CC BY
85
ИСТОРИЯ НАУКИ А.М. Берлянт
К ПЯТИСОТЛЕТИЮ ГЕРАРДА МЕРКАТОРА
У картографов всего мира юбилей — 500-летие со дня рождения Герарда Меркатора (рис. 1), еще при жизни названного "королем картографов". Его наследие много значит для картографии сегодняшнего дня. Что предпримут в связи с этим наша государственная картография и академическая общественность: учредят памятную медаль для картографов, поставят памятник в столице, факсимильно воспроизведут карты, голобусы, классические труды или хотя бы организуют картографическую конференцию, посвященную памяти великого фламандца? Скорее всего этот юбилей останется незамеченным. В России, самой большой на планете стране, престиж картографии утрачен, она практически сведена на нет, в 2008 г. государственная картографическая служба упразднена и лишь в качестве отдела включена в Росреестр — Федеральную службу госрегистрации, кадастра и картографии. В последние десятилетия картографическое ведомство страны испытало много перестроек, и ему теперь не до Меркатора. Однако юбилейный год дает достойный повод вспомнить о великом ученом, наследие которого питает картографию уже полтысячелетия.
Герард Меркатор (Кремер) родился 5 марта 1512 г. в портовом городе Рупельмонде в Восточной Фландрии (нынешняя Бельгия) в многодетной семье небогатого голландского ремесленника Губерта Кремера. Учиться он отправился в небольшой торговый и ремесленный город Хертогенбоссе (Северный Брабант, Нидерланды), где стал учеником писателя и гуманиста Макропедиуса. Тогда же он взял себе латинизированное имя — Меркатор (купец в переводе с латинского). Потом Меркатор продолжил обучение в Лувене, в старейшем и самом почтенном университете Нидерландов, у географа, астронома, математика и гравера Райнера Гемма-Фризиуса.
В 20 лет, получив по окончании университета степень магистра, Меркатор остался работать помощником своего учителя, занялся созданием глобусов Земли и Луны, изготовлением астрономических оптических инструментов, преподаванием географии и астрономии. Первой его картографической работой стала подробная карта Святой Земли (Палестины) на шести листах, изданная в Лувене в 1537 г. А через год он изготовил карту мира, где учел новейшие географические открытия, изобразил недавно открытые материки Нового Света и впервые показал еще не открытый Южный материк. Эти две картографические работы принесли Меркатору большую известность, и ему была заказана карта Фландрии, которую он составил в 1540 г.
Благодаря этим трудам Меркатор приобрел славу выдающегося картографа, и император Священной
Рис. 1. Памятник Герарду Меркатору в Брюсселе
Римской империи Карл V поручил ему изготовление глобусов и астрономических инструментов. Меркатор создал и передал королю два небольших глобуса: земной из дерева и небесный из стекла, сопроводив их пояснительным текстом "Объяснение применения небесного и земного глобусов и астрономического кольца...". Текст состоял из трех частей: первая часть посвящена земному магнетизму и использованию земного глобуса, вторая — применению небесного глобуса, третья — пользованию астрономическим кольцом, как одним из видов астролябии [1].
В 1541 г. Меркатор создал еще одну примечательную картографическую работу — земной глобус диаметром 42 см. В те годы под влиянием результатов дальних плаваний и Великих географических открытий голландские глобусных дел мастера создали много моделей земного шара разных размеров с очертаниями Америки и Тихого океана. Глобусы стали довольно популярны, их украшали рисунки мифологического содержания, живописные, часто фантастические кар-
Рис. 2. Глобус Г. Меркатора (1541) с нанесенными линиями локсодромий (реконструкция)
тинки природы заокеанских стран, сюжеты из быта туземцев, изображения парусников, бороздящих океаны, красивые картуши, другие украшения, виньетки и художественно выполненные шрифты. Глобусы отражали новые представления о планете и одновременно украшали дворцовые интерьеры, богатые гостиные, парадные залы.
