Герард Меркатор: человек, благодаря которому, у нас есть современные карты

Его дядя служил священником, он с ранних лет взял шефство над племянником и в шесть лет отправил его в местную школу. Науки давались Герарду легко, к восьми годам он уже свободно владел арифметикой и латынью. В 1526 году умер отец Герарда, и мальчик уже был готов бросить школу и пойти работать, но дядя, знакомый с его успехами в школе, отправил его учиться в Херто-генбош, герцогство Брабант.

Там Герард учился латыни, греческому, каллиграфии, изучал поэзию и философию, но особое впечатление на него произвела география. В 18 лет он поступил в Университет Лувены. Обучение велось на латыни, и по студенческой традиции юноша латинизировал свою фамилию и стал Герардом Меркатором (Кремер в немецком означает «торговец»). В 1532 году он стал профессором математики в своем родном городе. Позже, получив степень магистра, он подался в Антверпен, где познакомился с прикладными аспектами географии.

В 1532 году Герард Меркатор успешно получил степень магистра в университете города Лувен. Однако он чувствовал необходимость опровергнуть взгляды Аристотеля и Католической церкви на создание мира. Эти взгляды противоречили его пониманию Библии, и Меркатор решил бросить дальнейшее обучение. Он решил начать изучать географию сам, путешествуя в Антверпен и Малин, чтобы лучше понять структуру земли. Первоначально Меркатор занимался гравировкой. Затем он начал создавать глобусы и другие астрономические приборы.

Вернувшись в университет в 1534 году, Герард начал изучать математику, хотя этот предмет давался ему нелегко. Он начал исследовать математику во взаимосвязи с космографией вместе со своим наставником по математике и начал использовать эти знания для изучения астрономии и географии. Меркатор стал преподавать математику другим студентам и создавать сложные математические инструменты. Он даже начал продавать эти инструменты.

Его первый глобус был изготовлен в 1535 году благодаря помощи его наставников — Джеммы Фризиус и Клаудии ван дер Хайден. Первая карта была создана им в 1538 году.

В 1544 году, после того как Меркатор женился на Барбаре Шеллекенс, дочери коллеги, он переехал в Дуйсбург. Там он начал работать над своими знаменитыми картами, используя новые методы и подходы. До начала 1550-х Меркатор применял на практике свои знания географии и искусство каллиграфии, изготавливая карты и «штурманские» глобусы с нанесенными линиями румбов.

Однако Меркатор совершал и ошибки. Так, в 1540 году он создал карту Европы, при создании которой использовал описания некоторых местностей, данные моряками. Эти описания оказались неточными, и карта вышла недостоверной. Чтобы исправить ошибки, Меркатор использовал метод «локсодромы», также известный как «линия румба» или «спиральная линия». В 1541 году ученый создал новый глобус.

В период «Реформации» в Европе тех, кто придерживался лютеранства, заключали под стражу. Меркатора также подозревали в лютеранстве, и он был заключен на семь месяцев. Даже в тюрьме картограф продолжал работать над своими проектами. В 1544 году коллеги из «Лувенского университета» помогли ему выйти на свободу.

В 1551 году Герард создал «Небесный глобус», исправив предыдущие ошибки с помощью космологической модели, предложенной Коперником. Позже Меркатор создал огромную карту Европы размером 1.6 метра на 1.3 метра. В 1564-м создал карты Лотарингии и Британских островов и стал придворным картографом герцога Клевского Вильгельма. А в 1569-м Меркатор разработал «проекцию Меркатора», предназначенную для использования в «Атласе». Он также предложил термин «Атлас».

К 1560-м годам Меркатор заслужил репутацию одного из лучших европейских картографов. Он специализировался на морских навигационных картах Северной Европы, но одна проблема не давала ему покоя.

При отображении сферической поверхности земного шара на плоской карте неизбежно возникают искажения контуров. Картографы тех времен старались минимизировать искажения формы материков и островов, при этом моря получались растянуты или, наоборот, сжаты.

В результате линии румбов (то есть курс с постоянным показанием компаса) становились не прямыми, а изогнутыми, и это доставляло морякам множество неудобств, в особенности при путешествиях на дальние расстояния. В 1568 году Меркатор поставил себе задачу улучшить глобальные навигационные карты. Это оказалось непросто. Спустя год он все еще бился над способом проецировать шар на плоскость.

