какой-то момент приобрели компас и использовали его для навигации.[74]

Сухой компас

Ранний модерн сухой компас, подвешенный на подвес (1570)

Компас сухого мореплавателя состоит из трех элементов: свободно вращающейся иглы на булавке, заключенной в небольшую коробку со стеклянной крышкой, и Роза ветров, посредством чего «карта с розой ветров или компасом прикрепляется к намагниченной игле таким образом, что при установке на стержень в коробке, закрепленной на одной линии с килем корабля, карта поворачивается при изменении направления корабля, всегда указывая, что конечно, корабль шел ».[3] Позднее компасы часто вставляли в подвес крепление для уменьшения заземления иглы или карты при использовании на качающейся и качающейся палубе корабля.

В то время как вращение игл в стеклянных ящиках уже было описано французским ученым Питер Перегринус в 1269 г.,[75] и египетским ученым Ибн Симхуном в 1300 г.,[48] традиционно Флавио Гиоха (эт. 1302), итальянец пилот из Амальфи, приписывают усовершенствование компаса моряка, подвешивая его стрелку над картой компаса, таким образом придавая компасу знакомый вид.[76][6] Такой циркуль с иглой, прикрепленной к вращающейся карточке, также описан в комментарии к Данте с Божественная комедия с 1380 года, в то время как более ранний источник ссылается на переносной компас в коробке (1318),[77] поддерживая идею о том, что к тому времени сухой компас был известен в Европе.[41]

Пеленг компас

Компас-пеленг (18 век)

А пеленг компас это магнитный компас, установленный таким образом, что позволяет подшипники объектов, совместив их с смазочная линия компаса пеленга.[78] А геодезический компас это специализированный компас, предназначенный для точного измерения курса ориентиров и измерения горизонтальных углов, чтобы помочь создание карты. Они уже широко использовались в начале 18 века и описаны в 1728 году. Циклопедия. Компас-пеленг постоянно уменьшался в размерах и весе для повышения портативности, в результате чего появилась модель, которую можно было носить и использовать в одной руке. В 1885 г. был выдан патент на ручной компас оснащен смотровой призмой и линзой, позволяющей пользователю точно видеть направление географических ориентиров, создавая тем самым призматический компас.[79] Другой метод прицеливания - с помощью отражающего зеркала. Впервые запатентованный в 1902 г. Компас Безара состоял из полевого компаса с установленным над ним зеркалом.[80][81] Такое расположение позволило пользователю выровнять компас с объективом, одновременно наблюдая его азимут в зеркале.[80][82]

В 1928 году Гуннар Тилландер, безработный шведский производитель инструментов и заядлый участник спорта спортивное ориентирование, изобрел новый стиль пеленг компаса. Недовольный существующими полевыми компасами, которым требовался отдельный транспортир для пеленгации по карте, Тилландер решил объединить оба инструмента в один инструмент. Он сочетал в себе компас со встроенным в базу транспортиром. Его конструкция признакам металлического компас капсула, содержащая магнитную иглу с ориентирующими знаками установлена ​​в прозрачный транспортире опорной плиту с линией курсовой (позже называется индикатор направления движения). Вращая капсулу, чтобы совместить иглу с ориентирующими метками, можно было прочитать курс подшипника на линии смазки. Более того, выровняв опорную плиту с курсом, нанесенным на карту, не обращая внимания на стрелку, компас также может работать как транспортир. Тилландер поделился своим дизайном с другими ориентировщиками. Бьёрн, Алвид и Алвар Кьельстрём, которые продавали простые компасы, и четверо мужчин изменили конструкцию Тилландера.[83] В декабре 1932 года с участием Тилландера и трех братьев Кьельстрём была образована компания Silva, и компания начала производство и продажу своей продукции. Компас для спортивного ориентирования Silva шведским ориентировщикам, туристам и армейским офицерам.[83][84][85][86]

