На протяжении многих десятилетий ученые пытались разгадать тайну навигации викингов, которые, как известно, могли переплывать на довольно продолжительные расстояния. Они нередко плавали от Норвегии до Гренландии, не сбиваясь с курса и тратя на это сравнительно немного времени. Конечно же, возможно, такие маневры им удавалось производить благодаря компактным кораблям драккарам, которые плавали быстро и хорошо держались на воде. Но ходят легенды, что у скандинавских мореплавателей имелись специальные навигационные приспособления, такие как «солнечные камни». Секреты их создания и использования не удалось разгадать и по сей день.

Диск Уунарток

Никакой навигации сравнительно современного магнитного типа в те времена и быть не могло. Мореходы полагались на волю Земли, надеясь на хорошую погоду и правильно выбранный курс. Они ориентировались на положение светила, звезд, луны и тому подобное. И только северные моря, не отличающиеся мягким климатом, были настоящим испытанием для покорителей. Каким же образом викинги, которые постоянно сталкивались с этими морями, ориентировались в них?

В 1948 году был найден особый артефакт – диск Уунарток с интересными отметками. Согласно легендам, викинги использовали его в качестве компаса, сочетая с неким чудодейственным «solstenen» - «солнечным кристаллом».

В записях, которые производились в эпоху викингов, нередко можно встретить информацию о диске Уунарток. О нем писали, что этот прибор отличается невероятной точностью, несмотря на незамысловатую конструкцию. Самое интересное, что в те времена подобные технологии приравнивались к колдовству. Как человечество тогда могло изобрести столь высокотехнологичный прибор?

Известно, что в христианском мире 9-11 веков викингов считали грязными и отвратительными язычниками. Все остальные народы думали, что у этого народа, не имеющего даже государства, не может быть ничего примечательного. Оказалось, что это далеко не так.

Ученые, исследовавшие диск Уунарток, предположили, что это изделие представляет собой некое подобие солнечных часов с пометками, которые соответствовали сторонам света. Также в центральной части диска имелось специальное отверстие - «гномон». Проходящий через него свет сверяли с отметками на диске, после чего определяли, в каком направлении движется судно.

Практические эксперименты с диском проводил сотрудник университета Отвоса, расположенного на территории Будапешта, Г. Хорват. Он определил, что если держать диск в ясную погоду в определенном положении, то тень от его «гномона» будет попадать на одну из отметок. Сравнив ее с отметками на компасе, Хорват понял, что прибор викингов был поразительно точным – его погрешность не превышала 4⁰. Таким образом, используя его правильно, действительно можно было ориентироваться.

Следует отметить, что в своем докладе Хорват сообщал некоторые особенности. Диск оказался максимально эффективным только в период с мая-месяца по сентябрь, и только на широте 61⁰. Исходя из этого, можно предположить, что древним компасом викинги пользовались только летом, когда совершали максимальное количество походов. Единственное, что не смог разгадать Хорват, это тайна «солнечного камня».

«Солнечный камень» в мифологии

Очень долго ученые спорили о правдоподобности легенд про навигацию викингов, в которых указывался некий «солнечный камень». Скептики говорили, что ним являлся обыкновенный магнитный железняк. «Солнечному камню» приписывали магические способности: он мог вызывать солнце и издавал яркое свечение.

Археолог Т. Рамскоу из Дании в 1969 году выдвинул теорию, что волшебный камень викингов необходимо искать среди известных ныне кристаллов, которые имеют поляризующие свойства. Ученый приступил к изучению всех возможных минералов, располагающихся на территории Скандинавии. В итоге он выбрал троих претендентов на главную роль чудодейственного «solstenen»: турмалин, исландский шпат и иолит. Все эти кристаллы могли использоваться викингами. Оставалось загадкой, какой именно из вышеперечисленных был «solstenen».

Корабль елизаветинской эпохи пролил свет на поиск настоящего «solstenen» в 2003 году

В 1592 году недалеко от норманнского острова под названием Олдерни затонул кораблю елизаветинской эпохи. Место крушения обнаружили в 2003 году, после чего стали его детально изучать. В капитанской каюте затонувшего судна нашли кусок прозрачного материала, который, как потом выяснилось, был исландским шпатом.