Глобус Меркатора (рис. 2) не был ни самым большим, ни самым красочным, но отличался тем, что на нем в пределах океанов были нанесены компасные сетки, как это прежде делалось только на портоланах (особых навигационных картах), а также были проведены меридианы, параллели и впервые линии локсодромий — особых линий, пересекающих меридианы под одним и тем же азимутом, что очень удобно для прокладки курса корабля.
Шар диаметром 42 см вращался на вертикальной оси, проходящей через полюса и скрепленной с массивным медным кольцом, имевшим градусные деления. В свою очередь кольцо вместе с глобусом свободно поворачивалось в вырезе подставки и устанавливалось в любом положении. На подставке, опирающейся на четыре колонки, был размещен горизонтальный круг, также разделенный на градусы. Такая конструкция позволяла поворачивать глобус в любом направлении и удобно отсчитывать по нему углы и расстояния.
Глобус на высокой подставке был удобен и изя-щян, а главное, очень полезен для мореплавателей,
это был первый навигационный глобус. Система локсодромий на нем позволяла определять курс судна, если известны широта и долгота начального пункта и места назначения, упрощала расчет координат конечного пункта по известным широте, долготе исходного порта и расстоянию между ними, а также решала обратную задачу. Иначе говоря, Меркатор впервые изготовил навигационный глобус, опробовав идею, которую впоследствии развил на знаменитой карте мира 1569 г., составленной в равноугольной цилиндрической проекции, получившей название меркатор-ской и применяемой теперь на всех навигационных картах мира.
Само картографическое содержание глобуса также отличалось новизной. Для него была составлена, награвирована и отпечатана новая карта мира в виде двенадцати меридианных полос, покрывающих земной шар от 70о с. ш. до 70о ю.ш., а также два полярных сектора. Карта учитывала новейшие открытия материков и островов, показывала Южный материк, хотя и в сильно утрированном виде. Меркатор изобразил и гипотетические территории, о которых не было надежных сведений, например северную полярную сушу (Арктиду), простиравшуюся в районе Северного полюса, правда уже не соединявшуюся с Евразией. К глобусу Меркатор приложил специальную "Книгу о пользовании глобусом", пояснявшую практические приемы работы с ним. К сожалению, этот труд утрачен. Меркатор очень часто сопровождал свои глобусы, карты и атласы пояснительными текстами, объяснявшими методы измерений. Он считал, что картограф должен не только составлять новые картографические произведения, но и тщательно разрабатывать методы их использования, облегчая деятельность будущих пользователей. Тем самым Меркатор заложил основы того, что теперь называют картографическим методом исследования.
Меркатор применил также особую технологию изготовления глобуса. Шар скреплялся из тонких деревянных пластинок подобно тому, как скрепляют деревянные музыкальные инструменты, затем его обклеивали полотном и покрывали ровным тонким слоем гипса, смешанного с мукой и глиной. На эту основу наклеивали бумажные полосы карт и полярные секторы, после чего шарообразную поверхность раскрашивали и покрывали лаком. Позднее, в 1551 г. аналогичным методом Меркатор изготовил небесный глобус, а в дальнейшем — многие их копии и продавал свои изделия парами.
В ХУ1—ХУП вв. глобусы наравне с картами и атласами портоланов использовались на морских судах, отправлявшихся в дальние плавания. Но по мере появления подробных крупномасштабных навигационных карт и лоций они потеряли свое значение для мореплавания и продолжали оставаться лишь незаменимым наглядным средством обучения географии и астрономии в университетах и школах.