Жидкий компас

Надводный компас на лодке, заполненный жидкостью

Жидкостный компас представляет собой конструкцию, в которой намагниченная игла или карта амортизируются жидкостью для защиты от чрезмерного раскачивания или раскачивания, что улучшает читаемость и снижает износ. Простая рабочая модель жидкостного компаса была представлена ​​сэром Эдмунд Галлей на заседании Королевское общество в 1690 г.[87] Однако, поскольку первые жидкостные компасы были довольно громоздкими, тяжелыми и подверженными повреждениям, их главное преимущество было на борту корабля. Защищено в нактоуз и обычно подвес Установленная, жидкость внутри корпуса компаса эффективно гасит удары и вибрацию, устраняя при этом чрезмерное раскачивание и заземление карты, вызванное креном и креном судна. Первый жидкий морской компас, который считался практичным для ограниченного использования, был запатентован англичанином Фрэнсисом Кроу в 1813 году.[88][89] Морские компасы с жидкостным демпфированием для кораблей и небольших лодок иногда использовались Королевский флот с 1830-х по 1860 год, но стандартный компас Адмиралтейства оставался сухим креплением.[90] В последний год американский физик и изобретатель Эдвард Сэмюэл Ричи запатентовал значительно улучшенный жидкий морской компас, который был принят в пересмотренной форме для общего использования ВМС США, а затем был куплен Королевским флотом.[91]

Несмотря на эти достижения, жидкостный компас не был представлен в Королевском флоте до 1908 года. Ранняя версия, разработанная RN Captain Creak, оказалась работоспособной под сильным огнем и на море, но ей не хватало точности навигации по сравнению с конструкцией лорда Кельвина .[5][92] Однако с постоянным увеличением размеров кораблей и орудий преимущества жидкостного компаса над компасом Кельвина стали неизбежно очевидны для Адмиралтейства, и после широкого применения другими военно-морскими силами жидкостный компас был принят на вооружение Королевским флотом.[5]

Типичный авиационный магнитный компас

Затем жидкие компасы были адаптированы для самолетов. В 1909 г. капитан F.O. Creagh-Osborne, Суперинтендант компасов Адмиралтейства, представил Creagh-Osborne авиационный компас, в котором для увлажнения карты компаса использовалась смесь спирта и дистиллированной воды.[93][94] После успеха этого изобретения капитан Креаг-Осборн адаптировал свой дизайн к гораздо меньшей карманной модели.[95] для индивидуального пользования[96] офицерами артиллерии или пехоты, получившими патент в 1915 г.[97]

В декабре 1931 года недавно основанная шведская компания Silva представила свою первую опорную пластину или компас-подшипник, в котором использовалась заполненная жидкостью капсула для гашения колебаний намагниченной иглы.[83] Смягченной жидкостью Сильве потребовалось всего четыре секунды для того, чтобы ее игла установилась, по сравнению с тридцатью секундами для оригинальной версии.[83]

В 1933 г. Туомас Вохлонен, по профессии сюрвейер, подал заявку на патент на уникальный метод заполнения и герметизации легкого целлулоид корпус компаса или капсула с нефтяным дистиллятом для увлажнения иглы и защиты ее от ударов и износа, вызванных чрезмерным движением.[98] Представлен в модели с креплением на запястье в 1936 году как Suunto Ой Модель М-311, новая конструкция капсулы привела к появлению современных легких полевых компасов, заполненных жидкостью.[98]

Гирокомпас

Первый гироскоп для научного использования был сделан французским физиком. Леон Фуко (1819–1868) в 1852 году, который также назвал устройство, проводя исследования в той же области, которая привела его к использованию одноименного маятника, за что он был награжден медалью Копли Королевским обществом. Гирокомпас был запатентован в 1885 году Маринусом Герардусом ван ден Босом в Нидерландах после того, как непрерывное вращение стало возможным благодаря небольшим электродвигателям, которые, в свою очередь, стали технологическим результатом открытия магнитной индукции.[6] И все же только в 1906 году немецкий изобретатель Герман Аншютц-Кемпфе (1872–1931) смог построить первый практический гирокомпас. Он имел два основных преимущества перед магнитными компасами: он указывал истинный север и на него не влияли ферромагнитные материалы, такие как стальной корпус кораблей. Таким образом, он широко использовался на боевых кораблях Первой мировой войны и современной авиации.

