以下の項目は英語版の Wikipedia の項目の翻訳からなっています。 最初は「船乗りのアストロラーベ」から始めていたのですが、 色々なページを見るうちに「アストロラーベ」と「船乗りのアストロラーベ」を 混同している頁をいろいろ見ることとなり「アストロラーベ」も加えることにしました。

「アストロラーベ」を陸上のナビゲーションに使用することもできますが、 これはアストロラーベの裏の面についている機能で、天体の高度を測る機能です。 表の面は緯度に依存しています。複数のティンパンを携行することで 複数の緯度に対応することも可能ですが、あまり自由度はないと思います。 アストロラーベの表面の基本的な用途は夜間の時計 (日時計の夜版) と考える方が正しいと思います。

「アストロラーベ」の裏面の天体の高度を測定する機能に特化したのが 「海洋アストロラーベ」です。(だから洋上では表の面はあまり役に立たなかった。) 元々の「アストロラーベ」も洋上で使用されたようですが、 ここから派生した「船乗りのアストロラーベ」の変容ぶりから考えて、 「アストロラーベ」の裏面は洋上ではほとんどは役に立たなかったことが確実です。

航海術はナビゲーションの訳として使っていますが、別にこれは海の上に限るわけではありません。 例えば砂漠の横断のような場合がこれに該当するし、シルクロードの長距離旅行も該当するはずです。 この場合にはアストロラーベが有効であったのかもしれません。

このページを書くきっかけは 2010 の 4 月に奈良国立博物館で「大遣唐使展」を 見物した際に、ガイドらしき人が「遣唐使船は外洋船」で 「遣唐使船では北極星の高度が一定になるようにして航海したのに相違ない」 とまくしたてていたためです。 どちらもあからさまな嘘で、あまりな嘘に非常に腹が立ちました。 しかしそのうち、どうでもよいと思うことになりました。 但し、ヨーロッパの船は洋上でどのようにして緯度を測量したのか、 あるいは一番最初に緯度、経度を決定した方法はどのようなものであったのか非常に 疑問となりました。 上の翻訳ページを読めば、これがどのようにしてなされたのか理解できます。 (但し「海洋クロノメータ」に関しては予備知識が必要なので 時計の話に入れてあります。) またその過程で「航海術」は基本的には「天文学」がないと 成立しないことが明らかとなります。 そのため古代の天文学のページを別に作ることにしました。

経度に関しては「経度の歴史」を読めば、概要がわかり、四分儀などの装置も各々のページを読めば十分です。 しかし「推測航法」に関しては読み過ごしやすいので、以下で少し整理しています。 「推測航法」がある程度理解できると、それ以前のナビゲーションの方法も見当がつくので、 それも整理することにしました。

羅針盤があれば、かなり色々なことができそうですが、 羅針盤がなければ、どのようにしてナビゲーションをしたのでしょうか ?

帆船では風は必ずしも都合の良い方向から吹いてい来るわけではないので、 特別な帆走方法が必要となります。 帆船は正面からの逆風に立ち向かうことはできませんが、斜め前方 (例えば 45°) からの逆風が あっても前進することができます。 従って、ジグザグに前進すれば、どのような風向きでも望みの場所に行くことができます。 つまり何度も方向転換をします。 この方向転換のことを タッキングと呼びます。これは キール (竜骨) が付いていないとやりにくいと思われます。

コンパス (方位コンパス)の「中世ヨーロッパ」の記述から、 コンパスが登場するまでは帆船は岸沿いに帆走したことが読み取れ、 またマルテロイオの方法 は陸地が見えない時にコンパス (方位コンパス) を使用して、タッキングをする方法に他なりません。しかしこれより前にはどうだったのでしょうか ?