В 1544 г. Меркатор с семьей вынужден был покинуть католическую Фландрию, где испытал преследования инквизиции, заподозрившей его в сочувствии протестантам. Он переселился в германский городок Дуйсбург, где продолжил занятия картографией, став одновременно составителем, гравером картографических произведений, печатником и даже продавцом. Но Дуйсбург удален от моря, от торговых путей, Меркатор стал ощущать оторванность от источников информации, оставшихся во Фландрии, это сильно осложняло его работу. Преодолеть это помогла переписка с друзьями и особенно с его товарищем и конкурентом в деле создания атласов и глобусов, другим выдающимся фламандским картографом Абрахамом Ортелием, который продолжал посылать Меркатору ценные картографические документы. Ортелий, который сам был известнейшим гравером и картографом и издал первое капитальное собрание карт мира, материков и стран "Teatrum Orbis Terrarum" ("Зрелище круга земного"), называл Меркатора величайшим географом эпохи.
Меркатор занялся созданием новых карт и глобусов, переиздавал классические географические труды и карты Птолемея, уточняя их и исправляя ошибки по современным источникам. Он создал новые карты Европы на 15 листах (рис. 3), Британских островов на 8 листах, карту Лотарингии и др., а также пытался сопоставить Библию и труды Аристотеля, критически осмыслить воззрения кальвинистов и учение Лютера, хронологически упорядочить историю Земли начиная с ее сотворения.
В 1569 г. он издал карту мира на 18 листах (рис. 4), созданную в цилиндрической проекции. Эта карта прославила его имя. Как и многие другие произведения Меркатора, карта была ориентирована прежде всего на конкретного пользователя, она называлась "Новое и наиболее полное изображение земного шара, проверенное и приспособленное для применения в навигации". На одном из нижних листов во врезке размещено довольно подробное текстовое пояснение на латыни, озаглавленное "Методы измерения расстояний на местности". В нем Меркатор показал различие между ортодромиями (линиями кратчайших расстояний на поверхности земного шара) и локсодромиями (линиями, пересекающими меридианы под одним и тем же углом), он разъяснял, как и в каких пределах на различных широтах можно пользоваться локсодромическими расстояниями вместо ортодромических, не впадая в большую ошибку. На двух других листах той же карты помещены "Краткие указания к применению роз направлений" и чертеж, который мы бы назвали теперь номограммой, который предназначен для решения навигационных задач. Таким образом, выдающийся картограф хорошо понимал практические нужды мореходов — основных потребителей его карты и не отделял задачу создания карт от их использования. Недаром на известном портрете Г. Меркатора, созданном его другом картографом и гравером Францем Хогенбергом, он изображен с глобусом и циркулем в руках, т.е. с инструментом для измерений по картам.
Рис. 3. Карта Европы Меркатора, составленная в 1570 г. (2-е издание, 1915 г.)
Рис. 4. Знаменитая карта мира на 18 листах (1569) в цилиндрической проекции, получившей впоследствии название меркаторской. Во врезках внизу приведены описание способов измерения длин на этой карте, указания к применению роз-направлений и решению
навигационных задач
Главным и последним трудом Меркатора стал Атлас мира (рис. 5), к созданию которого он приступил в 1570 г. Он тщательно собирал и обрабатывал большой фактический материал, лично составил и гравировал много карт, выбирая для них удобные компоновки, яркие и хорошо читаемые способы изображения, особенно для рельефа, использовал изящные шрифты и пышные картуши и рисунки. Он впервые употребил само название "атлас" для обозначения своего систематического собрания карт. Считается, что он дал его в честь мифического короля Мавритании, философа, астронома и покровителя искусств, который, согласно легенде, изготовил небесный глобус.
Первая часть Атласа, содержавшая карты Франции, Германии и Бельгии (всего 51 карта), вышла в 1585 г., вторая часть с 23 картами Италии и Греции — в 1590 г. И в том же году с Меркатором случился удар, парализовавший его речь и левую половину тела. Но он продолжал работу с помощью сына. Скончался "король картографов" 2 декабря 1594 г. в возрасте 82 лет.