Использование без навигации

Астрономия

Три компаса, предназначенные для определения меридиан были описаны Питер Перегринус в 1269 г. (имеется в виду эксперименты, проведенные до 1248 г.)[99] В конце 13 века, аль-Малик аль-Ашраф Йемена написал трактат об астролябиях, который включал инструкции и диаграммы по использованию компаса для определения меридиан (khaṭṭ niṣf al-nahār) и Кибла.[48] В 1300 году трактат, написанный Египтянин астроном и муэдзин Ибн Симун описывает сухой компас, который можно использовать как «индикатор Киблы», чтобы найти направление к Мекка. Однако в компасе Ибн Симхуна не было ни карты компаса, ни знакомой стеклянной коробки.[48] В 14 веке Сирийский астроном и хронометрист Ибн аль-Шатир (1304–1375) изобрел хронометраж устройство, объединяющее как универсальный солнечные часы и магнитный компас. Он изобрел это, чтобы узнать времена салат молитвы.[67]

Ориентация здания

Свидетельства ориентации зданий с помощью магнитного компаса можно найти в XII веке. Дания: четверть из 570 Романские церкви повернуты на 5–15 градусов по часовой стрелке от истинного востока и запада, что соответствует преобладающему магнитному склонению во время их строительства.[100] Большинство из этих церквей были построены в 12 веке, что указывает на довольно частое использование магнитных компасов в Европа тогда.[101]

Добыча полезных ископаемых

Использование компаса в качестве пеленгатора под землей было впервые применено в Тосканский шахтерский город Масса где плавающие магнитные иглы использовались для проходки туннелей и для определения требований различных горнодобывающих компаний еще в 13 веке.[102] Во второй половине 15 века компас стал стандартным оборудованием для Тирольский майнеры. Вскоре после этого первый подробный трактат о подземном использовании компасов был опубликован Немецкий шахтер Рюляйн фон Кальв (1463–1525).[103]

Компас солнца

Смотрите также: Кардинальное направление § Циферблат, и Солнечные часы § Использование солнечных часов в качестве компаса

Солнечный компас использует положение Солнца на небе для определения направлений сторон света с учетом местной широты и долготы, времени суток, уравнение времени, и так далее. На достаточно высоких широтах аналоговый дисплей смотреть может использоваться как очень приблизительный солнечный компас. Простые солнечные часы могут быть намного лучше. Автоматический солнечный компас, разработанный подполковником А. Джеймс Аллисон Офицер механизированной кавалерии, был принят на вооружение британской армии в Индии в 1938 году для использования в танках и других бронетранспортерах, где магнитное поле искажалось, влияя на стандартный призматический компас. Облачное небо запретило его использование в европейских театрах. Копия руководства хранится в Имперский военный музей В Лондоне.[104]