Данная находка заставила ученых вновь задуматься о «солнечном камне», о котором на время вообще забыли. Исследователи Г. Ропар и А. Лефлох решили возобновить эксперименты по созданию «solstenen», используя в качестве основного материала шпат исландского происхождения. Результаты своих экспериментов они опубликовали в 2011 году. Их открытие поразило весь научный мир.

Оказалось, что функции «solstenen» основывались на преломлении лучей, которое описывалось еще в семнадцатом веке датским ученым Р. Бертолином. Свет, проникающий минерал, расщеплялся на два луча. Эти лучи имеют различную поляризацию, поэтому яркость изображений на противоположной стороне камня была тоже различной и зависела от поляризации исходного света. Проще говоря, чтобы вычислить положение Солнца, необходимо было менять положение минерала до тех пор, пока изображения на обратной его стороне приобретут одинаковую яркость. Данный метод эффективен даже в пасмурную погоду. Исходя из этого, можно предположить, что исландский шпат действительно мог служить викингам навигатором, причем максимально точным.

То, как ориентировались древние жители Скандинавии — викинги, в открытом море, в высоких широтах, где солнце во время полярного дня не садится месяцами за горизонт, давно является предметом догадок, ученых споров и предположений, а также фольклора. И действительно, каким образом, без магнитного компаса, без других навигационных приборов, без возможности ориентирования по звездам, которую имели, например, арабские или европейские мореходы, можно было не только открывать новые земли, но и возвращаться обратно на суровую, но такую любимую родину, даже после зимовок в чужих краях?

Последние открытия, вкупе с исследованиями и экспериментами ученых, показывают, что викинги, скорее всего, использовали в своих походах для ориентации солнечные часы и «солнечный камень».

Таинственный артефакт

В 1948 году в руинах бенедиктинского монастыря в Уунартоке (Гренландия) археологи обнаружили таинственный деревянный артефакт. Местность Уунарток до 10 века была населена викингами. Артефакт полукруглой формы имел зигзагообразную гравировку в виде насечек по периметру. Если к артефакту приставить симметричную вторую часть, то этих вырезов было бы ровно тридцать два, что совпадает с количеством делений на современном компасе, румбов. Еще несколько линий были нацарапаны внутри.

Некоторые скептики утверждают, что это просто бытовое украшение, но большинство исследователей думает, что это и есть пресловутый солнечный компас викингов. Последние даже проверяли его действие на борту точной копии корабля викингов. Однако навигационные линии были неполными и прибор, соответственно, не очень подходил для определения севера. Не вдаваясь в технические подробности, можно сказать, что погрешность при этом была существенной и привела бы к долгому плаванию в неверном направлении, что в условиях северных морей не просто опасно, а смертельно.

Ученые из университета города Будапешт под руководством Берната Балаша выдвинули свою гипотезу о том, что находка имела более сложную конструкцию и только в таком виде могла успешно применяться для навигации. По их мнению, конструкция состояла из двух гномонов (часть солнечных часов, по тени от которой определяется время). Первый, более короткий и широкий гномон, служил для определения полдня. Второй, более высокий и узкий, а также более точный, позволял определить широту. Подобным, более сложным прибором, уже можно было пользоваться и после полудня.

Предположительное устройство навигационного прибора викингов на основе найденного фрагмента. Линии использовались для прямоугольного гномона (в центре), давая возможность зафиксировать момент местного полудня. Семнадцать насечек в виде зубьев на (предположительно) северной стороне служили для чтения длины полуденной тени высокого гномона. (Реконструкция Balázs Bernáth)

Но как же быть с ориентацией в пасмурные дни или после захода дневного светила ? Как викинги настолько уверенно и хорошо ориентировались в северных широтах, что смогли достичь Гренландии, открыть Америку за несколько столетий до Колумба, посетить Багдад, а, по некоторым данным, даже Дальний Восток?

В течение долгих лет ученые пытались определить, каким образом викингам удавалось совершать длительные морские путешествия. Ведь, как известно, для этих отчаянных скандинавских мореплавателей с их компактными маневренными кораблями драккарами не составляло особого труда преодолевать путь протяженностью около 2500 километров от берегов Норвегии до Гренландии, не отклоняясь от курса, то есть практически по прямой линии!

Не говоря уже о том, что именно викинги под предводительством Лейфа Эрикссона считаются настоящими первооткрывателями Америки.

