INTERNACIONALNI UNIVERZITET U TRAVNIKU

EKONOMSKI FAKULTET

SEMINARSKI RAD IZ PREDMETA

JAVNE FINANSIJE

TEMA

Historija (povijest) geodezije

Mentor : Student i br. indeksa :

- -

Travnik, juni/lipanj 2015.

INTERNACIONALNI UNIVERZITET TRAVNIK INTERNATIONAL UNIVERSITY TRAVNIK

SADRŽAJ

UVOD............................................................................................................3

1. Historijski počeci geodezije.......................................................................4

2. Naučni počeci geodezije............................................................................5

3. Geodezija modernog doba.........................................................................7

ZAKLJUČAK..............................................................................................10

LITERATURA............................................................................................11

UVOD

Čovjek se interesovao za Zemlju još od vremena kada je evoluirao u svijesno biće.

Razni prirodni fenomeni koje je, često i sa strahom, oko sebe opaćao, uglavnom su određivali njegovo ponašanje i davali povoda za razvoj praznovjerja, raznih rituala i kultova.

Ali ovo je istovremeno stalno proširivalo njegova saznanja, što je rezultiralo iznenađujuće dubokim razumijevanjem nekih prirodnih fenomena, koje su nam drevne kulture i civilizacije ostavile u tako očiglednim oblicima kao što su spomenici (Stonehenge u Wiltshire, jućna Engleska, egipatske piramide i sl.), hramovi i gradovi (izgrađeni od strane centralnoameričkih Indijanaca), kalendari, itd.

Ti prirodni fenomeni često su tijesno povezani sa veličinom, oblikom i gravitacionim poljem Zemlje, i njihovo razumijevanje zahtijevalo je određeno poznavanje geodezije.

Čitav niz vijekova jedini način izučavanja geometrije Zemlje predstavljala su opaćanja Sunca, Meseca, planeta i zvijezda.

Stoga je isprva razvoj geodezije išao uporedo sa razvojem astronomije.

Zajedno sa astronomijom geodezija spada u najstarije nauke uopšte, a nesumnjivo je najstarija geonauka.

3

1. Historijski počeci geodezije

Za vrijeme grčke ere geodezija je smatrana jednom od najizazovnijih disciplina, i stoga su se njome bavili neki od najvećih mislilaca tog perioda. Prvi dokumentovani tragovi geodezije potiču od Talesa iz Mileta (625.-547. p.n.e), općtepriznatog osnivača trigonometrije. Njegov koncept Zemlje svodio se na tijelo oblika diska koje pliva po beskonačno velikom okeanu. Anaksimandar iz Mileta (611.-545. p.n.e.), inaće Talesov savremenik, imao je neštodrugačiju predstavu. Smatrao je da je Zemlja cilindrična, sa osom orijentisanom u pravcu istok-zapad. On je bio i prvi koji je koristio koncept nebeske sfere. Ova ideja preživjela je vijekove astronomskog mišljenja, i još uvijek važi za korisnu idealizaciju u pozicionoj astronomiji.Anaksimen, Anaksimandarov učenik, modifikovao je Talesov koncept konačnim okeanom koji se u prostoru održava pomoću komprimovanog vazduha.Učenje Pitagore (580.-500. p.n.e.) prvo je koje je promovisalo sfernu Zemlju, što jepredstavljalo ideju koja će preživjeti preko dva milenijuma. Rad njegove škole sintetizovao je kasnije Filolej (polovina petog vijeka p.n.e.), koji je takođe i prvi koji je predložio negeocentrični kosmos čiji je centar Hestija (centralna vatra). Pošto se po ovom konceptu Sunce i ostala nebeska tijela okreću oko centralne vatre, on se ne može nazvati heliocentričnim. Krajem šestog vijeka p.n.e., Hekatej iz Mileta sastavio je jednu od prvih poznatih karata svijeta.Ona živopisno ilustruje ograničeno znanje starih Grka, i predrasude koje su imali o svijetu. Otprilike u isto vrijeme Feničanin Hano (rođen oko 530. p.n.e. u Kartagini) oplovio je Afriku. Kao što je to slučaj sa podvizima i otkrićima mnogih istraživača kroz vijekove, tako su i njegova zaboravljena narednih 2000 godina.Astronomija je nastavljala da se razvija iako se često bazirala ne na opažanjima većna filozofskim pogledima na svijet. Anaksagora (500.-428. p.n.e.) prvi je uočio sferni oblik Mjeseca i objasnio dnevno kretanje Sunca i Mjeseca. Prvu kartu zvijezdanog neba uradio je Eudoks (408.-355. p.n.e.), koji je takođe znao skoro tačno trajanje sunčane godine (365.25 dana), što je vjerovatno vrijednost preuzeta od Egipćana.Herakleid (388.-315. p.n.e.) je predlagao koncept po kojem se barem Zemlja, Merkur i Venera okreću oko Sunca, modifikujući na taj način sto godina staro Filolejevo učenje. Takođe, smatrao je da se Zemlja okreće oko svoje ose.Prvi nagovještaj postojanja gravitacije dugujemo Aristotelu (384.-322. p.n.e.), koji jeuz to formulisao i danas važeći dokaz za sferni oblik Zemlje. Aristotelovo interesovanje za gravitaciju naslijedio je Strato (rođen oko 340. p.n.e.), nakon kojeg je dalje istraživanje moralo čekati sve do renesanse. Pitej (rođen oko 300. p.n.e.) je naslućivao da su nebeska tijela uzrok morske plime, ali je stepen tadašnjeg znanja bio nedovoljan da to poveže sa gravitacionim privlačenjem.Pošto je ideja o sfernom obliku Zemlje postepeno prihvatana, bilo je samo pitanjevremena kada će se u upotrebu uvesti sferne (uglovne) koordinate. To je konačno uradio krajem trećeg vijeka Dikerh (umro oko 285. p.n.e.).

