Великое детище Улугбека

Предлагаем читателям окончание статьи (с некоторыми поправками) инженера-конструктора, популяризатора науки, писателя Сергея Житомирского «Самаркандская обсерватория – великое детище Улугбека», опубликованной в журнале «Наука и жизнь» в 1995 году.

В обсерватории велись тщательные наблюдения за движением планет, был составлен каталог с точнейшими координатами 1018 звезд. Для таких работ стенного квадранта недостаточно.

Во-первых, в его поле зрения не попадает существенная часть небосвода вблизи полюса мира. Во-вторых, если не иметь точных часов, этот инструмент позволяет определить только одну координату светила, высоту при прохождении через меридиан, из которой легко вычисляется склонение. Но ведь требуется еще определить вторую координату - прямое восхождение. Если б у самаркандских астрономов были достаточно точные часы, то ее можно было бы узнать по времени, в которое светило пересекает плоскость квадранта. Но точность применявшихся в XV веке астрономических водяных часов была для этого недостаточной. Следовательно, сам факт, что в обсерватории Улугбека были составлены точнейшие астрономические таблицы, свидетельствует, что кроме стенного квадранта имелось и другое крупное угломерное устройство, работавшее в горизонтальной плоскости, то есть азимутальный круг.

Такие инструменты были известны, они представляли собой крутую площадку с диоптром в центре и шкалой, нанесенной на окружающее площадку кольцо. Доктор архитектуры Митхат Булатов предположил, что именно этим объясняется круглая форма здания, а плоская крыша обсерватории была не просто наблюдательной площадкой, но огромным - 40, 2 метра в поперечнике - азимутальным кругом, составлявшим вместе с квадрантом общую измерительную систему. В центре площадки, судя по остаткам фундамента, располагалось квадратное помещение 6x6 метров, очевидно, основание еще одного инструмента - вращающегося квадранта.

Главные черты конструкции здания обсерватории, безусловно, были предопределены назначением отдельных частей строения. Так, через все здание, деля его пополам, проходили стены, огораживающие меридианную дугу, они же служили опорой для надземной части строения. На первом этаже под дугой оставалось свободное пространство - только там могли помещаться вход и вестибюль, связывающий обе половины здания. Отсюда должны были расходиться лестницы, достаточно широкие, пригодные для переноски астрономических приборов.

Булатов предполагает, что стены круглого здания были гладкими, выложенными, как сказано в письме Каши, из обожженного кирпича. Обсерваторию украшали только орнаментированными поясами, делившими трехэтажное здание на семь частей по числу «семи небес».

Удалось подсчитать, что объем стен и перекрытий здания, если оно было построено так, как предполагает реконструкция Булатова, соответствует количеству кирпичей, пошедших на постройку обсерватории, о чем упомянуто в письме Каши.

Как велись наблюдения

Гениально простое решение обсерватории, найденное Улугбеком и Руми, открывало возможность повысить точность астрономических измерений. Неподвижная, привязанная к меридиану шкала азимутального круга, хотя и уступала по величине шкале квадранта, была достаточно большой. Расстояние между градусными делениями равнялось тридцати пяти сантиметрам, а между минутными - почти шести миллиметрам. В центре азимутального круга размещался универсальный угломерный инструмент - вращающийся квадрант. Место восхода и захода светила визировалось через диоптр вращающегося квадранта, а отсчет велся по шкале азимутального круга, которая была намного больше шкалы кольца квадранта и потому давала более высокую точность измерений.

Вращающийся квадрант располагался наверху павильона, который стоял в середине наблюдательной площадки. К павильону примыкали два гномона и две дуги указателей солнечных часов. Одни часы показывали время утром, другие - после полудня. По периметру площадки шла дорожка для наблюдателей, делавших отсчеты по шкале азимутального круга.

Наблюдения были делом нелегким. Светило в поле зрения стенного квадранта находилось считанные минуты. Если за это время наблюдатели не успевали сделать отсчета, новое измерение можно было произвести только через сутки. Немало трудностей возникало и при определении взаимного расположения звезд. За время, которое прошло между началом наблюдения первой звезды и началом наблюдения второй звезды, вторая успевала сдвинуться, причем сдвинуться довольно существенно: за 10 секунд ее перемещение могло составить 1,5 угловых минуты, то есть около сантиметра по шкале азимутального круга.

Без точных часов такую ошибку было чрезвычайно трудно учесть. Комбинация вращающегося и стенного квадрантов позволяла обойти эту трудность. Наблюдатель вращающегося квадранта «вел» вторую звезду, пока в диоптр стенного квадранта не попадала первая, и останавливал инструмент по сигналу его наблюдателя. Таким образом, обе звезды наблюдались одновременно, и расстояние по азимуту между ними определяли без всяких поправок. Если б инструменты, как это обычно делалось, располагались в разных местах, их совместная работа была бы затруднена.

Памятник истории науки

Конечно, было бы замечательно восстановить здание обсерватории Улугбека. Реконструкция, предложенная М. С. Булатовым, многим специалистам представляется хорошо обоснованной и достоверной. Все технические трудности вполне преодолимы. Есть и опытные реставраторы, освоившие строительные приемы XV века. Во всяком случае, нельзя забывать, что на нынешнем поколении лежит ответственность перед потомками за сохранность бесценных остатков памятника.