Примечания

  1. ^ а б c d Лоури, Уильям (2007). Основы геофизики. Лондон: Издательство Кембриджского университета. п. 281. ISBN  978-0-521-67596-3. В начале династии Хань, между 300-200 гг. До н.э., китайцы создали рудиментарный компас из магнита ... компас, возможно, использовался при поиске драгоценных камней и выборе участков для строительства домов ... их директива власть привела к использованию компасов для навигации
  2. ^ а б c Merrill, Ronald T .; МакЭлхинни, Майкл В. (1983). Магнитное поле Земли: его история, происхождение и планетарная перспектива (2-е изд.). Сан-Франциско: Академическая пресса. п.1. ISBN  0-12-491242-7.
  3. ^ а б Переулок, стр. 615
  4. ^ а б c d Шмидл, Петра Г. (8 мая 2014 г.). "Компас". В Ибрагиме Калине (ред.). Оксфордская энциклопедия философии, науки и технологий в исламе. Издательство Оксфордского университета. С. 144–6. ISBN  978-0-19-981257-8.
  5. ^ а б c В. Х. Крик: "История жидкостного компаса", Географический журнал, Vol. 56, No. 3 (1920), стр. 238-239
  6. ^ а б c d е ж Гварньери, М. (2014). "Жили-были компасом". Журнал IEEE Industrial Electronics Magazine. 8 (2): 60–63. Дои:10.1109 / MIE.2014.2316044. S2CID  11949042.
  7. ^ Джозеф Нидхэм. Наука и цивилизация в Китае. п. 279.
  8. ^ Льюис, Дэвид (1972). Мы, навигаторы. HI: Гавайский университет Press. ISBN  9780824802295.
  9. ^ http://drs.nio.org/drs/bitstream/handle/2264/3082/J_Mar_Archaeol_3_61.pdf?sequence=2
  10. ^ Габор Хорват; и другие. (2011). «По следам викингов с поляризованным просветом». Философские труды Королевского общества B. 366 (1565): 772–782. Дои:10.1098 / rstb.2010.0194. ЧВК  3049005. PMID  21282181.
  11. ^ Мерсон, Джон (1990). Гений, которым был Китай: Восток и Запад в создании современного мира. Вудсток, Нью-Йорк: The Overlook Press. п.61. ISBN  0-87951-397-7.
  12. ^ Бэкон, Фрэнсис (1620). Novum Organum Scientiarum. Хорошо наблюдать силу и силу последствий открытий, и нигде нельзя увидеть более явно, чем в тех трех, которые были неизвестны древним и происхождение которых, хотя и недавнее, неясно и бесславно; а именно печать, порох и магнит. Ибо эти трое полностью изменили положение вещей во всем мире; первый по литературе, второй по военному делу, третий по мореплаванию; откуда последовали бесчисленные изменения, так что ни империя, ни секрет, ни одна звезда, кажется, не оказали большей власти в человеческих делах, чем эти механические открытия ... сделали больше, чтобы преобразовать современный мир и отделить его от античности и средневековья .
  13. ^ Джон Б. Карлсон, "Магнитный компас: китайское или ольмекское первенство? Многопрофильный анализ артефакта ольмекского гематита из Сан-Лоренцо, Веракрус, Мексика", Наука, Новая серия, Vol. 189, No. 4205 (5 сентября 1975 г.), стр. 753-760 (1975)
  14. ^ Нидхэм, Джозеф; Лу Гвэй-Джен (1985). Транстихоокеанское эхо и резонансы: прислушиваясь еще раз. World Scientific. п. 21.
  15. ^ Гимарайнш, А. П. (2004). «Мексика и ранняя история магнетизма». Revista Mexicana de Fisica. 50: 51–53. Bibcode:2004RMxFE..50 ... 51G.
  16. ^ "Глава 3". Dartmouth.edu. Получено 2015-06-06.
  17. ^ Нидхэм, Джозеф (1986). Более короткая наука и цивилизация в Китае, том 3. Издательство Кембриджского университета. п. 176. ISBN  978-0-521-31560-9. введение морского компаса на китайских кораблях незадолго до 1050 г., возможно, уже в 850 г.