4

On je takođe izradio vjerodostojniju verziju karte svijeta, na kojoj su prikazani krajevi južne Azije istraženi tokom vojnih pohoda Aleksandra Velikog. Ubrzo nakon toga Pitej je odredio prvu relativno tačnu astronomsku širinu (za Marsej).Dalji napredak u astronomiji povezan je sa imenom Aristarha (310.-250. p.n.e.), injegovim pokušajem da odredi dimenzije i rastojanja do Mjeseca i Sunca. Nekih pola vijeka kasnije, Eratosten (276.-194. p.n.e.) uvodi pojam nagnutosti Zemljine oserotacije. Hiparh (190.-120. p.n.e.) nam je ostavio prvu tačnu kartu zvijezdanog neba izrađenu u sistemu uglovnih koordinata, koji je danas poznat kao nebeski ekvatorski sistem.On se pridružio ideji precesije Zemljine obrtne ose, ali nikad nije prihvatio heliocentričnu hipotezu Heraklida, Aristarha i vavilonskog astronoma i savremenika Seleuka. Prošlo je nakon toga još 1700 godina prije nego što je neko ponovo počeo da razmišlja o heliocentričnom kretanju Zemlje.Vratimo se ponovo Eratostenu koji je sa geodetskog stanovišta najznačajniji od svihpomenutih. Eratosten, čovjek sa prestižnim položajem knjižara čuvenog Aleksandrijskog muzeja (institucija koja odgovara današnjem univerzitetu), može se nazvati pravim osnivačem geodezije. Danas se zna da je kasniji pokušaj Posejdona (135.-50. p.n.e.), koji se inače bavio i efektima atmosferske refrakcije, znatno lošiji od Eratostenovog. Eratosten je vjerovao u postojanje ogromnih okeana, što je na potvrdu čekalo čitavih 17 vijekova. Sa Posejdonom se praktično završila era originalnih mislilaca i eksperimentatora.Nakon toga geodezija stagnira nekih 1500 godina, osim povremenih kompilacija ilisinteza grčkih dostignuća. Jedini značajni izuzetak za vrijeme Rimskog carstva predstavlja uvođenje Julijanskog kalendara od strane Sosigena pod Julijem Cezarom sredinom prvog vijeka p.n.e.Ovaj kalendar, uz malu gregorijansku reformu 1582. godine, važi i danas.Krajem grčke ere neke od veoma važnih radova izvodio je grčki astronom KlaudijePtolomej (75.-151.), i objavio ih u monumentalnom dijelu o astronomiji i geodezijipoznatom pod svojim arapskim imenom Almagest. U podjednako važnom djelu o geografiji objavljenom 150. godine, Ptolomej je predstavio i novu kartu svijeta, neprevaziđenu narednih četrnaest vijekova. Karta međutim ne predstavlja nikakvo suštinsko poboljšanje 300 godina stare Eratostenove karte. U jednom aspektu čak je i lošija. Ptolomej je, naime, umjesto Eratostenove koristio netačniju Posejdonovu vrijednost Zemljinog poluprečnika. Kao ilustracija naučnog konzervatizma tog doba može poslužiti činjenica da Ptolomej nikada nije prihvatio heliocentričnu hipotezu u koju je vjerovalo nekoliko astronoma prije njega. Takođe nije prihvatao ni sugestiju putopisca Straboa (rođenog oko 63. p.n.e.) da mogu postojati i kontinenti za koje čovjek još ne zna.