Часы фьорда Уунарток

Ни о какой магнитной навигации в те времена не было и речи, мореходам приходилось в буквальном смысле полагаться на волю неба - ориентироваться по положению солнца, луны и звезд, вот только северные воды не отличаются мягким климатом и солнечной погодой, облака и туманы там - самое обычное явление. Каким же образом викингам удавалось ориентироваться в таких условиях?

Этот вопрос оставался без ответа до 1948 года, пока не был обнаружен легендарный диск Уунарток - компас, который, согласно сагам, в сочетании с неким solstenen, магическим солнечным кристаллом, служил главным инструментом навигации северных мореплавателей. Но это открытие дало больше вопросов, чем ответов.

В записях, современных эпохе викингов, и более поздних письменных источниках можно встретить упоминание о довольно
точном, несмотря на внешнюю простоту, компасе, который позволял воинам-путешественникам определять направление движения судна в любую погоду.

Ну и что здесь особенного, спросите вы. Однако для раннего Средневековья такие возможности были сродни колдовству. Ориентироваться в открытом море, не видя небесных светил, при существовавшем на тот момент уровне навигации было практически невозможно.

Тем не менее викингам, считавшимся в христианском мире IX-XI веков грязными язычниками, у которых не было даже собственного государства, это удавалось с завидным успехом.

Что же представлял собой компас викингов и как он работал? Фрагмент диска из гренландского фьорда Уунарток позволил исследователям определить, что компас викингов, по сути, являл собой сложные солнечные часы с пометками, обозначающими стороны света, и резьбой, соответствующей траекториям тени от гномона (центрального язычка солнечных часов) в течение всего светового дня в летнее солнцестояние и равноденствие.

Согласно экспериментальным данным, полученным исследователем этого артефакта Габором Хорватом (Gabor Horvath) из университета Отвоса в Будапеште, точность часов была весьма велика: если расположить диск в солнечную погоду определенным образом - так, чтобы тень от гномона совпала с соответствующей насечкой, - можно сориентироваться по сторонам света с погрешностью не более 4°.

Правда, в трудах Хорвата делается поправка на то, что диск Уунарток наиболее эффективен в период с мая по сентябрь и только на широте 61°. Иными словами, часы-компас использовались исключительно в летнее время, когда викинги совершали свои походы, и обеспечивали наиболее точную навигацию на пути от Скандинавии к Гренландии через северную часть Атлантического океана -на самом частом и протяженном маршруте в открытых водах.

Однако исследование одного только диска Уунарток так и не дало ответ на вопрос, что же это за мистический «солнечный камень», дававший викингам ориентир, когда на небе не было видно нашего светила.

Мифология и геология

Правдоподобность использования викингами мифического камня для навигации долгое время ставилась под сомнение. Скептики и вовсе полагали, что «солнечным камнем» был обыкновенный кусок магнитного железняка, а свечение и явление солнца из-за облаков - всего лишь выдумка сказителей.

Но исследователи, более подробно изучившие эту проблему, пришли к выводу, что все не так просто, и даже сформулировали теоретический принцип работы метода северных мореходов.

Еще в 1969 году предположение о том, что «солнечный камень» следует искать среди кристаллов, обладающих поляризующими свойствами, выдвинул датский археолог Торкильд Рамскоу (Thorkild Ramskou). Его теорию также косвенно подтверждает текст «Саги об Олафе Святом», зафиксированный в XIII веке в знаменитом своде скандинавских саг «Круг земной» стараниями исландского скальда Снорри Стурлусона.

Текст саги гласит: «... Погода была облачная, шел снег. Святой Олаф, король, послал кого-нибудь, чтобы осмотреться, но не было чистой точки на небе. Потом он попросил Сигурда сказать ему, где Солнце. Сигурд взял солнечный камень, посмотрел на небо и увидел, откуда пришел свет. Так он выяснил положение невидимого Солнца. Оказалось, что Сигурд был прав».

Изучив все возможные минералы, распространенные в областях деятельности древних скандинавов, ученые пришли к выводу, что главными кандидатами на роль пресловутого solstenen можно считать три минерала - турмалин, иолит и исландский шпат, который является одной из разновидностей прозрачного кальцита.

Дело осталось за малым: определить, какой же из этих минералов окажется «тем самым», ведь все они были доступны викингам.

