рис1. Компас (в морском деле – комп’ас) (нем. Kompass, итал. compasso, от compassare - измерять шагами), - прибор для ориентирования на местности ". Задачей автора не является поиск и исследование большого количества документов, высказывающих мнение о приоритете в изобретении этого прибора, она ограничивается чисто техническими моменами якобы изобретенного в Китае устройства. Тем не менее, приведем некоторые мнения по этому поводу:
"Старейшим и наиболее распространённым прибором является магнитный К. Более 2 тыс. лет назад в Китае уже применяли постоянный магнит для определения направления север - юг. В Европе К. появился не позднее 12 в., он представлял собой магнитную стрелку, укрепленную на пробке, плававшей в сосуде с водой. В начале 14 в. К. был усовершенствован: магнитную стрелку поместили на остриё, которое находилось в центре бумажного круга (картушки), снабженного для удобства ориентирования делениями".
"В древнем Китае был создан великолепный автомат, названный "коляска с фигуркой, указывающей на юг... Некоторые предания относят это изобретение к XXIII в. до н.э." Но в 1960-е годы доктор Дж. Нидхэм и его китайские сотрудники "..обнаружили, что самое древнее упоминание о такой коляске восходит к III веку н.э."
"Сохранилась медная пластинка компаса с нанесенными на неё делениями времён Первой Ханьской династии (206 до н.э. - 25 н.э.). В начале 3 в. Ма Цзюнь создал компас и другие конструкции, предназначенные для установки на повозке".
"Что меньше всего надлежащим образом оценено, так это древность выдающегося изобретения, сделанного китайцами. Две тысячи лет назад они уже изобрели примитивный рабочий компас. Из куска магнетита, по-видимому, вырезали ковш. Когда его помещали на каменную доску с ровной полированной поверхностью, он, должно быть, вращался до тех пор, пока "ручка" не указывала на юг... Это необычное по форме приспособление, названное СИНАН, упоминается в книге, датированной 80 г. н. э., где содержатся другие ссылки, возможно, восходящие еще к IV столетию до н.э".
Синан
Реконструкция синана, выполненная в Научном центре Онтарио, Торонто, [П.Джеймс Н.Торп "Древние изобретения", "Попурри", Минск, 1997] приведена на рис. 1.
В [А.П.Коваленко"Приключения путеводной стрелки", "Наука и периодика", М. 2001 ] эта конструкция также упоминается, и приводятся строки из неназванного китайского источника о гибели императора Ванг Манга в 23 г. н.э.: "Астролог расположил гадальную доску так, что она соответствовала дню и часу. Тогда император повернул свое сиденье, следуя за ручкой ковша, и так сел" на основании которых, видимо, и был изготовлен этот прибор. Есть варианты рассказов, где используется полированная бронзовая доска.
Автором был произведен следующий эксперимент:
На подставку с гладкой поверхностью был помещен сферический сегмент, на который устанавливался полосовой магнит. Магнит изготовлялся из прутков различной массы и намагничивался с помощью автомобильного аккумулятора. О степени намагниченности дает представление следующий рисунок (под прутками крышки от консервных банок).
Приведенные ниже коэффициенты трения взяты из нескольких справочников, в основном, из [4].
Латунь - сталь
0.16-2.0
Бронза - сталь
0.18
Железо - сталь
0.19
Сталь – лед 0 гр С
0.02-0.03
Сталь - стекло
0.12
Лед – лед 0 гр С
0.02-0.03
Можно увидеть, что пара бронза - железо обладает одним из наибольших коэффициентов трения среди перечисленных материалов. Автором были произведены опыты на следующих парах:Латунь – стекло; стекло – стекло (см. рис. 3); лед – стекло; лед – лед (<0 грС); стекло – полиметилметакрилат; стекло – чароит, амазонит, флюорит полированные со смазкой и без нее. Было зафиксировано, что подобная конструкция не может преодолеть момент трения покоя, см. Рис. 3. Направление меридиана отмечено карандашом.
Исходя из этого опыта, можно сделать вывод, что изображенный на рис. 1 прибор никоим образом не мог быть использован для целей навигации. На взгляд автора, это либо выдумка для обоснования приоритета, либо некое приспособление типа рулетки, применяемое, как и упомянуто выше, для гадания.
Перейдем к следующей конструкции.
Компас на тележке.
Вот так это должно было бы выглядеть:
Как показал предыдущий опыт, даже касание в одной точке в идеальных условиях, создает момент трения, препятствующийповороту достаточно легкой конструкции. Такое же заключение делают П.Джеймс и Н.Торп [2]: "Человеческая фигурка... была связана с колесами сложной цепью приводов... Такие зубчатые передачи, известные сегодня как дифференциальные, позволяют колесам автомобиля двигаться с разной скоростью. Однако, как указывал Нидхем, подобный механизм мог работать, только если каждая деталь была изготовлена с высочайшей точностью... Не только колеса, но и другие приводы должны были быть сделаны с высочайшей точностью, что позволило Нидхему назвать коляску "первым в мире кибернетическим механизмом". "Реконструкция" "кибернетической" коляски на выставке вМузее науки, Лондон (Рис.6) взята из той же книги.