В течение нескольких месяцев Меркатор консультировался со штурманами и капитанами, и в один прекрасный день его осенила идея. Если взять глобус и обернуть его листом бумаги в форме цилиндра, а затем поместить в центре глобуса воображаемый источник света, изображение будет «спроецировано» на бумагу. Если теперь развернуть бумажный цилиндр, получится карта, на которой параллели и меридианы образуют прямоугольную сетку.

А самое главное — линии, пересекающие все меридианы под одним и тем же углом (локсодромии), на этой карте остаются прямыми. Правда, контуры материков и островов получаются на такой карте искаженными, и тем больше, чем ближе они к полюсам. Например, Африка и Гренландия выглядят почти одинаковыми по площади, в то время как на самом деле Гренландия в 15 раз меньше.

К 1580 году Меркатор подготовил сборник карт, на обложке которого был изображен титан Атлас, держащий на плечах небесный свод (по традиции сборники карт с тех пор называют атласами). Карты Меркатора сначала были встречены довольно холодно, но постепенно мореплаватели оценили их прелесть.

В 1585 году Меркатор начал работу над картами, на которых должны были быть Германия, Франция и Нидерланды. Но в 1590 году у него случился инсульт, который привел к скорой потере зрения. В 1593 году, после второго инсульта, его и вовсе парализовало. Неоконченные карты завершил сын. Третьего приступа, случившегося в 1594 году, Меркатор не пережил.

Сегодня многие исследователи считают, что фламандский картограф использовал исключительно графический метод для создания сетки, и не применял сложных математических расчетов для этой цели. Он взял за основу своей проекции таблицы румбов — наборы координат, составленных мореплавателями. Меркатор максимально использовал знания современников, которыми он обладал. Однако, поскольку автор не оставил никаких указаний относительно своего картографического метода, воспроизведение, распространение карты и ее использование моряками задержалось на несколько десятилетий, хотя он и обещал это.

Ничто не может представить Землю так точно, как глобус, и любая попытка превратить шар в плоскость неизбежно приводит к искажению изображения. Чтобы понять, насколько точно проекция Меркатора отражает реальность, нужно понять, как картографы решают задачу изображения земного шара на плоскости и какие типы проекций существуют. На сегодняшний день существуют две классификации.

Во-первых, проекции различаются по виду вспомогательной поверхности. Обычно используют плоскости, цилиндры и конусы — эти геометрические фигуры можно развернуть без сжатия и растяжения. Современная картография не ограничена только этими тремя видами. Существуют и более сложные варианты: круглые, псевдоцилиндрические (такие как проекции Сансона, которые выглядят как юла), псевдоконические (проецирование Бонна, которое выглядит как сердце), поликонические (проекции Хасслера, которые выглядят как яблоко).

Во-вторых, проекции делятся по типу искажения. Полностью избежать деформации невозможно, но можно избегать искажения одних параметров за счет других. Решение о том, какими параметрами пожертвовать, принимает сам картограф.

Проекция Меркатора — это цилиндрическая равноугольная проекция. Это делает ее идеальной для морской навигации, потому что компасные направления наносятся на карту в виде прямых линий, пересекающих параллели и меридианы под всегда одинаковым углом. Если у штурмана возникнут проблемы с электронными приборами, он все равно сможет привести корабль в пункт назначения, используя только компас и эту карту. Но стоит отметить, что в проекции Меркатора фактические площади стран и континентов не сохраняются — масштабы зависят от широты. Чем дальше от экватора, тем сильнее искажаются размеры. Например, реальные размеры России в этой проекции выглядят намного скромнее, чем мы привыкли считать.

Известно, Меркатор собирал информацию у большого количества моряков, путешественников, торговцев картографов, чтобы получить данные обо всех точках планеты. Но существует много вопросов относительно информации, которая содержится в его картах. Вряд ли землю за Полярным кругом в XV-XVI веках посещали путешественники, мореплаватели или открыватели. Однако, карта этой территории составлена с большой детализацией. На карте можно увидеть известные географические объекты, такие как Новая Земля, Гренландия, Обская губа, Кольский полуостров, Скандинавия и малоисследованную землю Северной Америки. Очертания этих земель изображены на карте с высокой точностью.

Одним из наиболее удивительных объектов на карте является огромный архипелаг на севере, который, если верить легенде, называется Гиперборея. Считается, что эти четыре острова затонули очень давно, около 113 000 лет назад. Возникает вопрос, зачем Меркатор включил этот архипелаг в свою карту, если он даже не существовал в его время?