キール (竜骨) やタッキングはいつ頃からあるのかは上の Wikipedia の翻訳からはわかりません。 しかし、 オケオ (現在のホーチミンシティーあるいはサイゴン) は一世紀から六世紀まで交易で栄えた港で、 このような港ができるためには、キールを備えた船がタッキングにより航行していることが必要です。 オケオは恐らく中国から来る船と、インドないしはローマ帝国から来る船が同時に往来したはずなのです。 東から来る船にとって、西からの風は逆風で、西から来る船にとって、東からの風は逆風なのです。 従って、逆風を遡上することは当時の船で可能であったはずです。 オケオは東洋ですが、地中海沿岸には交易で栄えた港は古くから随分ありますから、 タッキングのような基礎技術は当然知られていたはずです。

では、この時代には帆船はどのようなコースを取ったのでしょうか ? タッキングを何度もすると確実に方向を失います。 従って、陸地が見える場所を航行する必要があります。 夜間で晴れていれば少々雲があっても方向は確定するでしょうが、 昼間で一応晴れていても、雲により太陽の位置が見えなくなることがあります。 突然の風向きの変化で方向転換する必要がある時に太陽の位置が見えなければ、 これは致命的なことになります。

丸い地球の中にヘロドトスが「歴史」の中で、 『ネコ 2 世 (Necho II, BC 610 頃 - BC 596 頃) の命による フェニキア人のアフリカ一周』 の話を記述していることが登場します。『紅海から出発してナイル川の河口に戻るまでのアフリカ一周には 3 年かかった』 そうです。これは恐らく沿岸のみを帆走したはずです。 方向を失う以前に、 外洋では貿易風や偏西風の影響で はるかかなたに流されてしまうはずだからです。 外洋を航海するには貿易風や偏西風のことをよく理解していないといけないためです。 この知識が一般的となるのがコロンブス以後のことと思われます。

「推測航法」の初期の方法に マルテロイオの方法と呼ばれるものがあります。 「推測航法」は Dead Reckoning の訳で、直訳すると「死の計算」となり、これは多分ジョークです。 推測航法では遭難することが多かったため、こういう風に呼ばれるようになったと思いますが、 Dead Reckoning は Deduced Reckoning の省略形で、Deduction は演繹（えんえき) と訳され、前提が与えられた時に 必然的に結論を得る方法です。 Deduction は「演繹」と訳すこともあるし「推測」と訳すこともありますが、 日本語の「推測」には「勝手な憶測」のようなことも想定されているため、 推測航法を誤解している人が多いようです。

推測航法には何をする必要があるでしょうか ? 論理的には極めて単純で、前進する時は必ず直進します。 要所要所で方向転換をして、方向転換してから、次の方向転換までの前進距離と、 方向転換した時の方位を記録するだけです。 これで全行程を演繹することができます。 これはリアル・タイムで可能でしょうか ? 計算機があれば無理なく行うことができ、 現代では慣性航法と呼ぶと思います。

計算機ではできるが、それを人間が可能とすることができるかという問題に対しての 解答が『マルテロイオの方法』です。

「マルテロイオの方法」では次が必要となります。

1. コンパス (羅針盤であれば更に都合がよい)
2. 三角法の表 (これは大昔からあり、イスラム世界では広く知られていた)
3. 砂時計 (時間の経過、従って帆走距離の計算)
4. ある港から別の港までのコンパスの方位と距離の記録 (ポルトラノ)

端的にいえば「マルテロイオの方法」は地中海におけるタッキングの方法です。(詳しいことは「マルテロイオの方法」を読んでください。) 方向転換 (タッキング) は頻繁にすることがなく、 数時間 (あるいは数日) に 1 度の割り合い程度だと思います。 色々なページを読んでみると、 当時の船乗りは 2 交替性で、 4 時間で交替をするようです。(昼夜これを続ける。) 方向転換をする際には帆の向きを全部変更する必要があり、 またこの時には、船の速度を測定する必要があります。 そのため、通常の方向転換は余剰の人員がいる見張りの交替時だけのようです。

狭い海峡では方向転換をかなり頻繁に行わなければなりません。 このような時にはどうすればよいかわかりませんが、 「マルテロイオの方法」は有効ではなくなります。 しかし陸地の目印から現在位置がわかるはずです。この点に関しては問題がない。

「マルテロイオの方法」の実際の計算は簡単な分数計算、もしくは図を使用する方法を用います。 従って、船乗りは現在高校で教えられる三角法を知っていたわけではありません。 これがこの方法の実に巧妙な点です。 しかし、少なくとも読み書きと計算ができないといけません。 読み書きができないと、船の速度と前進方位を記録できないのです。 また簡単な算術はどうあっても必要です。

当時のナビゲーターになるためには読み書きと計算ができないといけなかったのです。 しかも表示が簡単な数字 (アラビア数字) が必要でした。 これを可能としたのが 1202 年にフィボナッチが著した Liber Abaci (リベル・アバチ, 算盤の書) で、 これにより北イタリアに そろばん学校がたくさんできたのです。 商人やナビゲーターとなるためには「そろばん学校」で勉強する必要がありました。 Liber Abaci は当時のイタリアが切望していた本なのです。