  18. ^ а б Крейц, стр. 367
  19. ^ а б Крейц, стр. 368
  20. ^ а б c d е Крейц, стр. 370
  21. ^ Крейц, стр. 369
  22. ^ Ланца, Роберто; Мелони, Антонио (2006). Магнетизм Земли - введение для геологов. Берлин: Springer. п. 255. ISBN  978-3-540-27979-2.
  23. ^ Нидхэм, Джозеф. Издательство Кембриджского университета. Калифорнийский университет Press. п. 173. Таким образом, представляется возможность, что ... он мог быть частью одной из тех трансляций из Азии, которые мы находим во многих областях прикладной науки.
  24. ^ МакИчрен, Джастин В. Ежеквартальный журнал General Science, тома 5-6. Калифорнийский университет Press. п. 337. У китайцев арабы, по всей видимости, научились пользоваться магнитной стрелкой, и вот таким круговым способом ее привезли в Европу.
  25. ^ Бентли, Джерри. Традиции и встречи: глобальный взгляд на прошлое. п. 637.
  26. ^ Дерек Дж. Де Солла Прайс, О происхождении часового механизма, вечных двигателей и компаса
  27. ^ Энклиопедия истории науки, техники и медицины в незападных культурах, Запись "Компас", Хелайн Селин, 1997, Springer-Science + Business Media. стр. 233
  28. ^ а б Селин, Хелайн (1997). Энциклопедия истории науки, техники и медицины в незападных культурах. Springer. п. 541. ISBN  978-1-4020-4559-2. Устройство, описанное Ван Чуном, широко считается самой ранней формой магнитного компаса.
  29. ^ Ли Шу-хуа, стр. 176
  30. ^ а б c Нидхэм, стр. 252
  31. ^ а б Ли Шу-хуа, стр. 182f.
  32. ^ а б Колин А. Ронан; Джозеф Нидхэм (25 июля 1986 г.). Более короткая наука и цивилизация в Китае. Издательство Кембриджского университета. С. 28–29. ISBN  978-0-521-31560-9.
  33. ^ [1]
  34. ^ Needham p. 190
  35. ^ Needham p. 18
  36. ^ Needham p. 18 "здесь автор противопоставляет басню, в которую не верил, с реальными событиями, которые он видел собственными глазами."
  37. ^ Ли Шу-хуа, стр. 180
  38. ^ а б Нидхэм, Джозеф (1970). Клерки и мастера в Китае и на Западе. Издательство Кембриджского университета. С. 243–244. ISBN  978-0-521-07235-9. The geomantic book Kuan Shih Ti Li Chih Meng... has the first account of it... the Chiu Thien Hsuan Nu Chhing Nang Hai Chio Ching... includes an implicit reference to declination
  39. ^ Needham p. 273–274
  40. ^ Benjamin A. Elman (30 June 2009). On Their Own Terms: Science in China, 1550–1900. Издательство Гарвардского университета. п. 242. ISBN  978-0-674-03647-5.
  41. ^ а б c Kreutz, p. 373
  42. ^ а б c Needham p. 255
  43. ^ Needham, p. 289.
  44. ^ Needham, p. 290
  45. ^ Чжоу
  46. ^ Ma, Appendix 2
  47. ^ РС. Ashmole 1522, fol. 186r, Bodleian Library.
  48. ^ а б c d е ж грамм час Schmidl, Petra G. (1996–97). "Two Early Arabic Sources On The Magnetic Compass". Журнал арабских и исламских исследований. 1: 81–132. http://www.uib.no/jais/v001ht/01-081-132schmidl1.htm#_ftn4 В архиве 2014-09-02 в Wayback Machine
  49. ^ Neckam, Alexander (1863). Alexandri Neckam De Naturis Rerum Libri Duoi. Longman, Roberts, and Green. п. xi.
  50. ^ Гутман, Оливер (2003). Liber Celi Et Mundi. БРИЛЛ. п. хх. ISBN  9789004132283. probably whilst teaching theology at Oxford before entering the Augustinian abbey at Cirencester in 1202