Меркатор мог получить древние карты Гипербореи и Атлантиды от монахов или из других источников. Возможно, эти карты были сохранены в Александрийской библиотеке до пожара, а затем вывезены в Англию или Константинополь. Однако, точно неизвестно, кто создал эти карты и каким образом они попали к Меркатору.

В XII веке в аббатстве Гластонбери, где хранятся останки короля Артура и где, как считается, библейский Иосиф Аримафейский оставил Святой Грааль из Иерусалима, произошел пожар. Сгорели книги из Александрийской библиотеки, представляющие бесценные исторические, религиозные и медицинские документы. Среди них были древние свитки и Библия Колбрина, но многие редкие экземпляры были спасены и тайно сохранены монахами. Есть предположение, что Меркатор мог получить от них древние карты.

На карте Меркатора есть цитата об островах, которые «врываются» четырьмя проливами и «поглощаются» землей на Северном полюсе. На одном из островов, который обращен к Гренландии, написано, что он самый «лучший» и «здоровый» на Севере. На другом острове, обращенном к Европе, упоминаются пигмеи, рост которых составляет около 4 футов. На третьем острове Меркатор ссылается на Марко Поло и описывает острова Баргу, расположенные в северных областях и простирающиеся до полярного круга.

В эту эпоху произошло много важных открытий, которые побудили англичан исследовать север для поиска пути в Азию. Однако их попытки не были успешными, и они обратились к Меркатору с просьбой составить карту. Вероятно, картограф использовал информацию от англичан для создания своей работы. На карте изображены острова Новой Земли с одной стороны. Восточная сторона этих островов полностью не исследована, что объясняет неполное изображение на карте. Кроме того, на карте есть неточности в отношении меньших островов в районе современного Шпицбергена.

Он упоминает «некоторые грубо начерченные карты», а также другие письменные источники, включая «Путешествие» Якоба Кнойена. Кроме того, он использовал работы Плифона и других авторов. Меркатор сотрудничал с Авраамом Ортелиусом, который помогал ему подбирать материалы для карт. В письмах Меркатора упоминаются и другие источники информации, такие как «Счастливое открытие» и «Деяния короля Артура». В целом, Меркатор проделал огромную работу по сбору и анализу информации для создания своих карт.

Меркаторская карта отличается от других карт того времени, так как мир на ней представлен в виде прямоугольника, а не овала, круга или даже формы сердца. Карта состоит из 18 частей, которые можно соединить в атлас или наклеить на стену. Известно также, что Меркатор первым использовал термин «Северная Америка» и изобразил «Новый Свет» на картах Северного и Южного полушарий.

Масштаб карты увеличивается от экватора к полюсам и составляет 1:21 000 000 для экваториальной зоны. Карта покрывает пространство от 80 градусов северной широты до около 67 градусов южной широты, при этом Северный полюс значительно искажается и вынесен отдельно от основного изображения.

На Меркаторской карте нет государственных границ, поскольку она является не политической, а научной картой известного мира. Оригинальные медные пластины, выгравированные Герардом Меркатором, были утеряны, однако существуют три сохранившихся экземпляра этой карты, которые хранятся в Национальной библиотеке Франции, Морском музее Роттердама и Библиотеке Базельского университета. Эти наборы пластин немного отличаются друг от друга, вероятно, из-за времени и воздействия на бумагу, на которой отпечатана карта.

Меркатор оригинально использовал пространство неизведанных территорий Северной Америки, Тихого океана и Южного полушария, которые он заполнил авторскими заметками о магнетизме и географии полярных регионов, описаниями крупнейших рек, а также описанием методологии создания карты и данными о дате и месте ее публикации. В совокупности эти пояснения занимают около десятой части всего изображения.

Несмотря на то, что Меркатор не имел достоверной информации о том, как на самом деле выглядит Северный полюс, ему удалось создать первое в истории картографии подробное описание Арктики.

Изображения четырех островов, два из которых предположительно пригодны для жизни, включая водоворот, поглощающий моря в недрах Земли, вероятно, возникли благодаря свидетельствам двух его современников. Судя по описанию этих земель, мореплаватели Фробишер и Девис, возможно, доплыли только до островов Северной Канады.

