以下の文書は次の最初の部分の翻訳です (測量の部分は省略した)。使用している絵も英語版の Wikipedia のものです。
Jacob's staff - Wikipedia (ヤコブの棒)
少し問題となるのが、多くのページで Jacob's staff の staff を「杖」と訳しているからです。
staff を杖と訳するのは誤訳です。最初はこれが誤訳であることの説明を書いていましたが、 実の所、古い観測装置や測量装置の説明を色々読んでいくうちに、至る所で staff が登場し、全て「棒」の意味で 使用していることが明白となり、 長々とした説明は削除することにしました。 このページに出てくるミラー・スタッフや別のページで扱う バック・スタッフがその一例です。
「ヤコブスタッフ」は色々な装置のことを指しますが、角度を測定する装置は「クロススタッフ」 と呼ばれることが多いようです。また測量装置を支えるための棒も「ヤコブスタッフ」と呼ばれますが、 これは伊能忠敬の測量装置に登場しており、そこでは「杖」と呼ばれています。 円周儀の訳注を参照。 スタッフの本来の意味は「棒」で、これが時には「杖」の意味になります (ウェブスターの英々辞書)。 オランダ語でも同じだと思われ、伊能忠敬の「杖」(あるいは測量装置の全て) がオランダから流入したことを強く示唆しています。 つまりオランダ語の staff に相当する言葉を翻訳する際に「杖」と訳した。
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| 4 つの横木の付いたヤコブスタッフ |
ヤコブ・スタッフ (ヤコブの棒) はクロス・スタッフ (十字棒, cross staff), ballastella とかフォア・スタッフ (前方棒, fore staff) あるいは balestilha とも呼ばれ、色々な物の名前として使用される。 これにより、命名されている物の目的を明白にしないと著しい混乱が生じる。 最も頻繁に使用されるものは次の 2 つである：
航海術においては、装置はクロス・スタッフ (十字棒、cross-staff) とも呼ばれ、 北極星や太陽の高度を測定することにより船舶の緯度を決定するために使用される。
ヤコブ・スタッフ (ヤコブの棒) が天文観測に使用される場合には天文放射棒 (radius astronomicus) とも呼ばれる。 クロス・スタッフ (十字棒) が凋落した現在では「ヤコブ・スタッフ」(ヤコブの棒) は主に測量器具を支える装置を意味する。
装置の名前の起源は定かではない。創世記 32:11 に登場する旧約聖書の長老のヤコブを指すものとする人もいる。 あるいはオリオン星座に似ているためこの名前があるのかもしれない。 オリオン星座は幾つかの中世の星図でヤコブとされているからである。 クロススタッフ (十字棒) と呼ばれるのは単に形が十字形をしているからである。
元々のヤコブ・スタッフ (ヤコブの棒) は 14 世紀に天文観測をするための単純な棒状の装置として発展をした。 プロバンス (Provence) のユダヤ人の数学者である レヴィ·ベン·ゲルション (Levi ben Gershon) により始めて記載されている。 しかしながら、発明したのは同時期にプロバンスに住んでいた ヤコブ・ベン・マキル (Jacob ben Makir) による可能性がある。 15 世紀の天文学者である ゲオルク・プールバッハ (Georg Purbach) による発明とする説は 多分正しくない、というのはプールバッハは 1423 年までに生まれていないからである。 このような説は同じ名前を持った異なる装置を指している可能性がある。 メイ (May) によると、装置の起源は紀元前 400 年のカルディア (訳注：古代バビロニアの地方) にたどることができる。
レヴィ·ベン·ゲルションがヤコブ・スタッフ (ヤコブの棒) を始めて記述したことは広く受け入れられているが、 中国学の ジョセフ・ニーダム (Joseph Needham) の説では宋朝の中国の科学者である 沈括 (Shen Kuo) が 1088 年に書いた「夢溪筆談」(Dream Pool Essay) の中でヤコブ・スタッフ (ヤコブの棒) を述べている。 沈括は古代の物に興味を持っていた古物愛好家であり、 江蘇省 の家の庭から古代の クロスボウのような道具を発掘し、 これには照準と目盛が付いており、 これにより遠方の山の高さを測ることに使用することができることに気が付き、 数学者が直角三角形を使用して高さを測ることにたとえている。 彼の書くことによれば、 山全体を見ると装置の距離が長くなり、 山の一部を見ると装置の距離が短くなる。 この装置には横方向の棒が付いており、 目の位置からより遠くに押し込む必要があり、 目盛は反対の位置から付けられていた。 ニーダムはこれに関しての現実的な応用に言及していない。
ルネッサンスの最中に、 オランダの数学者で測量技師であった メチウス (Metius) は 自分でヤコブ・スタッフ (ヤコブの棒) を開発したことで知られている。 ゲンマ・フリシウス (Gemma Frisius) もこの装置に改良を加えたことで知られている。 レギオモンタヌス として知られるヨハン・ミューラーは 15 世紀にヤコブ・スタッフ (ヤコブの棒) を 測地学や天文学における人気のある装置として製造している。
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| ヤコブ・スタッフ,
ジョン・セラー
(John Seller) の 「実用的な航海術」(1672) から |