Через год его сын Ромульд Меркатор закончил гравирование последних пяти из 36 карт Британских островов, этот Атлас был опубликован издателем и другом Меркатора Хенриком Хондиусом в 1595 г. Атлас содержал 107 карт, географические описания и трактат о сотворении мира. На красочном титульном листе в центре, в большом и богато орнамертирова-ном портале с мраморными колонами, аллегорическими статуями и изящными надписями изображена мощная фигура седобородого Атласа с глобусом в руках. Сыновья, а потом и внуки Меркатора тоже стали картографами. Впоследствии его Атлас был неодно-
кратно переиздан, потом права на издание перешли к амстердамскому издателю Иодокусу Ходию, а затем к Яну Янсону.
В 1633 г. Атлас перевели и опубликовали во Франции. В те же годы при первом русском царе из династии Романовых, Михаиле Федоровиче, были сделаны рукописные переводы текста Атласа под названием "Книга глаголема сиреч описания сего света, земель, и государств великих". Карта, составленная на основе Атласа Меркатора, была напечатана в России только в начале XVIII в., она стала широко известна под названием "Лицевая космография".
На первый взгляд кажется, что за пять веков идеи, методы и технологии картографии поменялись столь кардинально и непредсказуемо, что наследие Меркатора представляет теперь только историческую ценность.
Можно ли было во времена Меркатора представить даже в самых фантастических прогнозах, что карты не будут больше гравировать на медных досках и даже вычерчивать на бумаге, а станут рисовать мышкой на экране компьютера? Что новые географические сведения будут сосредоточены в цифровых базах данных, а для получения точных координат и ведения натурных съемок на суше и на море понадобятся не астролябии и армиллярные сферы, а глобальные системы позиционирования и космические датчики? Мог ли Меркатор предполагать, что на смену тяжелым фолиантам его фундаментальных атласов придут геоинформационные системы, которые легко умещаются на компакт-дисках и которые можно переслать в любое место на земном шаре по телекоммуникационным сетям?
Рис. 5. Титульный лист 2-й части Атласа мира (1595)
Но в то же время нельзя не удивляться тому, что старые идеи и наработки обретают в наши дни новую жизнь, получают второе дыхание. Всем известно, что картографическая равноугольная цилиндрическая проекция, так удачно примененная Меркатором на карте мира 1569 г., стала теперь обязательной математической основой всех морских и аэронавигационных карт мира.
При всем разнообразии мнений и оценок относительно развития всемирной и российской систем глобальной навигации она должна оказать самое положительное стимулирующее воздействие на электронную картографию. Ясно, что одна из задач картографии сегодняшнего дня — создание векторных и растровых электронных навигационных карт разного пространственного охвата, масштабов, назначения и содержания. Такие карты должны, удовлетворять тре-
буемой точности позиционирования для проектируемых навигационных средств и решения разнообразных контрольно-мониторинговых задач. Именно труды Меркатора научно подтвердили, что картография во все времена оставалась способом существования навигации. Со времен древних морских палочковых карт, средневековых портуланов, навигационных глобусов и лоций и вплоть до современных навигаторов и космических индикаторов [5] картография теснейшим образом сопряжена с навигацией и остается средством ее обеспечения.
Сегодня очевидно, что глобусы, время которых, казалось бы, давно прошло и которые сохранились лишь на полках школьных кабинетов как пособия по географии, вдруг, буквально на наших глазах, обрели второе рождение, став непременной и очень удобной основой глобальных электронных справочно-карто-
графических систем, что они компактно размещаются теперь на экранах персональных компьютеров и ноутбуков. Системы Google, NASA World Wind, Цифровая (Электронная) Земля, Google Ocean и другие подобные системы позволяют масштабировать изображение до самого крупного масштаба, все зависит только от наличия детальных космических снимков высокого разрешения. При этом появляется возможность наполнять эти модели разным тематическим содержанием, переходить с одного масштаба на другой, используя разноуровневую генерализацию баз данных. Можно даже сказать, что мультимасштабное планетарное картографирование и мультигенерализация позволили естественным образом переходить от глобусов к плоским картам, которые можно "перелистывать", как страницы атласа. Эта трансформация виртуальных шарообразных моделей планеты в плоские карты и обратно, стирание резкой грани между глобусом и атласом, между трехмерным и двумерным изображением — еще одно доказательство единства системы геоизображений и наличия плавных переходов между ними [2, 3]. Недаром средневековые глобусных дел мастера так тесно соединяли методики изготовления атласов и глобусов.