10 лет экспериментов

Пролить свет на проблему подлинного «солнечного камня» помогла находка, сделанная в 2003 году во время исследования места крушения корабля елизаветинской эпохи, затонувшего в 1592 году близ нормандского острова Олдерни в проливе Ла-Манш. В каюте капитана был обнаружен полупрозрачный беловатый брусок шлифованного камня, который оказался не чем иным, как исландским шпатом.

Эта находка весьма заинтересовала французских физиков из Реннского университета Ги Ропара (Guy Ropars) и Альбе-ра Лефлоха (Albert Le Floch), которые провели серию экспериментов с исландским шпатом. Результаты, опубликованные в 2011 году, превзошли все ожидания.

Принцип использования минерала основан на двойном лучепреломлении - свойстве, которое было описано еще в XVII веке датским физиком Расмусом Бертолином. Благодаря ему свет, проникающий в структуру кристалла, расщепляется на две составляющие.

Так как лучи имеют разную поляризацию, яркость изображений на обратной стороне камня зависит поляризации исходного света. Таким образом, изменяя положение кристалла так, чтобы изображения приобрели одинаковую яркость, можно вычислить положение солнца даже в пасмурную погоду или же при условии, что оно опустилось за горизонт не более 15 минут назад.

Спустя два года физико-математический журнал Лондонского королевского общества Proceedings of the Royal Society обнародовал не менее смелую в суждениях статью, в которой говорилось, что обнаруженный на затонувшем корабле брусок исландского шпата по праву можно считать достойным доверия навигационным прибором, который викинги использовали в своих морских странствиях.

Пальцем в небо

Не стоит удивляться, что довольно смелое сообщение об установленном геологическом происхождении «солнечного камня» из древнеисландских саг, которое так и не удалось подтвердить археологическими данными IX-XI веков, было встречено волной критики.

По мнению воинствующих скептиков, так и не принявших теорию «поляриметрической навигации» викингов, для определения положения солнца в пасмурную погоду не нужно изобретать сложные методы - для этого вполне достаточно лучей, пробивающихся сквозь пелену облаков.

А россказни о мифических «солнечных камнях» - выдумки скальдов, желающих превознести знания и умения «грязных язычников», и не более того.

В ответ на эти инсинуации Габор Хорват предложил скептикам попробовать определить положение солнца буквально методом «тыка пальцем в небо». Испытуемым было предложено несколько панорам неба в разное время суток и с различной степенью облачности, на которых нужно было отметить мышкой то место, где, по их мнению, находится солнце.

Как дипломатично резюмируют экспериментаторы, по мере увеличения плотности облаков среднестатистические различия между мнимым и фактически расположением светила существенно увеличиваются.

Иными словами, критики провалились с треском. Викинги действительно нуждались в дополнительном навигационном приспособлении - и они его не только нашли, но и разработали довольно остроумную методику его использования.

Совместные усилия Хорвата, Ропара и Лефлоха экспериментально подтвердили, что компас викингов, ранее считавшийся лишь выдумкой сказителей, не только существовал на самом деле, но и позволял с удивительной точностью определять маршрут в открытых водах.

Более того, находка с корабля, ушедшего на дно в XVI веке, доказывает, что известный мореплавателям древней Скандинавии метод ориентирования с помощью «солнечного камня» вполне оправдывал себя даже во времена магнитной навигации, несмотря на полутысячелетнюю пропасть, разделяющую эпоху викингов и елизаветинскую Англию.

Кирилл РОГАЧЕВ

Для навигации в море в пасмурную погоду викинги использовали поляризованный свет. И точно такой же приём помогает пчёлам ориентироваться под облаками, а порой и в сумерках. Оба этих предположения были выдвинуты учёными давно, но на днях они получили любопытные экспериментальные подкрепления.

Различные средневековые источники упоминают загадочный «cолнечный камень» (sunstone), также известный как «компас викингов» (viking compass) в качестве инструмента навигации у моряков. Мол, с его помощью можно определить положение Солнца (а значит и стороны света) даже если оно оказывалось скрыто облачной пеленой, туманом (при нахождении низко над горизонтом) или снегопадом.

Ещё в 1967 году датский археолог Торкильд Рамскоу (Thorkild Ramskou) выдвинул объяснение данным легендам. Он предположил, что в древних текстах речь шла о прозрачных минералах, поляризующих проходящий через них свет.

В 1969 и 1982 годах вышли книги Рамскоу, посвящённые солнечному камню и солнечной навигации викингов (иллюстрации с сайта nordskip.com).