もともとのクロススタッフ (十字棒) の形では、中央の棒には 長さを測るための目印が付いていた。 横棒 (crosspiece, 上の絵の BC の部分) は、トランソム (transom, 横木) とかトランスバーサル (transversal, 横断木) とも呼ばれ、中央の棒の上でスライドした。 より古い装置では横棒の端は切り落とされていた。 より新しい装置では端には真鍮の部品が付いており、 これに観測用の穴が開けられていた。 海洋考古学ではこれらの部品のみがクロススタッフ (十字棒) の遺物から見つかることがしばしばである。
測量をしたい角度の領域に応じて幾つかの横棒が提供されるのが一般的であり、 3 本の横棒が提供されるのが一般的である。 後世の装置では、複数の横棒の代わりに 終端を示すための留め具が付いた一本の横棒で替えられた。 これらの留め具は横棒に対称に開けられた 1 組の穴にセットされた。 これにより、同じ機能を持ちながら部品の数が少なくなった。 フリシウス (Frisius) のクロススタッフ (十字棒) では横棒の終端に、スライドする板金が付いていた。
ナビゲーターは中心の棒の一端を目の下のほおに付ける。 横棒の下の部分 B を水平線にあわせ (あるいは真鍮に開けられた穴を通して水平線に合わせ)、 横棒を調整して、横棒の反対の端 C を太陽の位置に向ける。 高度は中央の棒の横棒の位置を読み取ることによって決定される。 この値は、表から角度に変換される。
元々のクロススタッフ (十字棒) は海では使用されなかった。 ヨハネス・ヴェルナー (Johannes Werner) は 1514 年にクロススタッフ (十字棒) を海で使用することを提案し、 改良された装置が航海用に導入された。 ジョン・ディー (John Dee) がこれを 1550 年代に英国に導入した。 改良された装置では、棒には直接、角度で目印が付けられた。 この装置をヤコブ・スタッフ (ヤコブの棒) と呼ぶのは適切ではなく、クロススタッフ (十字棒) と呼ぶ方がよい。
クロススタッフ (十字棒) は使用が困難であった。 首尾一貫した結果を得るには、観測者は棒の端を正確にほおに当てなければならなかった。 観測者は異なる方向に位置する水平線と星を見る必要があり、 視線を一方から他方に移動するときに装置を動かしてはいけなかった。 更には太陽を観測するためにはナビゲーターは直接太陽を見る必要があった。 これは苦痛を伴い、太陽の正確な高度を得ることは困難であった。 幸運なことに船乗りたちは太陽のぎらつきを軽減するために横棒の先端にスリガラスを搭載することにした。
航海用の道具としてはこの装置はまもなく別のものにとって代わられた、 最初は バックスタッフ (後方棒、backstaff) あるいは四分儀でどちらも太陽を直接見る必要がなかった、 次いで八分儀、六分儀に取って代わられた。 バックスタッフ (後方棒) によって影響を受けたためと思われるが、ナビゲーターの一部はクロススタッフ (十字棒) を補正して、 バックスタッフ (後方棒) のように使用した。 板金が横棒の端と中心の棒の端に付け加えられた。 装置は」逆向きに使用され、横棒の上部の端の板金の影が中心の棒の端の板金に落ちるようにした。 ナビゲーターは装置を手に持ち、下部の板金と中心の端の棒の板金が水平線と重なるようにした。 横棒の端の板金による太陽の影と水平線をそろえることによって、太陽の角度が決定された。 これにより実際には装置の精度が増大した。ナビゲーターはもはや棒の端をほおに 正確に押し当てなくてもよくなったためである。
クロススタッフ (十字棒) の別の種類にスピーゲルブーグ (spiegelboog, 英語で Mirror staff, ミラースタッフ) と呼ばれるものがあり、 これは 1660 年にオランダ人のジュースト・ヴァン・ブリーン ( Joost van Breen) により発明されている。
最後にはクロススタッフ (十字棒) は多くの国でバックスタッフ (後方棒) と競争できなくなった。 操作性ではバックスタッフ (後方棒) の方が易しかったからである。 しかしながら、何人かの著者が正確性に関しては十字棒 (クロススタッフ) の方がバックスタッフ (後方棒) よりも卓越していることを 示した。(訳注：ここのクロススタッフ (十字棒) はミラースタッフのことと思われます。) バックスタッフ (後方棒) は 1731 年頃までには オランダ東インド会社 の船では許可されなくなったが、 八分儀も 1748 年まで許可されることがなかった。(訳注：オランダ東インド会社ではミラースタッフが使用されていた。)
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測量において、ヤコブの棒 (Jacob's staff) とは、ヤコブ・スタッフ (jacob staff) とも呼ばれ、 1 本の真っすぐな棒のことであり、 鉄以外の材質で製造され、地面に突き刺すために、終端がとがっていて、金属で覆われていた。 コンパスやトランシットを支えるために、ネジ (スクリュー) や時にはボールジョイント (玉継ぎ手、ball joint) が付いていた。
クロス・スタッフの用語も測量の歴史では違う意味を持っていた。 天体用のクロス・スタッフは角度を測定するのに使用されたが、 クロス・スタッフと呼ばれる 2 種類の装置も使用された。
過去には、多くの測量装置をヤコブ・スタッフに搭載して使用した。 これには次の装置がある。(訳注：どんなものか不明な場合には原語のままにしています)
幾つかの装置、例えば現在的な光学ターゲットは レーザーに基礎をおく測量において、 今でもヤコブ・スタッフに搭載して使用される。