Сами атласы, эти гениальные изобретения человеческого разума, зародившиеся в античной древности, испытавшие расцвет в "золотой век" Меркатора и других выдающихся фламандских картографов, дошедшие до наших дней в виде капитальных мировых и национальных атласов, все их многообразие являют собой, пожалуй, самый яркий пример преемственности достижений научной картографии и картоиздатель-ской практики. Современные электронные атласы, будь то простые вьюерные модели или интерактивные онлайновые системы, по-прежнему опираются на системные принципы меркаторской картографии. Они предусматривают тесную взаимосвязь и согласование всех карт, единство их проекций, масштабов и дизайна. Теперь стало очевидно, что атлас — это ГИС докомпьютерной эпохи, их структуры сходны, а назначение идентично. Сам термин, так удачно найденный Меркатором, оказался необыкновенно стойким, и уже давно в ходу "ГИС-атласы" и "атласные информационные системы" разного пространственного охвата, масштаба и назначения — от уровня планеты и Мирового океана до природного заповедника или небольшого научного стационара.
Можно указать и на преемственность способов оформления карт, включая их шрифтовую, штриховую и цветовую нагрузку. Перспективная рисовка рельефа на всех картах Меркатора получила продолжение в физиографических рисунках, широко применяемых для изображения суши и морского дна. Наглядные и выразительные физиографические карты позволяют охватить единым взором, понять и научно интерпретировать структуру рельефа океанического дна, которое человеку не суждено увидеть никогда, а также "визуа-
лизировать" рельеф поверхности далеких планет, которые он, может быть, когда-нибудь еще увидит.
Наконец, полезно вспомнить о том, какое внимание уделял Меркатор практической работе с картами, атласами и глобусами. Его брошюры о пользовании глобусами, пояснения к измерению расстояний и прокладке направлений на картах, географические описания, включенные в атласы, не только обогатили картометрию, но и внесли существенный вклад в саму идеологию картографии. Представления о том, что картограф не может ограничиться составлением карт, он должен еще и разрабатывать методику работы с ними, стали основным принципом современного картографического метода исследований как особого научного направления. С развитием тематической картографии и появлением комплексных атласов стало очевидно, что они всем своим содержанием и структурой как бы специально предназначены для системных географических исследований, получения новой карто- и морфометрической информации, прослеживания пространственно-временных связей между явлениями, для экстраполяций и прогнозов, математи-ко-картографического моделирования и системного анализа геосистем.
Сегодня беспрецедентный прогресс геоинформатики и компьютерных технологий приводит к тому, что обе ветви картографии — создание и использование карт — тесно смыкаются в едином русле геоинформационного картографирования. Сегодня картографу-геоинформатику трудно различить, где кончается процесс составления карт на основе баз данных и других картографических источников и где начинается формирование производных слоев, составление новых, производных карт. Картографические модели строят на основе математических моделей, те в свою очередь порождают новые карты, и взаимное преобразование моделей циклически продолжается. В этом суть современного геоинформационного картографирования. Карто- и морфометрические измерения, статистические расчеты, аппроксимации и интерполяции выполняют уже не столько по картам, сколько по цифровым базам данных. Лишь в практике работы некартографов (геологов, геофизиков, геоэкологов) еще не стерлась грань между созданием и использованием карт. Но в целом картографический метод исследования со всем его мощным эвристическим потенциалом меняется, становясь частью широко понимаемого геоинформационного картографирования и моделирования, его логическим развитием и продолжением.
