Сейчас каждому школьнику известно, что географический полюс не совпадает с магнитным. Северный магнитный полюс разошелся с географическим на 1900 километров. Угол, на который магнитная стрелка компаса отклоняется от направления географического меридиана, называется углом склонения, причем он претерпевает постоянные изменения. О существовании магнитного склонения китайцы знали еще тогда, когда в Европе и не подозревали о существовании полюсов. Примерно на шесть столетий опередили китайцы европейцев в этом вопросе.
Кстати, в 725 году китайский астроном Нань Гуньшо произвел градусное измерение дуги меридиана, простирающейся с севера на юг на 4 тысячи километров. Вряд ли какая-либо держава в то время стала проводить такую работу.
Механики Срединного царства опередили европейцев в создании механических часов. Первые механические часы сделал буддийский монах и математик И Син (683–727). Прибор имел астрономическое предназначение и попутно показывал время. Современник И Си-на оставил их описание:
«Часы имели вид небесной сферы с изображением фаз Луны, расположенных в строгой последовательности, небесного экватора и градусной сетки. Вода, наливавшаяся в укрепленные на колесе ковшики, приводила в движение сферу, совершавшую один полный оборот в сутки. Снаружи ее охватывали два обруча, на которых были укреплены изображения Солнца и Луны, вращавшиеся по круговым орбитам… Все сооружение было наполовину помещено в деревянный корпус, поверхность которого изображала горизонт. С помощью такого инструмента можно было точно определять время восхода и заката, периоды полнолуния и новолуния, а также величину прецессии. Кроме того, в часах были колокол и барабан — первый звонил каждый час, а второй отбивал четверти часа. Все это приводилось в движение с помощью скрытых внутри корпуса колес, шпинделей, крючков и колесных передач (иными словами, с помощью анкерного механизма)».
Однако точность хода часов И Сина зависела от метеоусловий. В этом они были схожи с их предшественниками — водяными часами, дошедшими окольными путями в Китай из более древнего Вавилона. Чтобы вода в часах не замерзала, рядом горели факелы.
И Син был одним из выдающихся ученых в истории китайской астрономии. Он открыл собственное движение звезд и принимал участие в разработке проекта измерения длины градуса меридиана, которое, как уже упоминалось, было осуществлено в 725 году. И Син написал много трудов по астрономии, в том числе составил календарь «Тайюань ли», который был введен в 728 году. В конце жизни он был астрономом при императорском дворце.
Следующие известные историкам часы были созданы в 976 году. В них воду заменили ртутью. Эти часы были более сложными. Вот как описывает их официальная хроника тех лет:
«…Башня из трех этажей, каждый высотой более трех метров, внутри которой размещен весь механизм. Округлая форма верхушки башни символизировала Небо, а прямоугольное основание — Землю. Механизм, состоящий из великого множества горизонтальных, вертикальных и наклонных колес, шпинделей и анкеров, располагался на нижнем этаже. Семь деревянных молоточков били в расположенные по обеим сторонам от них колокола — один большой справа и несколько малых слева, а также помещавшийся по центру барабан, — отбивая каждую четверть часа. За день и ночь (24 часа) механизм совершал один полный оборот, а семь планет тем временем перемещались, меняя свое положение по отношению к эклиптике. Кроме того, было еще двенадцать деревянных рычагов с дощечками, которые выскакивали каждый час и показывали время…»
А вершиной часового мастерства стала «Космическая машина». Эти часы были созданы астрономами Су Суном и Хань Куньляном в 1092 году. Прибор считается величайшим достижением эпохи средневековья. Как предшественники, «Космическая машина» представляла собой астрономическую часовую башню 10-метровой высоты. Башню венчала огромная бронзовая армиллярная сфера с механическим приводом. Армиллярная сфера — астрономический инструмент, широко распространенный в древней астрономии. Это модель небесной сферы с ее важнейшими точками и кругами: полюсами и осью мира, меридианом, горизонтом, небесным экватором и эклиптикой. Кстати, армиллярная сфера наличествовала и в часах И Сина.