2. Naučni počeci geodezije

Drevni narodi bili su sputavani u saznanjima o materijalnom svijetu prije svega svojimfilozofskim i religijskim vjerovanjima. U vijekovima koji su slijedili nakon pada Rimskog carstva, odnosno za vrijeme srednjeg vijeka, geodezija se zajedno sa mnogim drugim naukama tavorila pod skutima teologije.

5

Grčko učenje preživjelo je ovomračno doba uglavnom u arapskim verzijama, koje su u dvanaestom vijeku nekako pronašle put u Evropu preko Španije, i bile prevedene na latinski kao jezik ondašnjih intelektualaca. Kao što ćemo u nastavku vidjeti, povremeni naučni bljesci za vrijeme srednjeg vijekabili su veoma rijetki i uglavnom nezadovoljavajući. Persijanac Karazmi (rođen oko 780.), od čijeg je arapskog imena Al-Kvarizmi nastala riječ algoritam, ponovo je odredio veličinu Zemlje. Rezultat je bio 1.6 puta veći od Eratostenovog. Al-Kvarizmi, koji je takođe objavio i kartu svijeta sličnu Ptolomejevoj, ipak zauzimatrajno mesto u istoriji jer je uveo indijske cifre 1, 2, ... 9 u arapsku matematiku.Arapski astronom Albatenius (858-929) znao je dužinu godine mnogo tačnije odSosigena devet i po vijekova ranije. To je znao i Englez Rodžer Bekon (1210-1292), koji je predlagao reformu Julijanskog kalendara, odnosno dodavanje jednog prestupnog dana svake 128. godine.Stvari su počele da se pokreću tek u četrnaestom vijeku karakterističnom po probuđenoj radoznalosti i narasloj naučnoj smjelosti. Era velikih istraživanja se približavala i zahtijevala je nepristrasnu istinu kao preduslov. Novu viziju svijeta, nesumnjivo pod uticajem istraživanja Marka Pola u periodu 1271-1295, ponudio je Toskaneli (1397-1482). Ta karta, kao i Bekonova procjena rastojanja od Evrope do istočne obale Azije, bili su glavnimotiv Kolumbovog pokušaja da plovi zapadno, i nađe novi, svega 5000 km dugačakput do Indije.Najveća istraživanja obavljena su krajem petnaestog vijeka, Kolumbovim prelaskom Atlantika 1492. godine, plovidbom Vaska de Game oko Afrike 1497. godine i Magelanovom ekspedicijom oko svijeta između 1519. i 1522. godine. Sve bolje poznavanje geografije zahtijevalo je brži razvoj profesije kartografa. Kartografija je umjetnost prikazivanja finalnog proizvoda geodezije, pa se neki od poznatijihkartografa u istoriji moraju pomenuti. Među najpoznatijima je svakako Italijan Amerigo Vespuči (1451-1512), koji nam je dao prvu kartu sjevernoameričke pacifičke obale i po kome je kontinent nazvan. Drugi dobro poznati kartograf, često smatran ocem moderne kartografije, bio je Flamanac Merkator (1512-1594). On je veoma uspiješno odgovorio na potrebu navigatora za kartama sa najmanjim deformacijama.Iako je Eratostenova vrijednost Zemljinog poluprečnika bila konačno prihvaćena nakon Magelanove ekspedicije, stare navike su teško napuštane, pa su drugačije karte jošuvijek bile štampane sredinom šesnaestog vijeka.Znaci ponovnog oživljavanja geodezije mogu se uočiti sredinom petnaestog vijeka,kada se pojavio niz mislilaca koji su utrli put za Kopernika i Keplera. Među poznatijima bili su njemački kardinal Nikola od Kuze (1401-1464), koji je pisao odnevnom kretanju Zemlje i uveo pojam beskonačnog kosmosa, kao i italijanski umjetnik Leonardo da Vinči (1452-1519), koji je sugerisao mogućnost postojanja izostazije.Konačno, oko 1530. godine poljak Kopernik (1473-1543) objavljuje svoju heliocentričnu teoriju koja u samom početku uključuje sve planete.Ipak bitka sa teologijom još nije bila gotova. Tako, godine 1600. italijanski astronom Bruno (1548-1600) umire između ostalog i zbog toga što je imao iste poglede kao i Nikola od Kuze i Kopernik prije njega.