Достаточно сдержанный в оценке мифов Коваленко тут присоединяется: "К сороковым годам истекшего столетия учеными, и в их числе китайским ученым Ван Чен То, окончательно было доказано, что человеческая фигура управлялась специальным механизмом... и уже в пятидесятых годах в китайских музеях демонстрировались действующие модели легендарных повозок, "указывающих на юг".
Для тех, кто не хочет вспоминать школьную геометрию, предлагаю следующий опыт: На колесах транспортного средства (правом и левом) были сделаны метки, фиксирующие их взаимное расположение. После этого была сделана "восьмерка" протяженностью около 600м по городскому асфальту. Визуальное расхождение колес составило около 120 градусов.
Уместным было бы маленькое психологическое замечание: как мог человек, впервые услышавший о предмете, "указывающем дорогу" его изобразить? А вот так и мог. С вытянутой рукой и указательным пальцем.
Исходя из этого, автор осмеливается заключить, что никакого "кибернетического устройства" китайцами изобретено не было.
Реальные конструкции
Каким же мог быть первый "промышленный" компас? Для ответа на этот вопрос автором был проделан ряд опытов со следующими результатами:
1.Подвешивание намагниченной иглы на нити.
Игла (до 5см) достаточно устойчиво ориентируется в магнитном поле, однако крутящий момент нити способен менять положение равновесия в пределах +-20 градусов. Так как ориентация подвески фактор случайный, очевидно, что для практической ориентации этот способ малопригоден.
2.Подвешивание массивного предмета на нити (гвоздь 150мм).
Вследствие большого момента инерции "стрелка" делает определенное количество оборотов в одном направлении, затем в другом. Дождаться успокоения системы автору не удалось (время >30 минут). Возможно, между первым и вторым вариантом есть некое промежуточное решение, однако автор его не нашел.
3.Игла (с несмачиваемой поверхностью), 3см.
При спокойных условиях и достаточной аккуратности, помещенная на поверхность воды игла быстро ориентируется в направлении N-S. Точность высокая (на глаз неотличимо от стрелки компаса). Главное условие – отсутствие вибраций, качки.
4.Игла на поплавке.
Наиболее подходящий, простой и надежный вариант, обеспечивающий высокую точность. О нем еще скажем пару слов ниже.
5.Экзотическая конструкция: ледяной компас.
В процессе моделирования синана, как уже было сказано, использовалась стеклянная линза на горизонтальной подложке.
При этом на стеклянной и ледяной подложках никакого эффекта не наблюдалось. Однако, если линза имеет комнатную температуру, через некоторое время на поверхности льда образуется лунка с водяной смазкой и система начинает работать. Время успокоения – несколько секунд. Точность – высокая. См. рис. 8. С ледяной линзой на ледяной подложке эффекткта достигнуть не удалось, так таяние быстро увеличивает поверхность соприкосновения, а его неравномерность увеличивает шероховатости.
Как можно увидеть на снимке, в качестве прутка использовалось зубило обыкновенное. И вот эта железяка из любого положения медленно, но верно разворачивается в направлении магнитного меридиана!
Если бы сохранилось описание китайского компаса в виде намагниченного предмета на сферическом сегменте и ледяной подложке, можно было бы согласиться, что таким образом мог быть устроен первый компас. Однако подобное описание автору неизвестно.
6.Компас на игле.
Всем знакомая и вполне работоспособная конструкция. Однако первой она, очевидно, быть не могла, а появилась как инженерное решение проблем первых компасов. Рисунок приводится по [2], где сказано, что это"реконструкция древнейшего "сухого" компаса по описанию в китайском тексте XII– XIIIвв н.э".Не будем обсуждать точность датировки китайского текста (по крайней мере, не упоминаются тысячелетия до н.э.). Точно также устроены современные бытовые компасы.
Вернемся к прибору, который был необходим прежде всего в открытом море, где при затянутом облаками небе нет практически никаких других ориентиров. В процессе экспериментов с иглами на поплавке было выяснено следующее:
-Если поплавок помещен в сферический сосуд, положение стрелки практически нечувствительно к плавным наклонам сосуда, то есть компас можно использовать при любой качке.
-Если поплавок касается стенок, то компас полностью перестает работать, но встряхиванием сосуда поплавок может быть оторван от стенки, таким образом, прибор опять приводится в рабочее состояние. Это делает нецелесообразным постоянное закрепление компаса, а предполагает его "ручное" использование.
В связи с этим можно высказать мнение, что на картине из библии Мормона, фрагмент из которой приводится на рис. 10, изображен такой жидкостной компас в немагнитном сосуде с отверстиями, через которые можно наблюдать положение стрелки.$IMAG97$
На этом автор считает возможным закончить обзор темы, еще раз подчеркнув свой вывод, что сведения об изобретении древними китайцами компаса в описанных выше вариантах действительности не соответствуют.
Компас (в морском деле – комп’ас) 
Направление меридиана отмечено карандашом.
С ледяной линзой на ледяной подложке эффекткта достигнуть не удалось, так таяние быстро увеличивает поверхность соприкосновения, а его неравномерность увеличивает шероховатости.
0