Поскольку поток света от неба тоже поляризован в соответствии с моделью Релея (Rayleigh sky model), моряки могли бы глядеть вверх через камень, медленно поворачивая его в разные стороны.

Совпадение и несовпадение плоскостей поляризации у рассеянного атмосферой света и у кристалла выражалось бы в виде потемнения и просветления неба по мере разворота камня и наблюдателя. Ряд таких последовательных «замеров» помог бы с некой приличной точностью узнать — где Солнце.

Специалисты выдвинули несколько кандидатов на роль cолнечного камня — исландский шпат (прозрачный вариант кальцита), а также турмалин и иолит . Какой именно минерал использовали викинги — сказать сложно, все эти камни были им доступны.

Исландский шпат (слева) и иолит (справа, он отснят с двух сторон для демонстрации сильного плеохроизма) обладают нужными свойствами, чтобы попробовать научиться ориентироваться по скрытому Солнцу.

Правда до сих пор никто не провёл убедительного опыта с самими камнями в безбрежном море, чтобы окончательно подтвердить красивую версию о хитроумной навигации у древних скандинавов (фотографии ArniEin/wikipedia.org, Gerdus Bronn).

Любопытно, что в двадцатом веке иолит попал в авиацию в качестве поляризационного фильтра в приборе, служащем для определения положения Солнца после заката.

Дело в том, что и в сумерках свечение небосвода поляризовано, и потому точное направление на скрывшееся светило можно легко узнать, обладая «поляроидным» зрением. Приём сработает, даже если Солнце уже опустилось на семь градусов ниже горизонта, то есть через десятки минут после заката. Об этом факте, кстати, прекрасно известно пчёлам, но к ним мы ещё вернёмся.

В общих чертах принцип работы компаса викингов был ясен давно, но большим вопросом была экспериментальная проверка идеи. Опытам и расчётам в этом направлении несколько последних лет посвятил исследователь Габор Хорват (Gábor Horváth) из университета Отвоса в Будапеште.

В частности, вместе с коллегами из Испании, Швеции, Германии, Финляндии и Швейцарии он изучал картины поляризации света под пасмурным небом (а также в тумане) в Тунисе, Венгрии, Финляндии и в пределах полярного круга.

Габор Хорват в Арктике в 2005 году (фото с сайта elte.hu).

"Измерения велись при помощи точных поляриметров", – информирует New Scientist. Теперь же Хорват со товарищи обобщили результаты экспериментов.

Говоря коротко: исходный (от так называемого рассеяния первого порядка) рисунок поляризации на небосводе всё ещё обнаружим даже под облаками, хотя он весьма слаб, и в него вносит «шум» сама облачность (либо туманная пелена).

В обеих ситуациях совпадение картины поляризации с идеальной (по релеевской модели) было тем лучшим, чем тоньше покров облаков или тумана и чем больше в нём разрывов, поставляющих хоть толику прямых солнечных лучей.

Арктическое небо (слева направо) в туманной дымке, чистое и облачное. Сверху вниз: цветной снимок «купола», различия в степени линейной поляризации по всему небосводу (темнее – больше), измеренный угол поляризации и теоретический угол по отношению к меридиану. Последние два ряда показывают хорошее совпадение (иллюстрация Gábor Horváth et al./ Philosophical Transactions of the Royal Society B).

Габор и его соратники смоделировали также навигацию в условиях полностью затянутого пеленой пасмурного неба. Выяснилось, что и в таком случае «отпечаток» поляризации сохраняется и, теоретически, по нему можно вычислить положение Солнца. Но степень поляризации света при этом получалась очень низкой.

На практике это означает, что вооружённые не поляриметрами, а солнечными камнями викинги едва ли могли заметить слабые колебания в яркости неба при взгляде через кристалл. Навигация под сплошной облачной пеленой, если и была возможной, оказывалась неточной, — сделали вывод учёные.

Тем не менее, расследование, предпринятое Хорватом, показало, что легенды о солнечном камне и объяснение его работы Торкильдом — вполне правдоподобны и научно обоснованы.

Учёные установили, что как при чистом небе (колонки слева), так и при облачном (справа) доля от общей площади неба, в которой поляризация совпадает с релеевской (закрашена серым) падает по мере подъёма Солнца (чёрная точка) над горизонтом (угол подъёма указан в скобках). Данная съёмка проводилась в Тунисе.

