История картографии. Карта, уменьшившая Францию

Карта Франции, которую семья Кассини составляла с конца 17 по конец 18 века — самая точная карта страны для того времени. В ней участвовало множество людей, ее разработку спонсировали влиятельнейшие люди своего времени, и, конечно же, она обросла множеством мифов. В этой статье я постараюсь развеять мифы о карте Франции от семьи Кассини, а также погрузить вас в мир технологий Нового времени.

Итак, окунемся в контекст картографии 17 века и ее технологий. Картография того времени немыслима без знания астрономии. Без нее нельзя было ориентироваться на местности и определять координаты мест. Долготу вообще только-только научились измерять, и самым распространенным методом был метод Америго Веспуччи, который проводился с помощью определения угла между Марсом и Луной. Были еще другие варианты, но везде надо было измерять углы между небесными телами.

Сама картография вообще была больше искусством, чем точной наукой. Карты часто представляли собой иллюстрированные чертежи или гравюры, главная задача которых — помочь сориентироваться. Для этого на картах рисовались наиболее примечательные объекты, а также множество углов с указанием сторон света. Расстояния были примерными и в лучшем случае измеренными в днях пути.

Геодезия тех времен, как точная математическая наука, была в самом зачатке, и ей занимались лишь самые образованные люди того времени. Делали они это, правда, между занятиями математикой, физикой и астрономией, но все равно точные измерения были для чем-то вроде квантовых компьютеров тех времен. Про инструменты отдельно расскажу чуть позже, а теперь перейдем ближе к делу.

Одной из главных задач геодезии, которой хотели заниматься самые образованные картографы того времени, было очень точное измерение расстояний между двумя точками одного меридиана. С помощью этого можно было вычислить размер Земли, лучше понять форму и выявить, где могут быть новые земли. Эпоха географических открытий была в самом разгаре: экспедиции в поисках богатств и славы захватывали умы людей и щедро спонсировались.

Что мне не нравится в разных статьях про карту Франции Кассини, а точнее семьи Кассини, — они ничего не говорят про предпосылки. Статьи звучат так: король Франции захотел точную карту страны и позвал умных Кассини. Они наизобретали триангуляцию, в 4 поколения наизмеряли всю Францию через треугольники, и так точно получилось, что никто такого никогда раньше не делал. Все произошло не совсем так, а более плавно и с дополнительными героями и предпосылками.

Как я писал ранее, долготу только-только научились измерять на рубеже 15-16 века. Но, несмотря на то, что методология была сложная, и различные ученые пытались ее улучшить, идея использовать координаты для точных карт уже витала в воздухе. Одна из первых концепций того, как можно проводить такие измерения, принадлежит Гемме Фризиусу, нидерландскому ученому. Он занимался разными науками, в том числе, конечно же, астрономией, и даже изобрел свой способ определения долготы. Но помимо этого он был известен созданием глобусов и картографическими работами.

Еще в первой половине 16 века он предложил идею, как можно измерить координаты городов современной Бельгии с помощью всего лишь компаса, если точно определить расстояние от Брюсселя до Антверпена. Идея была теоретическая, без практической реализации, но она все равно обрела известность. Ждать реализации идеи пришлось еще примерно 100 лет.

Первым, кто реализовал идею триангуляции, был…не Кассини. Им был соотечественник Гемме Фризиуса — Снеллиус Виллеброрд. Во-первых, он первым использовал триангуляцию для измерения длины земного меридиана, а во-вторых, он реализовал идею триангуляции для создания опорной геодезической сети с точными координатами городов Нидерландов.

Для всех измерений ориентирами были церковные шпили, самые высокие точки городов. Для измерения углов Снеллиусу пришлось построить здоровенный двухметровый квадрант для измерения углов с точностью до десятых долей градуса.

И говоря про Снеллиуса, по моему мнению, нельзя не упомянуть, что это был очень образованный человек. В число его учителей входили Иоганн Кеплер, который открыл законы движения планет, что важно для определения координат. А еще одним его учителем был Людольф Цейлен, который смог вычислить число Пи до 35 знаков после запятой. В общем, математическая и астрономическая школа была выше некуда.

Наконец-то мы и добрались до Франции. В 1666 году во Франции образована французская академия наук, одним из членов которых был Жан Пикар. Он был в первую очередь астрономом, но еще он занимался точными измерениями земной поверхности, и его часто называют геодезистом.

