Мик Эшворт. Почему Север сверху? Как появились условные знаки, проекции и масштаб на картах. М.: Паулсен, 2021. Перевод с английского З. А. Мамедьярова. Содержание
Север
Ориентация наверх
В 1997 г. Эшли Симс выпустил атлас дорог Великобритании, который призван был решить давнюю проблему: автор утверждал, что его «перевернутая карта» позволит «проще и безопаснее путешествовать с севера на юг». Половина карт в атласе имела обычную ориентацию (Север сверху), а другая половина повернута на 180°. Предполагалось, что такой подход положит конец необходимости вертеть карту в руках, чтобы читать названия и понимать, когда следует совершить левый поворот, а когда — правый.
Такой подход может показаться весьма нетрадиционным; однако нет никакого четкого правила, определяющего, как должна быть расположена карта, — ведь Земля не имеет ни верха, ни низа. Традиция изображать на картах север сверху стала общепринятой лишь в XIX в. До этого картографы располагали изображения на картах в разных направлениях, часто скорее следуя культурным и религиозным традициям, нежели географическим и иным научным правилам.
Слово «ориентироваться» происходит от латинского «oriens», что значит «восток», так как именно восток находился в верхней части многих старинных карт. Судя по всему, верх карты всегда считался более значимым, чем низ, а потому в верхней части располагалась та сторона света, в направлении которой находились важные для господствующей культуры и системы верований объекты, — например, резиденция императора (на которого полагается смотреть «снизу вверх»), Мекка, восход, Полярная звезда, рай. Высказывается мнение, что, после того как закрепилась традиция изображать север вверху, северное полушарие стало считаться более важным, чем южное.
Раньше всего располагать изображения на картах в соответствии со сторонами света стали в Древней Месопотамии. Первая известная карта, ориентированная на восток, — карта Нузи (ныне Йорган-Тепе, Ирак), вырезанная на камне примерно в 2300 г. до н. э. На большинстве древнегреческих и древнеримских карт вверху был изображен север, однако на ранних картах Рима, вырезанных на мраморных плитах, например, на «Мраморном плане города» (ок. 203–208 н. э.), вверху был юго-запад — в этом направлении находилось главное городское святилище. Древнекитайские карты обычно были сориентированы на север, что, возможно, объясняется изобретением магнитного компаса в период династии Хань.
На самой старой из сохранившихся карт с реалистичным изображением Британии — англосаксонской карте мира, или mappa mundi (1025–1050), вверху находился восток. Европейские христианские карты эпохи Средневековья, включая, пожалуй, самую знаменитую карту того времени, Херефордскую карту мира, помещали сверху Эдем, или рай, который, как считалось, располагался к востоку от Европы; в центре карты был изображен Иерусалим. Арабские карты, например карта аль-Идриси, напротив, помещали сверху юг — священное направление в религии зороастризма, а также направление на Мекку из Багдада и других важных культурных центров Ближнего Востока.
Копия (XVI в.) карты мира, составленной арабским географом аль-Идриси и приведенной в его книге «Развлечение истомленного в странствии по областям», ок. 1154. Из книги «Почему Север сверху?» (с. 14)
Переход к картам с севером наверху был обусловлен тремя ключевыми факторами: в XII в. в Европу из Китая пришел магнитный компас; в XV в. были заново открыты работы Клавдия Птолемея (ок. 100 — ок. 170 н. э.); в 1569 г. Герард Меркатор составил свою знаменитую карту мира. По мере развития навигации в эпоху Великих географических открытий и все более широкого применения заложенного Птолемеем «научного» подхода иные способы отображения сторон света на картах стали вытесняться, и северу вполне логично был отдан приоритет. Эта традиция была закреплена появлением карты Меркатора, ориентированной на север и выполненной в проекции, которая привела к перевороту в методах навигации. Представители разных народов и культур все чаще делились друг с другом географическими знаниями; морские карты, составленные в разных странах и по разным правилам, находили все более широкое применение — все это усиливало потребность в стандартизации карт.
И все же правила существуют, чтобы их нарушать, и картографы нередко отступают от традиционного изображения севера сверху. Один из таких примеров — «Универсальная скорректированная карта мира Макартура», где сверху изображен юг. Опубликованная в Австралии в 1979 г., она, как утверждается, была призвана «спасти нашу великую, но обделенную вниманием страну от безвестности... и поставить на законное место — выше северных соседей». Австралия на этой карте располагалась сверху — а значит, никто уже не мог позволить себе шутку, что она находится снизу.
