1421 - год, когда Китай открыл мир

Как можно понять из этого списка, оборудование в обсерватории служило для опознания, определения местоположения той или иной звезды и ее места в разное время на небосклоне (все изменения отмечались на искусственном небесном своде). Для измерения длины тени использовался массивный гномон. Для определения фаз солнечного и лунного затмений — инструмент чэн-ли. Линза или набор линз для концентрации пучка солнечных лучей для концентрации теней назывались «чин-фу». Инструмент для наблюдения за лунными затмениями — «цзи-юй-ши-и». Устройство для наблюдения за Полярной звездой — «хоу-чи».

Функции некоторых инструментов нуждаются в отдельном объяснении. Китайцы давно знали: чем длиннее тень (другими словами, чем больше гномон), тем точнее можно измерить время. Однако, чем больше была тень от гномона, тем более расплывчатым и неопределенным становится ее силуэт. В период раннего правления династии Мин была изобретена камера-обскура: в комнате, где производились замеры тени, в потолке было просверлено маленькое отверстие, куда попадал солнечный лучик, что делало тень более контрастной. Контрастность еще более усиливалась, когда в указанное отверстие вставлялись одна или несколько линз. Все это позволяло производить измерения тени от гномона с погрешностью в 0,01 дюйма. Впрочем, все, о чем сказано выше, относится к светлому времени суток, когда светит солнце. Измерение времени в темноте было, несомненно, сложнее. Китайцы обычно использовали для этого разные конструкции водяных часов — клепсидры, которые подвергались калибровке в течение дневного времени с помощью гномона. Наиболее распространенным типом клепсидры были часы с компенсирующим механизмом, который работал одновременно и под воздействием атмосферного давления, и под тяжестью струившейся с высоты воды. Один такой компенсирующий механизм был обнаружен в трюме так называемой пандананской джонки. Устройство этих часов подробно описано в Китайской энциклопедии (Сы-и-куань), вышедшей в свет в 1478 г. В наши дни она хранится в Кембриджской библиотеке.

Подводя итог, можно сказать, что китайцы, построившие обсерватории во многих странах мира, имели на них самые совершенные для своего времени устройства для измерения времени как в светлое, так и в темное время суток.

Солнечные и лунные затмения

Затмения Луны и Солнца происходят в тот момент, когда Солнце, Луна и Земля выстраиваются в одну линию.

При солнечном затмении тень от Лупы закрывает от Солнца лишь небольшой участок Земли. Там на короткое время становится темно, как ночью.

Это теневое пятно передвигается по ходу вращения Луны вокруг Земли. Таким образом, наблюдатели в разных местах видят солнечное затмение в разное время.

_{Солнечное затмение}

При лунном затмении Земля находится между Солнцем и Луной. Поскольку Земля во много раз больше Луны, тень от Земли полностью перекрывает Луну. Когда речь заходит об астрономии, разница между солнечным и лунным затмением очень велика. Дело в том, что лунное затмение наблюдатели могут видеть одновременно чуть ли не на половине земного шара, тогда как солнечное затмение в один и тот же момент можно наблюдать на очень ограниченном участке земной поверхности.

Ключом к определению географической долготы является именно тот факт, что (а) лунное затмение можно наблюдать одновременно и (б) на почти 50 % поверхности земного шара при продолжающемся вращении Земли. Это выглядит так, будто темное небо вращается в противоположном от Земли направлении.

_{Лунное затмение}

В процессе лунного затмения наблюдаются 4 фазы (или «контакта»). Условно их можно обозначить следующим образом: U-1 — так называемый первый контакт, когда Луна начинает входить в зону затемнения; U-2 — второй контакт, когда Луна входит в зону полного затемнения (полностью закрывает часть Земли); U-3 — третий контакт, когда начинает появляться незатемненный край Луны; U-4 — четвертый контакт, когда Луна полностью выходит из тени и появляется на небосводе, так сказать, во всей своей красе. Все эти явления можно наблюдать от востока до запада под углом почти 180°, то есть практически на половине земного шара.

Как китайцы измеряли географическую долготу с помощью лунных затмений