6

Priča o Galilejevom iznuđenom odricanju od heliocentrične teorije, takođe je dobro poznata.Izvinjenje je konačno stiglo u novembru 1979. godine od strane Pape Jovana Pavla II.Opažanja koja je vršio danski astronom Tiho Brahe (1546.-1601.), poboljšanje eksperimentalnih metoda zahvaljujući prije svega Italijanu Galileju (1564.-1642.), razvoj teorije vezan za ime Njemca Keplera (1571.-1630.), savršeniji instrumenti (kao što je teleskop), sve je to zajedno bilo potrebno da se konačno pobijede teološki pogledi na svijet. Ali u katoličkim zemljama inkvizicija spaljuje knjige Kopernika, Keplera, Galileja i ostalih pristalica heliocentrične teorije sve do 1822. godine, kada su konačno bili izbrisani iz Indeksa.Što se tiče geodezije, bogatstvo ideja koje je u međuvremenu naraslo predstavljalo je početak pravog naučnog uvida u gravitaciju, prije svega eksperimentom Holanđanina Stevina (1548.-1620.), kojim je dokazao ekvivalentnost međusobnog gravitacionog privlačenja dva odvojena tijela, i Galilejevom formulacijom prvog zakona mehanike. Ipak, Njutnova ideja o gravitaciji kao sili bila je još daleko.Godine 1615., Holanđanin Snelijus (1591.-1626.), izveo je prvu tačnu triangulaciju i sproveo prvo ozbiljno istraživanje refrakcije. Francuz Pikar izvodi 1670. prvo moderno određivanje veličine Zemlje. Njegova vrijednost za poluprečnik Zemlje od 6275km, prvo je poboljšanje Eratostena nakon 19 vijekova.Scena je konačno bila postavljena za najznačajnije otkriće ove ere, Njutnov zakon univerzalnog privlačenja iz 1687. godine, za koji se radovi Italijana Borelija (1608.-1679.) i Engleza Horoksa (1619.-1641.) mogu smatrati prethodnicom. Potreban matematički aparat već su pripremili Dekart (1596.-1650.), Lajbnic (1646.-1716.) i sam Njutn (1642.-1727.), koji je pored ostalog bio i profesor matematike na univerzitetu u Kembridžu. Napredak u razumijevanju gravitacije iznjedrio je i još dva donekle povezana otkrića. Krajem sedamnaestog vijeka Holanđanin Hajgens izumio je prvi uređaj na bazi klatna za tačno održavanje vremena, a Englez Bredli (1693.-1762.) otkriva nutaciju.Njutnova teorija gravitacije nije bila prihvaćena preko noći. Najugledniji protivnik bio je Njutnov francuski pandan, kraljevski astronom italijanskog porekla Kasini (1625.-1712.). Dok je Njutnova nova teorija predviđala da Zemlja bude spljoštena na polovima zbog centrifugalne sile prouzrokovane rotacijom, Kasini je smatrao da treba da bude spljoštena po ekvatoru. Nastavio je u to da vjeruje uprkos otkriću Francuza Rišera 1671. da je gravitacija slabija na ekvatoru baš kako je diktirala Njutnova teorija.Kako je teorija gravitacije sticala sve više poklonika, moralo je usljediti konačno razrješenje spora između Njutna i Kasinija. U godinama 1735.-1743., francuska akademija nauka organizovala je dvije ekspedicije za mjerenje meridijanskih lukova i odgovarajućih razlika širina. Jednu je uputila na ekvator, a drugu bliže polu.Ekvatorska ekspedicija otišla je u Peru (danas Ekvador) pod vodstvom Bugea.Druga, predvođena Mopertiusom (1698.-1759.) uključujući i mladog Kleroa (1713.-1765.), otišla je u Laplandiju. Rezultati dvije ekspedicije potvrdile su ispravnost Njutnove teorije. Uz to, Klero je u sklopu svoje teorije o rotirajućim fluidnim tijelima izveo kasnije i jednostavnu vezu između promjene gravitacije duž meridijana i spljoštenosti Zemlje.

