Эра великих географических открытий. История европейских морских экспедиций к неизведанным континентам в XV—XVII веках

Меркатор обладал необычным сочетанием качеств теоретика и практика. Он по очереди был топографом, гравером, мастером по изготовлению математических и астрономических инструментов и картографом. В университете города Лувена (Лёвена) он был учеником картографа Геммы Фризи-уса и сам получил глубокие знания космографии, равно как и картографических методов. Во время пребывания в Лувене (Лёвене), а затем в качестве лектора в Дуйсбурге он обрел покровительство императора и мог общаться с испанскими и португальскими мореплавателями и картографами. Со временем он сам стал широко признанным ученым-географом того периода. Его главными достижениями были: уже упомянутый глобус, крупномасштабная карта Европы, карты мира, гравированные карты для нового издания «Географии» Птолемея и атлас мира, который был все еще в процессе публикации на момент его смерти в 1594 г. Все эти работы отличались большой оригинальностью и исключительными качествами, но именно карта мира, вышедшая в свет в Дуйсбурге в 1569 г., в основном и принесла славу Меркатору. В настоящее время существуют лишь четыре копии этой карты. Это был амбициозный проект, очень большой, состоявший из двадцати четырех листов с красивой гравировкой. Название карты Nova et aucta orbis terrae description ad usum navigantium emendate accomodata говорит само за себя. Это была попытка соединить сухопутную и морскую карты мира, изобразить поверхность суши как можно более точно, чтобы она могла служить практическим целям мореплавателям в море. Это была первая карта, нарисованная в новой проекции, которая хоть и значительно изменилась, по-прежнему носит имя Меркатора.

Основной принцип проекции Меркатора сравнительно прост. Проекция строится на координатной сетке, на которой меридианы, как и параллели, нарисованы как прямые параллельные линии. Последствием этого на карте, так как меридианы на самом деле сходятся, является преувеличенная длина градуса долготы, постепенно увеличивающаяся к полюсам в строгой пропорции (хотя Меркатор не говорит об этом столь многословно) к секущей широте. Само по себе это должно вызывать прогрессирующее искажение расстояний с запада на восток, а также направления и площади в любой данной точке. Ответом Меркатора на эту трудность было постепенное увеличение длины градуса широты к полюсам на его карте в той же самой пропорции. Говоря современным языком, карты в проекции Меркатора имеют «увеличивающиеся широты». Это означает, что сохранены правильные соотношения углов и, значит, направления. Поэтому линии румбов можно наносить точно как прямые линии. Аналогичным образом, так как в любой точке углы корректны, то форма небольших площадей показана правильно; эта проекция конформная (равноугольная) и поэтому ценная и точная для построения локальных карт. С другой стороны, регионы, расположенные в высоких широтах, сильно преувеличены, а так как это преувеличение постепенное, то форма больших площадей искажается. Карты Меркатора на самом деле не годятся для мореходства в высоких широтах. Шкала «увеличивающихся широт» также делала измерение расстояний запутанной операцией. Современный мореплаватель, используя карты, основанные на проекции Меркатора, использует также в качестве единицы измерения расстояний морскую милю, равную минуте широты; он без труда может считывать расстояния со шкалы широт напротив своего местонахождения. Примечание к карте Меркатора объясняет, как рассчитать отношение расстояния к широтной шкале с помощью принципа подобных треугольников, но вряд ли мореплаватели того времени понимали этот процесс.

И хотя карта Меркатора была составлена ad шит navigantium (лат. для использования в навигации), она являлась не морской картой, а картой для ученого. Многие очертания на ней все еще были традиционными и неточными, некоторые были все еще почерпнуты у Птолемея. Переворот, который совершил Меркатор, хоть и был реальным, являлся все же отсроченным. Лишь в самом конце XVI в. морские карты для практического использования стали составлять в этой проекции. Эдуард Райт первым теоретически объяснил в 1599 г. построение проекции Меркатора. Райт составил таблицу меридиональных долей для корректного расположения в пространстве линий широт путем непрерывного добавления секансов с интервалом в одну минуту (где Меркатор работал только в интервалах один градус) и в других отношениях усовершенствовал его проекцию. На проекции Райта – Меркатора мореплаватель впервые мог нарисовать «навигационный треугольник», который показывал широту и долготу, курс и расстояние в их корректном соотношении, и мог измерять расстояние в тесном приближении к точности в точке средних широт.