Также Меркатор использовал «Inventio Fortunata» — книгу XIV века, в которой содержались первые описания путешествия к Северному Полюсу. Оригинальный текст был утерян, и Меркатор получил информацию о нем через исследователя Якоба Кноена. Считается, что первоначальный текст был написан францисканским монахом из Оксфорда, который, возможно, совершил несколько экспедиций на Север по приказу короля Англии Эдуарда III. Теоретически такие путешествия могли быть возможны в то время, так как норвежский город Берген, находящийся на побережье Северного Ледовитого океана, был в то время одним из важных торговых центров.

Меркатор полагал, что местоположение магнитного полюса напрямую связано с расположением другого географического объекта — нулевого меридиана. Однако, следует отметить, что на сегодняшний день нет единого мнения о том, какой из меридианов следует считать нулевым. Этот выбор является условным и не влияет на точность географических координат. Тем не менее, Меркатор утверждал, что нулевой меридиан должен определяться исходя из расчетов, проведенных через оба полюса — географический и магнитный.

Фламандский картограф не знал в то время о том, что магнитный полюс может перемещаться. У него было две гипотезы относительно точки совпадения направлений на оба полюса. Он выбрал в пользу группы островов Кабо-Верде, но также на всякий случай отметил еще один магнитный полюс, предполагая, что нулевой меридиан может проходить через остров Корву в составе Азорского архипелага, ожидая, что моряки рано или поздно смогут подтвердить или опровергнуть эту гипотезу.

Существование крупного материка на юге было предсказано еще Аристотелем. Впоследствии другой древнегреческий ученый, Страбон, назвал этот гипотетический материк Terra Australis Incognita, или «Неизвестная Южная Земля». Однако, несмотря на то, что во времена Меркатора были получены более точные эмпирические данные о Неизвестной Южной Земле, Меркатор при создании своей карты опирался на работы Птолемея.

Южный континент на карте Меркатора тянется далеко на север, включая в себя Антарктиду, большую часть современной Австралии и другие территории, о существовании которых в то время еще не было известно. Меркатор и его современники полагали, что большая площадь суши в Северном полушарии должна «уравновешиваться» не меньшей площадью суши в Южном полушарии, чтобы «Земля не перевернулась».

Однако, это предположение противоречит свидетельствам, приводимым самим Меркатором в его примечаниях. Он, например, цитирует итальянского путешественника Людовико ди Вартема, который сообщает о своем путешествии через огромную пустыню на юге Африки, что свидетельствует о том, что в то время уже были известны значительные территории южного полушария.

Морские навигационные карты, которые использовал Меркатор, называются компасными или ромбными. Ромбные линии — это прямые лучи, исходящие из общего центра под одинаковым углом в 11.25 градуса. Таких направлений 32, они соответствуют делениям компаса. Группа таких линий называется розой румбов и их 20 на карте Меркатора. Эти линии используются для построения карт, нанесения контуров береговой линии и составления маршрутов морских путешествий.

Для моряков Меркатор создал графическую схему Organum Directorium, которая позволяет определить направление и маршрут корабля, узнать его координаты и рассчитать расстояние между разными пунктами.

На карте Меркатора также, как и на более ранних навигационных картах, между портом отбытия и портом прибытия прокладывается маршрут из прямых линий. Для каждой линии подбирается параллельное направление в розах румбов. По этому направлению определяется курс корабля. Судно управляется таким образом, что курс, контролируемый компасом, остается постоянным во время плавания. Предыдущие навигаторы полагали, что это прямая линия является кратчайшим расстоянием между портами, но эта система навигации работает только на коротких дистанциях. В дальних путешествиях отклонение корабля от заданного курса становится значительным.

Найти решение этой проблемы смог Герард Меркатор. Он не был первым, кто использовал технику создания морских карт для создания карты мира, но только он смог использовать румбовые линии для построения маршрутов на большие расстояния. За несколько десятков лет до создания карты Меркатора португальский ученый Педру Нуниш говорил о непригодности существующих портуланов для дальних плаваний.

Проблема была в том, что на этих картах не учитывалось, что меридианы сближаются у полюсов. Также навигация зависела от компаса, стрелка которого могла отклоняться от севера из-за магнитного отклонения (разница между магнитным и географическим севером). Именно Нуниш ввел термин «локсодромия» — кривая, которая пересекает меридианы под одинаковым углом. Плавание по этой кривой упростило расчеты штурмана и позволило прокладывать разные курсы корабля с помощью обычного измерителя и транспортира.