Вывод, который напрашивается в ходе осмысления деятельности Меркатора и многовекового опыта научной и практической картографии, достаточно прост. Ничто из добытого картографического знания не пропадает. На очередном витке научно-технического прогресса всякое знание оказывается востребованным и продолжает свое развитие в новом виде и новой форме.
Поэтому, например, вызывают откровенное сожаление взгляды сегодняшних "неогеографов" и "неокартографов" о том, что традиционная картография, а заодно и тяжеловесные ГИС, считающиеся ее прямым продолжением, дескать, отжили свой век, что они "неспособны", должны "уступить дорогу" и т.д., что "неотехнологии идут на смену картографии".
Оглядываясь на опыт Меркатора, подлинного новатора, радикально преобразившего многие разделы картографии, напомним, что он с великим уважением относился к достижениям античной науки, постоянно переиздавал и обновлял труды и карты Птолемея.
Уже приходилось писать [4], что предпочитаемые сегодняшними "неокартографами" географические, а не прямоугольные координатные системы, преимущественно растровое, а не векторное представление географической информации совсем не являются чем-то неожиданным и новым для картографии. Обратим внимание на еще один аспект проблемы, а именно: растровые изображения содержат значительно меньше знаковой нагрузки, что не всегда удобно для общегеографических карт и малопригодно для карт тематических.
Необходимо подчеркнуть, что знаковость картографической модели — это ее замечательное и важнейшее свойство. Оно обеспечивает изображение объектов, не видимых ни глазом, ни съемочными системами, не ощущаемых и даже в реальности не существующих, знаки визуализируют расчетные и абстрактные поля, ретроспективные и прогнозируемые явления. Именно знаковые абстрактные изображения позволяют воплотить в картографической форме типологические классификации и районирование пространства. Хорошо известно, что абстрактные ма-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алейнер А.З., Ларионова А.Н., Чуркин В.Г. Герард Меркатор. М.: Географгиз, 1962. 80 с.
2. Берлянт А.М. Геоиконика. М.: Астрея, 1996. 208 с.
3. Берлянт А.М. Теория геоизображений. М.: ГЕОС, 2006. 202 с.
4. Берлянт А.М. Неогеография — инновации и спекуляции в картографии // Геодезия и картография. 2009. № 5. С. 23—27.
тематические модели — самый сильный инструмент познания во всех науках, и науки о Земле в этом отношении не исключение.
В картографических разработках улучшение наглядности и реалистичности изображения — это только одна сторона дела, другая же состоит в том, чтобы повысить абстрактность и формализованность пространственно-временных моделей, имея в виду выполнение преобразований и действий с ними, которые иногда называют "картографической алгеброй". Преимущество должны иметь знаковые системы, облегчающие пространственно-временное моделирование высокого уровня, а сами знаки "должны быть удобны для открытий", как говорил еще создатель математического анализа Г. Лейбниц.
Есть еще одна проблема современной картографии — это приток в нее многих непрофессионалов вследствие общего снижения уровня картографической грамотности пользователей, начиная со школы, а также относительной доступности новых компьютерных технологий. Проявляется досадное и парадоксальное противоречие: компьютерная грамотность пользователей растет, а их картографическая грамотность снижается. К процессу картографирования (в особенности тематического) приобщаются непрофессионалы, привлеченные кажущейся простотой компьютерных технологий и отличающиеся порой полным незнанием основ и правил картографирования.
В связи со знаменательной для картографии датой — пятисотлетием со дня рождения Герарда Мер-катора — мы имеем случай еще раз отметить, что не отрицание прошлых достижений, а их воспроизведение и развитие на базе новых техники и технологии представляются оптимальным путем движения, прогресса картографии сегодняшнего дня.
5. Тяпченко Ю.А. Системы отображения информации комплекса "Алмаз" // Космонавтика: Энциклопедия. 2002. URL: www.cosmoworld.ru/spaceencyclopedia/publications/index. shtml7tg_almaz.html; tiapchenco@niiao.com
Поступила в редакцию 25.01.2011