「マルテロイオの方法」はいつ頃から使用されたかに関しては不明です。 (明白な証拠は 15 世紀のものしかありません。) 砂時計がヨーロッパでよく登場するようになるのが 14 世紀ですが、砂時計はすでに 8 世紀からヨーロッパでは知られている。 当時の船では従者 (page) が半時間で日時計をひっくり返します。 これにより時刻が航海日誌に書き込まれる。

港から港までのコンパスの方位と距離を記したポルトラノ (船乗りの手引書, 港の本) はほとんど秘密にされたようですが、 これから作成されるポルトラノ海図の製作は 13 世紀後半にジェノヴァで始まっています。 注意する点は、ポルトラノ海図と羅針盤だけでは航海することができないことです。 帆船が目的地に向かって直進できる場合は非常に少なく、ジグザグに前進しないといけないためです。 従って、ポルトラノ海図が作成されるようになった時点で「マルテロイオの方法」は知られていた可能性があります。

ある港から別の港までのコンパスの方位と距離を調べるには沿岸沿いの航海の記録から決定できることに 注意してください。これは現在でもヨットのナビゲーションで使用されているそうです。(「マルテロイオの方法」を参照。) 折れ線を直線に直すだけですが「そろばん学校」で勉強したイタリアのナビゲーターであればこれが可能だと思います。 このような作業をしているうちに「マルテロイオの方法」に気が付いた可能性があります。

コンパス + 三角法の表 + 砂時計 + ポルトラノ

が全部そろっていないと、コンパスによる効率の良い海上ナビゲーションができません。 初期の段階では沿岸沿いを帆走していたはずですが、これでは効率が落ちます。 効率を上げるためには陸が見えない場所を直線状に帆走する必要があります。 効率の良い海上ナビゲーションは貿易量に貢献し、これが増加するのが 13 世紀後半のイタリアです。 従って、13 世紀後半には「マルテロイオの方法」が使用されていたと憶測することができ、 更に記録が全然残っていないのは、 すべて秘密にしたからであろうと憶測することもできます (貿易の独占)。

マルテロイオの方法は完ぺきに見えます。しかし、ここには落とし穴があります。 13 世紀のイタリア、ジェノヴァのヴァンディーノ (Vandino) と ウゴリーノ・ヴィヴァルディ (Ugolino Vivaldi) の兄弟の探検隊がインドに向けて出発します。 しかし、ジブラルタル海峡を抜けた後は消息が不明となります。 結果から考えれば、理由は明白で大西洋では風と潮流の力が操船術を上まわっていたのです。 ジブラルタル海峡からアフリカの方向に進路を取れば、簡単には戻る術がなかったのです。

だから、この時点ではヨーロッパ人は大西洋では自由に帆走ができなかったのです。 次にポルトガルが登場します。ポルトガルはボルタ・ド・マールと呼ばれる方法を完成したのです。 この方法ではアフリカに船を進めた後で、直接逆方向に戻ることをせずに、 見当違いの北西に進路を進め、北緯 30° の亜熱帯無風地帯を何とか切り抜け、偏西風に乗ってポルトガルに戻ったのです。

この方法を北大西洋横断に全面的に取り入れたのがクリストファー・コロンブスです。 彼はアメリカ大陸の発見と同時に、ヨーロッパに戻る方法を知っていたのです。

強い風や潮流がある場合には風に逆らって帆走することが 不可能なようで、これは「クリッパー・ルート」を読めばわかります。 従って、羅針盤による推測航法が完全なものとなっても、 貿易風や偏西風のことが理解できなければ、 大西洋の横断が出来なかったのです。 帆船により大西洋の横断ができれば、太平洋の横断もできるようになり、 世界中の大洋を横断できるようになったのです。

なお 1492 年にコロンブスが新大陸を発見した時、四分儀を持参していますが、使用方法がわからず、これは使用しませんでした。 コロンブスは 4 回、アメリカに行きましたが、ようやく 4 回目にジャマイカの北海岸で停泊中に緯度 19° を 記録しました。以下に解説があります。