Это, кстати, означает, что «поляризационный» метод навигации более выгоден в высоких широтах, где и оттачивали своё мастерство викинги (иллюстрации Gábor Horváth et al./ Philosophical Transactions of the Royal Society B).

Кстати, о легендах. Хорват цитирует упоминание о «поляризационной навигации» в скандинавской саге: «Погода была облачная, шёл снег. Святой Олаф, король, послал кого-нибудь, чтобы осмотреться, но не было чистой точки на небе. Потом он попросил Сигурда сказать ему, где Солнце.

Сигурд взял солнечный камень, посмотрел на небо и увидел, откуда пришёл свет. Так он выяснил положение невидимого Солнца. Оказалось, что Сигурд был прав».

В наше время учёные описывают принцип навигации по поляризованному свету куда точнее древних сказителей. Сначала двоякопреломляющий кристалл (тот самый солнечный камень) нужно было «откалибровать». Рассматривая через него небо в ясную погоду, причём в стороне от светила, викинг должен был поворачивать камень, добиваясь наибольшей яркости. Тогда направление на Солнце следовало нацарапать на камне.

В следующий раз, стоило появиться хоть небольшому просвету в облаках, мореплаватель мог нацелить на него камень и повернуть до максимальной яркости неба. Линия на камне указала бы на Солнце. Об определении координат дневной звезды без всякого просвета мы уже говорили.

Археологи время от времени находят затонувшие корабли викингов, современные энтузиасты строят их копии (на видео внизу показана одна из таких реплик – судно Gaia), но до сих пор не все тайны умелых мореплавателей прошлого раскрыты (иллюстрации с сайтов marineinsight.com, waterwaysnews.com, reefsafari.com.fj).

Ну а направление на географический север по положению Солнца узнать было проще. Для этого у викингов имелись особым образом размеченные солнечные часы, на которых резьбой были показаны крайние траектории тени от гномона (от рассвета до заката в равноденствие и летнее солнцестояние).

Если на небе присутствовало Солнце, часы можно было расположить определённым образом (чтобы тень попадала на нужную полосу), и определить стороны света по отметкам на диске.

Этот кусочек солнечных часов (a) археологи нашли в Гренландии (серым цветом на схеме (b) отмечена пропавшая часть); с – принцип определения положения тени, d – картина поляризации неба (стрелки).

Точность данных часов-компаса была велика, но, с поправкой: совершенно правильно они показывали север только с мая по август (как раз в парусный сезон у викингов) и только на широте 61 градус – как раз там, где проходил самый частый маршрут викингов через Атлантику – (иллюстрации Gábor Horváth et al./ Philosophical Transactions of the Royal Society B).

Противники теории о «поляриметрической навигации» нередко говорят, что даже в пасмурную и туманную погоду, как правило, положение Солнца можно прикинуть и на глаз — по общей картине освещения, лучам, пробивающимся сквозь неравномерности в пелене, отсветам на облаках. И оттого, якобы, у викингов не было необходимости изобретать сложный метод с солнечным камнем.

Габор решил проверить и это предположение. Он отснял в нескольких точках мира множество полных панорам дневного неба с облачностью разной степени тяжести, а также вечернего неба в сумерках (близ морского горизонта). Затем эти снимки показали группе добровольцев — на мониторе в тёмной комнате. Мышкой их просили указать расположение Солнца.

Один из кадров, использованных в тесте на навигацию «на глазок». Попытки испытуемых показаны небольшими белыми точками, большой чёрной точкой с белым кантом отмечено «среднее» положение светила по мнению наблюдателей (иллюстрация Gábor Horváth et al./ Philosophical Transactions of the Royal Society B).

Сравнив выбор испытуемых с фактическим нахождением светила, учёные нашли, что по мере роста плотности облаков среднее расхождение между кажущимся и истинным положением Солнца заметно растёт, так что викингам вполне могла понадобиться дополнительная технология ориентации по сторонам света.

И к этому аргументу стоит добавить ещё один. Целый ряд насекомых чувствителен к линейной поляризации света и использует это преимущество для навигации (а иные ракообразные даже свет с круговой поляризацией). Вряд ли эволюция изобрела бы такой механизм, если бы положение Солнца на небе всегда можно было бы увидеть обычным зрением.