Находящийся внутри башни небесный глобус поворачивался синхронно с армиллярной сферой, что обеспечивало совпадение результатов наблюдений на сфере и на глобусе. В передней части башни помещалась пятиэтажная пагода. Через определённые промежутки времени на том или ином этаже открывались двери, и оттуда появлялись фигурки, бившие в колокола или гонги и державшие дощечки с обозначением времени. Все приводилось в движение тем же самым огромным часовым механизмом, который одновременно вращал небесный глобус и сферу.
Спустя два века принципы построения часов, использованные Су Суном и его коллегой, стали применяться в Европе.
Астрономическими наблюдениями в Китае занимались основательно. Об этом свидетельствуют древние китайские источники. Они содержат самую раннюю и самую продолжительную в мире серию астрономических наблюдений.
Так, уже в 2461 году до н. э. в Китае зафиксирована конъюнкция планет — взаимное расположение двух небесных светил, когда разность их долгот равна нулю. В 2296 году до н. э. появилась первая запись в китайском каталоге, регистрирующем наблюдения за кометами. К 2137 году до н. э. китайские астрономы уже вычислили периоды затмения Луны и Солнца.
Нынешний читатель, лишь изредка бросающий взгляд на ночное небо, наверное, подумает, зачем это древние просиживали ночи напролет, разглядывая звездные россыпи. И невдомек ему, что вся наша жизнь, оказывается, строго регламентирована ходом небесных светил, только этот регламент воплотился в обычный календарь, который большинство из нас имеет при себе или в часах, или в записных книжках, или в портмоне…
С самых давних времен при китайском императорском дворе, а иногда и при дворах удельных князей (ванов) были специальные чиновники, на обязанности которых лежало составление календарей и наблюдение за небесными светилами. Ваны частенько соперничали между собой, зазывая к себе на службу наиболее известных специалистов. И была в этом необходимость. Ведь древние астрономы уже давно подметили закономерности в появлении на небесном своде определенных звезд и созвездий и временем наступления того или иного сельскохозяйственного сезона. Такие выдающиеся ориентировочные светила (по-китайски называемые «чэн») наблюдались астрономами в вечернее время сразу же после захода солнца или в утреннее, перед самым восходом его.
У древних китайцев можно проследить смену нескольких «чэн»: звезды «Дахо» (Антарес, альфа Скорпиона); созвездия «Цан» (Орион); созвездия «Бэй доу» — «Северный ковш» (Большая Медведица). По этим «чэн», как явствует из китайских источников, ориентировались еще во времена, предшествующие Чжоуской эпохе, то есть ранее XII века до н. э.
Звезда «Дахо» издавна считалась в Китае светилом, прохождение которого через меридиан вечером сразу после захода солнца означало середину лета (то есть пятый месяц года по китайскому счету). Позднее это светило стали обожествлять как святого небесного дракона — покровителя всей китайской нации.
Появление на востоке вечером сразу после захода солнца созвездия «Цан» означало середину зимы, то есть одиннадцатый месяц по китайскому счету.
В III–II тысячелетиях до н. э. созвездие «Бэй доу» было ближе к северному полюсу, чем в настоящее время. Семь звезд этого созвездия представлялись древним китайцам в виде ковша, направление ручки которого после захода солнца служило указанием времени года. В частности, отвесное положение ручки в определенный месяц принималось за знак начала нового года. В древнекитайских записях эпохи Ся говорится: «В 1-м месяце рукоятка ковша обращена вниз, в 6-м месяце в сумерках можно увидеть, что рукоятка ковша повернута вверх».
С древних времен в Китае год делился на четыре сезона. Очень важным было наблюдение восхода «Огненной звезды» (Антарес). Ее восход происходил около момента весеннего равноденствия. За ее появлением на небесном своде следили астрономы и извещали жителей о наступлении весны.