Columbus and Celestial Navigation

帆船が風上に遡上するにはジグザグのコースを取る必要性があり、 これは「マルテロイオの方法」の背景にあることです。 このような操船術はいつ頃から知られているのか少し疑問となったので「タッキング」と「ジャイビング」 も訳すことにしました。タッキングが可能となるためには「キール(竜骨)」や「ラダー(舵)」が必要と 思えるのでこれも訳すことにしました。

初期のラダー(舵)はステアリング・オール (操船用の櫂) でしかありませんが、 恐らくこれを使用しても帆船が風上に遡上できるであろうと思われます。 オケオのように海上交易で繁栄する場所ができるためには、 当然、帆船が風上に遡上できないといけないはずです。だから、 この時点ではタッキングは知られていたはずです。

また「ラダー」/「ラダーの歴史」/「古代ローマ」の中に帆船の「引き舟」(タグボート) が 登場します。大型船をえい航するタグボートは港から出る時と、港に入る時のいずれかで必ず向かい風になります。 従って、このタグボートはタッキングをしているはずです (横からの風であれば話は別ですが、... ) １世紀前半に船尾搭載のラダーが古代ローマで普通なものとなっているようですから、 恐らくタッキングのような操作も知られていたと考えることができます。

しかし、タッキングのような操作はずっと古くから、 海上交易があった時代から知られていたと考える方がもっと自然ではないかと思います。

色々ややこしくなるので年表にまとめます。 「海洋クロノメーター」に関しては 「時の話」 の中に含めています。「琉球王国」のことに関しては 「沖縄と台湾」 の中に含めています。中国は貿易のために外国に赴くよりも、 周辺国が中国に対して朝貢貿易をすることを望んだようです。 (多分この方が宮廷の収入が増える。) そのため、ヨーロッパ人が東アジアに到達するまでの 200 年間、琉球王国は黄金時代を迎えたようです。 この時、中国の港で開放されていたのが福建省で、ここに至る時に尖閣諸島を通過しているはずです。 緊急時には避難場所になるはずで、琉球王国の貿易上で極めて重要な場所であったと思われます。 これは台湾が中国領となる前のことです。ヨーロッパが東アジアに到達してからは琉球王国の立場は芳しくなくなりますが、 中国は琉球王国の友好国であったと思われます。

アストロラーベ、 幾何学的四分儀、船乗りのアストロラーベは 外洋ではあまり正確に測定できないと思いますが、 カマル、 クロス・スタッフ、バック・スタッフ、デービスの四分儀、 八分儀、六分儀は基本にある原理はほぼ同じで、洋上での使用が 容易であると思います。 人間には三半規管があり、これにより船が揺れても体を上の方向に 向けることができ、水平線や太陽の方向は船が揺れても同じ方向にありますから、 向きをそろえる方式を洋上で使用することは容易であると思われます。 一方、船乗りのアストロラーベなどでは、 船が揺れると重りが揺れますからどうあっても観測は不正確になると思われます。 またカマルからクロス・スタッフができたとしても不思議ではない気がします。 高緯度地方ではカマルの使用が不可能ですが、 クロス・スタッフは高緯度地方でも使用が可能ですから、 クロス・スタッフはカマルの改良型となっており、クロス・スタッフはカマルから派生したと考えてよいようです。 より詳しいことは各項目をご覧ください。

装置の変遷

イスラム帝国で使用されたカマルは BC 400 年頃の天文学用のクロス・スタッフ から派生したものと思われています。 従って、紀元前の装置から長い歴史を経て現在の六分儀となっているのです。 突如として精密機械が登場したのではない。

遣唐使船は平底の船ですから、キール (竜骨) がなく、 当然タッキング (向かい風の時の方向転換) ができません。 常に順風でしか帆走できないのですから、 陸地に沿った帆走にはとても時間がかかるはずです。 この間の事情は紀貫之の 土佐日記 からも判断できます。 わずか 300 km の行程に 55 日間もかかっています。 沿岸部では昼間は海から陸に風が吹き、夜間はこの逆になります。 このような風は沿岸部を帆走する船にとって、 横から吹いてくる風です。帆船であればこれは利用可能な風のはずです。 紀貫之の船がこの風を利用していないことは確実ですから、 紀貫之や遣唐使船では横風も利用できない極めてお粗末な船、 おそらく帆船とは言えないお粗末な代物です。