Биологам известно, что пчёлы при содействии поляризованного света ориентируются в пространстве — они глядят на просветы в облаках. Об этом примере, кстати, вспоминает и Хорват, когда говорит о предпосылках к необычной навигации у викингов.

Есть даже вид пчёл (Magalopta genalis из семейства галиктид), представители которого и вовсе вылетают на работу за час до восхода (и успевают возвратиться домой до него) и потом уже — после заката. Эти пчёлы ориентируются в сумеречном свете по поляризационной картине на небосводе. Её создаёт Солнце, только собирающееся взойти или недавно закатившееся.

Мандиам Шринивашан (Mandyam Srinivasan) из университета Квинсленда и его коллеги из других университетов Австралии, а также Швеции и Швейцарии, провели эксперимент, который Шринивашан называет «окончательным доказательством» того, что теория о навигации пчёл по поляризованному свету верна.

Учёные построили простой лабиринт из пары перекрещивающихся коридоров. Так получился один вход и три возможных выхода. Коридоры освещались поляризованным светом, который нисходил с потолка, имитирующего небо. Свет мог быть поляризован вдоль оси коридора или перпендикулярно к ней.

Схема опыта Шринивашана (на врезке). Положение кормушки в серии экспериментов меняли, так что верным мог быть и прямой, и правый, и левый путь (иллюстрации P. Kraft, M. V. Srinivasan et al./ Philosophical Transactions of the Royal Society B, qbi.uq.edu.au).

Биологи обучили 40 пчёл, влетая в лабиринт определять поляризацию во входном коридоре и на перекрёстке выбирать коридор с аналогичной поляризацией (два других пути при этом подсвечивались светом иной «направленности»). В конце верного путешествия насекомых ждал сахар.

После того, как подопечные исследователей прочно связали подкормку с правильной поляризацией освещения, экспериментаторы удалили сахар. 74 процента пчёл продолжили сворачивать туда, где раньше лежало угощение.

Потом учёные переключили поляризационные фильтры, сначала на прямой выход вместо верного правого, а потом на левый. Большая часть пчёл (56% и 51%) последовала новым световым указателям. Оставшиеся — распределились между двумя неверными коридорами.

Опыт был обставлен так, чтобы полосатые испытуемые не могли использовать для ориентации в пространстве иные приметы — пахучие метки или простые световые блики. Да и самый простой способ достичь цели (следовать правилу «лететь до перекрёстка, затем повернуть направо»), далеко не обязательно срабатывал. Получилось, что именно поляризация лучей говорила насекомым — куда лететь за едой.

Опыт с пчёлами, конечно, ничего нам не скажет о секрете древних мореплавателей. Но зато он напоминает, что нередко для решения похожих задач и люди и животные выбирают сходную тактику. Результаты двух новых исследований опубликованы в одном номере Philosophical Transactions of the Royal Society B: «детективы» с викингами и с пчёлами удачно совпали во времени.

Протяжённостью в тысячи километров, перемещаясь между поселениями в Исландии и Гренландии. Причём они не пользовались компасами. Исследователи давно теряются в догадках, как храбрым скандинавским мореходам удавалось из раза в раз совершать такого рода подвиги, особенно с учётом погодных условий региона.

Группа венгерских учёных решила получить ответ на этот вопрос, и для этого они обратились к компьютерному моделированию и ".

Согласно историям о викингах, ориентироваться на местности им помогали так называемые солнечные камни. Как гласит предание, подобные камни помогали определять положение солнца, даже если оно было скрыто за облаками. Проблема в том, что учёные не обнаружили ни один подобный камень в местах кораблекрушений викингов.

"На самом деле, это всё только лишь предположения", — говорит биохимик Стивен Хардинг (Stephen Harding) из Ноттингемского университета, не участвовавший в исследовании. Впрочем, он тут же добавляет, что одним из возможных доказательств существования солнечных камней может считаться беловатый минерал, найденный рядом с другими навигационными инструментами в месте кораблекрушения 16 века.

Тут сделаем небольшое отступление. Речь идёт о 1592 годе, когда неподалёку от острова Олдерни в проливе Ла-Манш затонул один из английских кораблей, плывший к берегам Франции для участия в борьбе с испанским флотом. Четыре века спустя водолазы подняли со дна Английского канала на поверхность фрагменты корпуса, снаряжение и оружие. В числе находок оказался минерал белого цвета в форме ромбоэдра размером с небольшой кусок мыла. Авторы проекта "Вести.Наука" (сайт) подробно той находки. По всей видимости, этот минерал действительно использовали для навигации.