  51. ^ T. Wright, (ed.) 'Preface', Alexandri Neckam De naturis rerum libri duo with the poem of the same author, De laudibus divinae sapientiae, (London, 1863), xxxiv. https://archive.org/details/alexandrineckam00neckgoog
  52. ^ Professor Derk Bodde of Columbia University seems to maintain that whilst the mariner's compass was known to twelfth-century Europe, its application to navigation was not mentioned until the fifteenth century. This is easily dismissed by a wider reading of the period. http://afe.easia.columbia.edu/song/readings/inventions_gifts.htm#compass
  53. ^ а б T. Wright, (ed.) 'Preface', Alexandri Neckam De naturis rerum libri duo with the poem of the same author, De laudibus divinae sapientiae, (London, 1863),xxxv
  54. ^ Southey, Robert (1812). Omniana. Longman, Hurst, Rees, Orme and Brown. п. 210. There is a passage in the Partidas respecting the needle, which was written half a century before its supposed invention at Amalfi
  55. ^ Kreutz, p. 368–369
  56. ^ Lane, p. 606f.
  57. ^ Lane, p. 608
  58. ^ Lane, p. 608 & 610
  59. ^ Lane, p. 608 & 613
  60. ^ Kreutz, p. 372–373
  61. ^ Jawāmeʿ al-ḥekāyāt wa-lawāmeʿ al-rewāyāt by Muhammad al-ʿAwfī
  62. ^ а б Needham p. 12-13 "...that the floating fish-shaped iron leaf spread outside China as a technique, we know from the description of Muhammad al' Awfi just two hundred years later"
  63. ^ Kitāb Kanz al-tujjār fī maʿrifat al-aḥjār
  64. ^ а б "Early Arabic Sources on the Magnetic Compass" (PDF). Lancaster.ac.uk. Получено 2016-08-02.
  65. ^ Savage-Smith, Emilie (1988). "Gleanings from an Arabist's Workshop: Current Trends in the Study of Medieval Islamic Science and Medicine". Исида. 79 (2): 246–266 [263]. Дои:10.1086/354701. PMID  3049439.
  66. ^ Schmidl, Petra G. (2007). "Ashraf: al‐Malik al‐Ashraf (Mumahhid al‐Dīn) ʿUmar ibn Yūsuf ibn ʿUmar ibn ʿAlī ibn Rasūl". В Томасе Хоккей; и другие. (ред.). Биографическая энциклопедия астрономов. Нью-Йорк: Спрингер. pp. 66–7. ISBN  9780387310220. (PDF версия )
  67. ^ а б (King 1983, pp. 547–8)
  68. ^ Tibbetts, G. R. (1973). "Comparisons between Arab and Chinese Navigational Techniques". Вестник школы востоковедения и африканистики. 36 (1): 97–108 [105–6]. Дои:10.1017/s0041977x00098013.
  69. ^ Hirth, Friedrich (1908). Ancient history of China to the end of the Chóu dynasty. New York, The Columbia university press. п.134.
  70. ^ Needham, Joseph (1962). Science and Civilisation in China: Volume 4, Physics and Physical Technology, Part 1, Physics. Издательство Кембриджского университета. pp. 279–80. ISBN  978-0-521-05802-5.
  71. ^ Helaine Selin, ed. (2008). Энциклопедия истории науки, техники и медицины в незападных культурах. п. 197. ISBN  978-1-4020-4559-2.
  72. ^ Американский журнал науки. 1919. Получено 2009-06-30.
  73. ^ Stockwell, Foster (2003). Westerners in China : a history of exploration and trade, ancient times through the present. Jefferson, NC: McFarland & Co. Publishers. п. 14. ISBN  978-0-7864-1404-8.
  74. ^ Bulliet, Richard W.; и другие. (Январь 2010 г.). The earth and its peoples : a global history (5th, Student ed.). Boston: Wadsworth Cengage Learning. п. 381. ISBN  978-0-538-74438-6.