従って、遣唐使船が東シナ海を横断しようとした理由が明白となります。 陸地に沿った帆走で、常に順風の時のみにしか帆走できないのであれば、 とても時間がかかることになるからです。 だから、東シナ海を横断しようとしたのです。 外洋を選んだのは操船術がなかったためなのです。

しかも、致命的な問題があります。 キール (竜骨) がないため、直進性に欠け、 舵がついていても簡単に操船できなかったことが確実です。 そのため、1 年のある時期に、継続的に風が東から西に吹く時に 出航したのです (帰りはこの逆)。 だから緯度を測定することができたにせよ、これは無意味です。 まともに操船できないからです。

平底の船と言えるものに佐渡の「たらい舟」があります。 遣唐使船は「たらい舟」に帆をつけたようなものと考えてよいのではないかと 思います。海が荒れなければ、そして常に同じ方向から風が吹いてくれば、 これでも東シナ海を横断できるかもしれません。 乗り心地も、おそらく「たらい舟」と同じようなものと思われます。 キール (竜骨) がないため、安定性がなく、常に揺れる。 観光用の「たらい舟」では笑って済ませることでしょうが、東シナ海では笑いごとではない。 またキール (竜骨) が付いていないため、強度も不足し、 洋上ではきわめて壊れやすい。

日本人による海外交易に関しては、朱印船が有名ですが、 朱印船 - Wikipedia によると、

とあり、日本人は航海術をマスターしていなかったと思われます。 日本には天文学らしい天文学がなかったようですから、これはほぼ自然な結論です。 又、日本人で外洋船を自力で扱うことができたのは、明治維新前までは琉球の人だけであったことも確実です。 (琉球王国を参照のこと)

江戸時代にはある程度まともな帆船があったようです。 竜骨はついていなかったようですが、タッキングがある程度はできたと思われます。 物資の輸送に船を使用していましたから、ある程度のことはできたはずです。 土佐日記みたいにひどい状態だと、物資の輸送に船を使用する意味がないからです。

舵はどうも、中国の舵の真似のようです。 色々なことがすぐわかりそうですが、整理することがとても大変なので、ここではこれ以上触れません。 しかし、帆船の造船に関しても、日本の方が落ちることは火を見るよりも明らかなのです。 その理由は、ヨーロッパでは国境を越えた影響があり、知識が伝播するスピードが速い。 日本では技術がすべて秘密にされ、すべて先祖伝来か、弟子入りして技術を盗むしか方法がなかった。 これではいくらすぐれた技術があっても、それが伝播するスピードはとても遅くなり、 またその痕跡も簡単に消えてしまいます (恐らく書籍の形で残っていない)。 そのため和船の製造技術も現在ではほとんど残っていないと思われます。残っている部分はごく一部分のみ。

日本人による外洋航海では、幕末に勝海舟が咸臨丸で渡米する話が有名ですが、 ナビゲータは外国人が務めているはずで、勝海舟はアメリカに連れて行ってもらっているだけなのです。 この時代には外洋航海はすでに海洋クロノメータによるものとなっているはずですが、 海洋クロノメータの時刻合わせをするためには天文台が必要で、 恐らく当時の日本ではそれが可能ではなかったと思われます。 咸臨丸には米国人が同乗しており、その人がすべての指揮をし、 使用した海洋クロノメータも米国で時刻合わせをしたものを使用したのに相違ありません。

安全な外洋航海を実現するには、天文台も海洋クロノメータも必要です。 天文台には望遠鏡が必要で、日本が欧米並みの組み合わせレンズの製造能力を持つのは 1960 年代です。 クロノメータに関しても、日本で製造が可能となったのが クロノメータ― -- Wikipedia によれば 1960 年代のようです。従って、すべて輸入品が頼りであった。 こうなると、これ以外にも輸入品であった可能性のあるものが出てきます。 それは六分儀です。六分儀に精密な目盛りを付けるにはデバイディング・エンジンが必要で、 これは時計製造の精密技術の派生と思われます。 クロノメーターが製造できないのに超精密な六分儀が製造できるはずがない。 従って、戦前の日本では自国の技術のみではとうていナビゲーションが可能ではなかった。 (戦艦大和でも輸入品のクロノメータと輸入品の六分儀を使用したはずなのです。 第二次大戦頃の日本は精密機械の製造で欧米に何世紀も遅れを取っていると思われます。 武器弾薬の製造ぐらいしか能力がない。)