Универсальная скорректированная карта мира Макартура, 1979. Из книги «Почему Север сверху?» (с. 15)
Чем бы мы ни руководствовались — здравым смыслом, политическими или религиозными убеждениями — теперь у нас есть возможность повернуть карту в своем телефоне или навигаторе в направлении движения, нажав одну-единственную кнопку. Сегодня ориентация на север не столь важна для пользователей карт — ведь Google-карты переворачивают мир вверх ногами множеством способов. Возможно, в прошлом идею Эшли Симса не восприняли всерьез, но теперь кажется, что он заглянул в будущее, предвидя необходимость выбирать ориентацию карты в соответствии с нашими потребностями.
Широта и долгота
Location, location, location
Благодаря системе глобального позиционирования (GPS — Global Positioning System) мы можем определять свои точные координаты, находясь в любой точке планеты. Но цифры, обозначающие наше местоположение, например 51°45´14,7˝ с. ш. и 1°15´14,6˝ з. д. (координаты Бодлианской библиотеки в Оксфорде), при ином стечении обстоятельств могли бы быть совсем иными.
Широта определяется относительно плоскости, проходящей через центр Земли перпендикулярно оси ее вращения. При пересечении с поверхностью Земли эта плоскость образует линию, называемую экватором, которая находится на нулевой широте. Параллельные экватору плоскости пересекают поверхность Земли, образуя серию широт, или параллелей. Угол между экватором и этими линиями определяет их широту к северу и югу от экватора. Максимальная широта — 90° — соответствует полюсам.
Подобные воображаемые линии, называемые меридианами, идут с севера на юг перпендикулярно параллелям и сходятся в одну точку на полюсах. Угловая мера этих меридианов относительно определенной точки отсчета называется долготой. В то время как широта — естественная координата, измеряемая относительно экватора, долгота — координата субъективная, основанная на случайном выборе «первого» меридиана, относительно которого она определяется.
Принцип определения местоположения по системе меридианов и параллелей был предложен древнегреческими географами, математиками и астрономами, в частности Дикеархом из Мессены (360 — ок. 290 до н. э.), Эратосфеном Киренским (ок. 275 — ок. 194 до н. э.) и Гиппархом Родосским (ок. 190 — ок. 120 до н. э.). Но чаще всего основоположником этого метода считают Клавдия Птолемея из Александрии (ок. 100 — ок. 170 н. э.). В «Руководстве по географии», написанном ок. 150 г. н. э., Птолемей использовал систему координат для определения местоположения всех известных в то время географических объектов. Хотя составленные им карты не сохранились, в Средневековье его система была заново открыта и переведена на европейские языки, после чего и была принята за основу картографами арабского мира и Европы, а впоследствии также Китая и Японии. Не считая карт, использованных в работе Птолемея, самая ранняя «современная» карта мира с привязкой к широте и долготе была составлена в 1490 г. Хайнрихом Хаммером (Генрихом Мартеллом Германом), работавшим во Флоренции.
Карта мира Хайнриха Хаммера (Генриха Мартелла Германа), 1490. Источник
Поскольку точку отсчета долготы можно было выбрать на свой вкус — либо используя произвольную позицию, либо следуя существующим традициям, — Птолемей определил положение нулевого меридиана на Канарских островах, которые в то время были самым западным из известных географических объектов Земли. Когда в эпоху Великих географических открытий, в XV–XVIII вв., мореплаватели продвинулись дальше на запад, отсчет стали вести от других объектов, выбранных не столь произвольным образом. Появление более совершенных методов определения широты и особенно долготы (долготу в море стало возможным точно измерять лишь после создания хронометров в середине XVIII в., в частности хронометра Джона Гаррисона H4, который в 1761 г. принес своему изобретателю солидную премию) изменило карту мира до неузнаваемости: корректировке подверглись и само ее содержание, и точность расположения объектов.
Многообразие карт в разных странах привело к возникновению большого количества нулевых меридианов — к концу XIX в. существовало более 20 точек, от которых велся отсчет долготы. Вполне логично, что страны — часто из политических соображений — помещали эти точки на собственной территории. Нулевой долготой при составлении карт служили Кадис, Копенгаген, Иерусалим, Париж, Неаполь, Берлин, Цейлон, Рио-де-Жанейро, Тенерифе и даже дом известного японского картографа XVIII в. Такой разнобой представлял серьезную опасность для мореплавателей — ведь они порой использовали карты, составленные в разных странах, с разной системой координат.
Лишь в 1884 г. в Вашингтоне состоялась Международная меридианная конференция, в которой участвовали представители 25 стран. Конференция должна была определить «меридиан, который станет единой нулевой долготой и точкой отсчета стандартного времени по всему миру». В итоге был выбран меридиан, проходящий через Гринвичскую обсерваторию в Лондоне. С тех пор мы отсчитываем долготу к востоку и западу от Гринвича.