  75. ^ Тейлор
  76. ^ Lane, p. 616
  77. ^ Kreutz, p. 374
  78. ^ "Hand Bearing Compass". West Coast Offshore Marine. 2009 г.. Получено 2014-12-28.
  79. ^ Frazer, Persifor, A Convenient Device to be Applied to the Hand Compass, Proceedings of the American Philosophical Society, Vol. 22, No. 118 (Mar., 1885), p. 216
  80. ^ а б Jean-Patrick Donzey. "Bezard 1". Compass Museum. Получено 2016-08-02.
  81. ^ Barnes, Scott, Churchill, James, and Jacobson, Cliff, The Ultimate Guide to Wilderness Navigation, Globe Pequot Press (2002), ISBN  1-58574-490-5, ISBN  978-1-58574-490-9, п. 27
  82. ^ Barnes, p. 27
  83. ^ а б c d Litsky, Frank, Bjorn Kjellstrom, 84, Orienteer and Inventor of Modern Compass, Obituaries, The New York Times, 1 September 1995
  84. ^ Seidman, p. 68
  85. ^ Kjellström, Björn, 19th Hole: The Readers Take Over: Orienteering, Sports Illustrated, 3 March 1969
  86. ^ Silva Sweden AB, Silva Sweden AB and Silva Production AB Become One Company: History, Press Release 28 April 2000
  87. ^ Габбинс, Дэвид, Энциклопедия геомагнетизма и палеомагнетизма, Springer Press (2007), ISBN  1-4020-3992-1, ISBN  978-1-4020-3992-8, п. 67
  88. ^ Фаннинг, A.E., Steady As She Goes: история компаса Адмиралтейства, HMSO, Department of the Admiralty (1986), pp. 1-10
  89. ^ Gubbins, p. 67
  90. ^ Fanning, A.E., pp. 1-10
  91. ^ Warner, Deborah, Compasses and Coils: The Instrument Business of Edward S. Ritchie, Rittenhouse, Vol. 9, No. 1 (1994), pp. 1-24
  92. ^ Gubbins, p. 67: The use of parallel or multiple needles was by no means a new development; their use in dry-mount marine compasses was pioneered by navigation officers of the Голландская Ост-Индская компания as early as 1649.
  93. ^ Davis, Sophia, Raising The Aerocompass In Early Twentieth-century Britain, British Journal for the History of Science, published online by Cambridge University Press, 15 Jul 2008, pp. 1-22
  94. ^ Colvin, Fred H., Aircraft Mechanics Handbook: A Collection of Facts and Suggestions from Factory and Flying Field to Assist in Caring for Modern Aircraft, McGraw-Hill Book Co. Inc. (1918), pp. 347-348
  95. ^ Музей Компаса, Статья: Though the Creagh-Osborne was offered in a wrist-mount model, it proved too bulky and heavy in this form.
  96. ^ Хьюз, Генри А., Улучшения призматических компасов с особым упором на запатентованный компас Creagh-Osborne, Transactions of The Optical Society 16, London: The Optical Society (1915), pp. 17-43: The first liquid-damped compass compact enough for pocket or pouch was the Creagh-Osborne, patented in 1915 in Great Britain.
  97. ^ Hughes, Henry A., pp. 17-43
  98. ^ а б [2]
  99. ^ Тейлор, стр. 1f.
  100. ^ Abrahamsen, N. (1992). "Evidence for Church Orientation by Magnetic Compass in Twelfth-Century Denmark". Archaeometry. 34 (2): 293–303. Дои:10.1111/j.1475-4754.1992.tb00499.x. See page 293.
  101. ^ Abrahamsen, N. (1992). "Evidence for Church Orientation by Magnetic Compass in Twelfth-Century Denmark". Archaeometry. 34 (2): 293–303. Дои:10.1111/j.1475-4754.1992.tb00499.x. See page 303.
  102. ^ Ludwig and Schmidtchen, p. 62–64
  103. ^ Ludwig and Schmidtchen, p. 64
  104. ^ Ringside Seat, by James Allason, Timewell Press, London 2007