Спустя два года после основания академии наук Жан Пикар получил указание от министра, создавшего Академию наук, «по созданию карт Франции, более точных, чем те, что были созданы». Казалось бы, расплывчатое ТЗ в одну строчку, прикладывай минимальные усилия, чтобы было лучше чем есть, и отдыхай. Но тут как раз и начинается геодезическая эпопея на почти полтора века и появляется Джованни Доменико Кассини, или Кассини I. Нумерация появилась для того, чтобы ориентироваться в четырех поколениях Кассини, работавших над картой Франции, и не повторять постоянно по четыре слова в каждом имени.

Джованни Доменико Кассини был очень известным астрономом, и считается, что его пригласили во Французскую академию наук по просьбе Жана Пикара. Вместе они участвовали в определении Парижского меридиана.

Одним из обоснований работ над точной картой Франции было точное определение координат побережья Франции для нужд флота. Поэтому помимо определения Парижского меридиана Жан Пикар был занят еще и определением координат прибрежных городов.

В конце работы над первой картой Жан Пикар предложил, что для составления точной карты Франции нужно создать триангуляционную сеть на основе Парижского меридиана, вдоль которого провести измерения по всей территории страны. Идея была одобрена уже после его смерти и уже полноценно легла на плечи семьи Кассини.

Существует легенда, что в ходе работ Жана Пикара над картой Франции 1682 года выяснилось, что площадь страны заметно меньше, чем считалось ранее. Узнав об этом, король Франции Людовик XIV воскликнул: «Вы украли больше моей территории, чем все мои враги». Никаких письменных подтверждений этому нет, и в разных местах указывается, что один из очевидцев событий пересказал эту историю кому-то, и потом она вот так из уст в уста дошла до наших дней. Более того, в разных источниках «вы» может меняться на «астрономы», «географы», «картографы». Ссылки на источник цитаты либо нет, либо они ведут на описание лота на сайте британской ассоциации дилеров антиквариата.

Работа по точному определению пути вдоль Парижского Меридиана через всю Францию уже проводилась Кассини I и его сыном Жаком Кассини, которого называют Кассини II. И продолжалась эта работа более 30 лет и завершилась в 1718 году.

15 лет спустя уже Кассини II со своими сыновьями приступил к созданию триангуляционной сети Франции для будущей карты. Сеть проходила вдоль побережья и границ Франции, а также имела несколько осей, пересекавших Парижский меридиан с запада на восток.

Работа шла гораздо быстрее, были уже и более современные инструменты, например, прообразы теодолитов. Выполнялась она уже несколькими группами геодезистов. В качестве геодезических пунктов (триангуляционных станций) использовались наивысшие точки местности, которые проще всего было наблюдать на больших расстояниях: шпили церквей, вершины мельниц или даже холмов.

При работе было множество неявных трудностей. Большая часть населения Франции говорила не на французском, а на местных языках, например на бретонском. Также местные жители могли по-разному относиться к геодезистам. Например, историк Кен Адлер в книге «The Measure of All Things: The Seven-Year Odyssey and Hidden Error That Transformed the World» описывает, что одного геодезиста под началом уже Кассини III местные крестьяне стащили с церкви, откуда он делал измерения, и чуть не забили до смерти. Некоторым людям казалось, что это все колдовство чисел, из-за которых налоги возрастут и жизнь станет тяжелее.

Для завершения карты Франции необходимо было заполнить всю территорию страны триангуляционной сетью. Кассини III еще более систематизировал подход и формализовал его с помощью инструкций, чтобы специалисты работали по одной методике. Он также организовал работы одновременно в разных регионах, и уже в рамках этой работы производилось составление карты Франции беспрецедентной на тот момент точности.

Геодезисты определяли местоположение основных объектов местности: дорог, населенных пунктов, рек, лесов, кварталов городов. Помимо этого собиралась и другая информация: топонимы, объекты с имеющихся карт, в числе которых могли быть, например, координаты старых русел рек.

В итоге под руководством Кассини III к концу века была подготовлена первая точная карта Франции, состоящая из 180 листов, выполненных в масштабе 1 линия на 100 туазов или 1:86400, если переводить в метры. Публиковалась она постепенно с 1750 по 1790 год, и завершал работу уже Кассини IV, которому потом еще предстояло обновлять карту, в том числе и для того, чтобы перевести все в метрическую систему. Но это уже история про поддержание качества, а не создание чего-то невероятно технологичного и нового.