По мнению Хардинга, есть все основания предположить, что английские моряки переняли некоторые навигационные "трюки" у викингов, которые бороздили те же воды и совершали набеги на Британские острова столетиями ранее.

Но вернёмся к солнечным камням: даже если предположить, что такие камни существовали, каким образом они помогали викингам добраться из точки А в точку Б?

Ранее специалисты уже раскрыли способности нескольких типов минералов (особенно сверхчистых кристаллов кальцита, кордиерита и турмалина) поляризовать свет . В этом случае свет, проходящий через кристалл, делится на два луча (поляризованный свет имеет другую траекторию, отличающуюся от хода луча неполяризованного света). Если смотреть на небо сквозь кристалл и вращать его, можно увидеть концентрические кольца вокруг солнца, и таким образом определить направление на светило. Причём камень позволяет отыскать местоположение солнца за облаками, большими дождевыми тучами или даже за горизонтом. Положение светила же даёт мореплавателям верную точку отсчёта во время длительных путешествий.

Теория теорией, но как такой метод работает на практике? Как отмечает один из авторов недавнего исследования биофизик Габор Хорват (Gábor Horváth) из Будапештского университета, предыдущие научные труды ответили положительно на вопрос о том, можно ли с помощью минералов осуществлять навигацию. Но любопытным учёным этого показалось мало: Хорват вместе со своим коллегой Денешем Сазом (Dénes Száz) включили данные предыдущих работ в компьютерное моделирование путешествий между Бергеном, Норвегия, и поселением викингов на юго-восточном побережье Гренландии.

Отмечается, что на такое путешествие могло уходить порядка трёх недель дневного плавания с учётом типичных скоростей кораблей викингов (11 километров в час).

Кристалл кальцита, как на фото, возможно, и был тем самым солнечным камнем викингов, который позволял мореходам успешно путешествовать на столь дальние расстояния.

В своей работе , опубликованной в научном издании Royal Society Open Science, авторы пишут: используя данные, полученные в более ранних экспериментах, они определяли успех навигации при помощи "солнечных камней". Учёные сымитировали 3600 походов из Норвегии до Гренландии, учитывая различную облачность в летнее солнцестояние и весеннее равноденствие. Проще говоря, специалисты хотели понять, как быстро (да и вообще могли ли) викинги достигать Гренландии при различных погодных условиях в зависимости от способов навигации (типа камней) и частоты их использования.

Поясним, что весеннее равноденствие - это предполагаемое начало сезона путешествий викингов в открытом море, а день летнего солнцестояния — самый длинный день (с самой короткой ночью) в году в соответствующем полушарии.

Исследователями учитывались три фактора: облачность (которая менялась в течение дня), тип кристалла, используемого в качество солнечного камня, и как часто мореходы использовали его. Каждый раз, когда мореплаватель "консультировался" с солнечным камнем, имитируемый корабль корректировал курс в случае необходимости.

Получилось, что, если мореходы "снимали показания" каждые четыре часа, то их корабли достигали Гренландии в 32-59% случаев. Но стоило им сверяться с камнем каждые пять-шесть часов, как шансы достичь суши за положенное время заметно снижались. А те, кто сверялся с камнем каждые три часа и чаще, со 92-100%-ной вероятностью достигали нужных берегов.

Все три типа изученных кристаллов (кальцит — форма карбоната кальция, кордиерит — силикат, богатый железом и магнием, и турмалин — силикат, богатый бором) оказались одинаково полезными, если ими пользовались каждые три часа или с меньшим промежутком. Если интервал увеличивался - до пяти-шести часов - то чуть лучшие результаты показывал кордиерит, а вот кальцит, минерал, известный как исландский шпат , был менее пригодным, чем другие камни.

Тем не менее, заключают учёные, все три кристалла были бы бесценными инструментами в опасных морях Северной Атлантики, и, по всей видимости, какими-то из них и пользовались знаменитые викинги.

Результаты моделирования показали, что подобная навигация действительно эффективна как в дни весеннего равноденствия, так и в дни летнего солнцестояния даже в облачную погоду. Конечно, если моряки определяли направление не реже одного раза каждые три часа (независимо от типа "солнечного камня"), подводят итог авторы работы.