Картографические проекции
Искажение Земли
Снимая кожуру с апельсина, мы иллюстрируем важнейшую проблему картографии. Как бы аккуратно мы ни почистили апельсин, кожуру невозможно разложить на столе единой плоскостью. Она будет разделена на фрагменты, между которыми возникнут зазоры. Задача проецирования почти сферического трехмерного объекта на двумерную плоскость карты всегда представляла для картографов сложность.
Картографические проекции восходят к Гиппарху, а математический подход к решению задачи был предложен позже, в частности Марином Тирским (70–130 н. э.). Но революцию в теории и практике проецирования произвел Герард Меркатор (1512–1594), который в 1569 г. составил карту мира, имевшую огромное значение для развития картографии. С тех пор, особенно в XVIII в., появилось множество видов картографических проекций.
«Новое и улучшенное изображение земного шара, в первую очередь для мореплавателей» Герарда Меркатора, 1569. Из книги «Почему Север сверху?» (с. 26–27)
Термин «проекция» был введен в обращение в ходе создания различных методов изображения Земли на плоскости. Представьте, как в прозрачный глобус помещают лампочку, чтобы спроецировать очертания координатной сетки на лист бумаги, приложенный к глобусу. В зависимости от того, где именно находится лампочка — в центре глобуса, на противоположной листу бумаги поверхности или на некотором расстоянии от листа, — координатная сетка складывается в определенный рисунок, который показывает нам, каким образом выполняется проекция и как искажается поверхность глобуса. Меридианы не всегда встречаются на полюсах, параллели не обязательно оказываются параллельны друг другу, а полюса порой превращаются из точек в линии. Кроме того, рисунок зависит от формы листа, на который совершается проецирование. Проекции называются цилиндрическими (когда бумага оборачивается вокруг глобуса), коническими (когда на глобус надевается конус из бумаги) и азимутальными (когда плоский лист бумаги касается глобуса в одной точке). Дополнительную сложность представляет тот факт, что масштаб карты верен лишь в той точке, где бумага касается глобуса (или проходит сквозь него). Проекций бесконечно много. Какой бы подход мы ни выбрали, совершенно очевидно, что при проецировании Земли на плоскую поверхность приходится искажать формы, корректировать площади и менять углы и направления.
Прекрасной иллюстрацией этому служит карта Меркатора. В его цилиндрической проекции, которая широко используется по сей день, любая прямая линия соответствует локсодроме — линии постоянного компасного азимута; это было очень важно для навигации в те времена, когда путешественники стали уходить все дальше и дальше от дома. Но за такое удобство приходится платить: карта Меркатора существенно искажает размеры. В современных версиях карты Гренландия сравнима с Южной Америкой, хотя на самом деле площадь последней почти в восемь раз больше. Во времена Меркатора важны были не столько истинные размеры континентов, сколько простота навигации; но сегодня нам необходимы «равноплощадные» проекции, чтобы проводить достоверные географические сравнения.
Однако такие искажения можно использовать и во благо. Современные картографы имеют возможность выбирать из множества проекций с различными характеристиками и находить компромисс, чтобы свести искажения к минимуму. Проекции можно разделить на равноугольные (сохраняющие верные углы, а вместе с ними и формы), равновеликие (точно представляющие площади) и эквидистантные (точно показывающие расстояния от конкретной точки). Картограф выбирает подходящую проекцию в зависимости от основного назначения карты. Так, равноугольная проекция, верно отражающая формы, но искажающая площади, не подойдет, например, для карты плотности какого-либо показателя.
В 1973 г. немецкий писатель, режиссер и общественный активист Арно Петерс привлек внимание к этим вопросам, создав равноплощадную проекцию, которая, по его утверждению, исправляла ошибку в отображении развивающихся стран на картах мира. В частности, проекция Меркатора преувеличивала (хотя скорее случайно, чем намеренно) площадь территорий богатых западных стран, и Петерс заявлял, что ее использование работает не в интересах развивающихся стран. Его карта — хотя картографы быстро узнали в ней практически точную копию проекции Джеймса Галла, предложенной в 1855 г., — стала использоваться многими международными организациями, в том числе ООН.
Карта мира Арно Петерса (1973). Источник
Проекция Петерса узнаваема по странным удлиненным формам континентов и весьма спорна; однако благодаря ей многие впервые узнали о свойственных картографическим проекциям искажениях и их влиянии на наше представление о мире.