Рекомендации

  • Admiralty, Great Britain (1915) Admiralty manual of navigation, 1914, Chapter XXV: "The Magnetic Compass (continued): the analysis and correction of the deviation", London : HMSO, 525 p.
  • Aczel, Амир Д. (2001) The Riddle of the Compass: The Invention that Changed the World, 1st Ed., New York : Harcourt, ISBN  0-15-600753-3
  • Carlson, John B (1975). "Multidisciplinary analysis of an Olmec hematite artifact from San Lorenzo, Veracruz, Mexico". Наука. 189 (4205): 753–760. Bibcode:1975Sci...189..753C. Дои:10.1126/science.189.4205.753. PMID  17777565. S2CID  33186517.
  • Gies, Frances and Gies, Joseph (1994) Cathedral, Forge, and Waterwheel: Technology and Invention in the Middle Age, New York : HarperCollins, ISBN  0-06-016590-1
  • Габбинс, Дэвид, Энциклопедия геомагнетизма и палеомагнетизма, Springer Press (2007), ISBN  1-4020-3992-1, ISBN  978-1-4020-3992-8
  • Gurney, Alan (2004) Compass: A Story of Exploration and Innovation, London : Norton, ISBN  0-393-32713-2
  • Johnson, G. Mark, Полный справочник по пустыне, 1st Ed., Camden, Maine: McGraw-Hill (2003), ISBN  0-07-139303-X
  • King, David A. (1983). "The Astronomy of the Mamluks". Исида. 74 (4): 531–555. Дои:10.1086/353360.
  • Kreutz, Barbara M. (1973) "Mediterranean Contributions to the Medieval Mariner's Compass", Технологии и культура, 14 (3: July), p. 367–383 JSTOR  3102323
  • Lane, Frederic C. (1963) "The Economic Meaning of the Invention of the Compass", Американский исторический обзор, 68 (3: April), p. 605–617 JSTOR  1847032
  • Li Shu-hua (1954) "Origine de la Boussole 11. Aimant et Boussole", Исида, 45 (2: July), p. 175–196
  • Ludwig, Karl-Heinz and Schmidtchen, Volker (1997) Metalle und Macht: 1000 bis 1600, Propyläen Technikgeschichte, Berlin: Propyläen Verlag, ISBN  3-549-05633-8
  • Ma, Huan (1997) Ying-yai sheng-lan [The overall survey of the ocean's shores (1433)], Feng, Ch'eng-chün (ed.) and Mills, J.V.G. (transl.), Bangkok : White Lotus Press, ISBN  974-8496-78-3
  • Needham, Joseph (1986) Science and civilisation in China, Vol. 4: "Physics and physical technology", Pt. 1: "Physics", Taipei: Caves Books, originally publ. by Cambridge University Press (1962), ISBN  0-521-05802-3
  • Needham, Joseph and Ronan, Colin A. (1986) The shorter Science and civilisation in China : an abridgement of Joseph Needham's original text, Vol. 3, Chapter 1: "Magnetism and Electricity", Cambridge University Press, ISBN  0-521-25272-5
  • Seidman, David, and Cleveland, Paul, The Essential Wilderness Navigator, Ragged Mountain Press (2001), ISBN  0-07-136110-3
  • Тейлор, E.G.R. (1951). "The South-Pointing Needle". Имаго Мунди. 8: 1–7. Дои:10.1080/03085695108591973.
  • Williams, J.E.D. (1992) From Sails to Satellites: the origin and development of navigational science, Издательство Оксфордского университета, ISBN  0-19-856387-6
  • Wright, Monte Duane (1972) Most Probable Position: A History of Aerial Navigation to 1941, The University Press of Kansas, LCCN  72-79318
  • Zhou, Daguan (2007) The customs of Cambodia, translated into English from the French version by Paul Pelliot of Zhou's Chinese original by J. Gilman d'Arcy Paul, Phnom Penh : Indochina Books, prev publ. by Bangkok : Siam Society (1993), ISBN  974-8298-25-6