7

3. Geodezija modernog doba

Sredinom dvadesetog vijeka dolazi do tehnološke revolucije. Na razvoj geodetskih instrumenata utiče prije svega pronalazak radara, izazvan inače potrebama odbrane za vrijeme drugog svijetskog rata.Otprilike u isto vrijeme pojavljuju se i prvi praktični elektronski računari, otvarajući do tada nezamislive horizonte u oblasti numeričke matematike. Uvođenje kompjutera nije samo ubrzalo geodetska računanja, već je i revolucionalizovalo razmišljanje geodeta. Rješenja problema, koja ranije zbog ogromne količine računskih operacija nisu ni pokušavana, postala su sada ne samo izvodljiva već i veoma laka.Vijekovima su horizontalni uglovi imali prednost nad dužinama zbog veće tačnosti ineuporedivo lakšeg izvođenja mjerenja. Međutim, ubrzo nakon rata, u široku geodetsku upotrebu ulaze dovoljno tačni i komercijalno dostupni elektromagnetni uređaji za mjerenje dužina. Ovi instrumenti, zasnovani isprva na polarizovanoj svijetlosti, zatim na radio talasima i konačno na laseru, u potpunosti su izmijenili sliku geodetskog pozicioniranja.Prethodnica vrtoglavog razvoja ekstraterestričkih metoda bili su eksperimenti uradio-astronomiji koji su kulminirali otkrićem pulsara i kvazara. Ovi udaljeni radio objekti emituju signale sa frekvencijom velike stabilnosti, i danas se koriste za razvoj tehnike radiointerferometrije.Lansiranje prvog vještačkog satelita bio je sljedeći džinovski skok za geodeziju. Po prvi put su geodete mogle koristiti aktivna i pasivna ekstraterestrička tijela za tačnopozicioniranje tačaka, a da se pri tome ne postavlja uslov njihovog dogledanja.Niske visine leta satelita pružile su mogućnost istraživanja geometrije Zemljinoggravitacionog polja pomoću direktnih mjerenja poremećaja satelitskih putanja. Sateliti su istovremeno postavili i novi zahtijev pred geodeziju: određivanje gravitacionog polja iznad Zemlje za potrebe prognoze satelitskih putanja. Još jednom je glavni korisnik ovih informacija bila vojska kojoj je poznavanje geometrije gravitacionog polja potrebno za računanje putanja projektila.Drugo dostignuće kosmičkog programa predstavljaju sistemi inercijalne navigacije ipozicioniranja. Ovi tehnološki kompleksni sistemi ostvareni su zahvaljujući prije svega izvanrednom poboljšanju tačnosti uređaja i senzora za mjerenje ubrzanja i određivanje pravaca. Za povećanje tačnosti najzaslužniji je spektakularni razvoj mikroelektronike.Lakoća i tačnost kojom su geodeti mogle određivati položaje tačaka i parametre gravitacionog polja vodili su novim primjenama, ali i postavili nove probleme. Ono što je na primjer ranije moglo biti zanemareno sada se pojavilo kao efekat koji semora obračunati. Druge discipline naglo su postale zainteresovane za geodetske metode i rezultate radi efikasnijeg istraživanja svojih fenomena. Primjeri takvih simbiotičkih veza geodezije su one sa geofizikom, kosmičkim naukama,astronomijom i okeanografijom.Veza geodezije sa geofizikom bila je posebno plodonosna još iz jednog razloga.Naime, kasnih šezdesetih godina konačno je gotovo jednoglasno prihvaćena hipoteza o pomjeranju kontinenata. U nekim dijelovima svijeta, brzina relativnih tektonskih kretanja toliko je velika da se direktno može mjeriti geodetskim putem. Geodezija je stoga postala glavni izvor geometrijskih informacija o ovom kretanju, i ta uloga joj je otvorila primjenu i u drugim područjima geodinamike.

8

Posljednji značajni razvoj geodezije koji moramo pomenuti odnosi se na more. Sve veća upotreba morskog okruženja u vidu eksploatacije resursa morskog dnapostavila je pred geodeziju zadatak pozicioniranja pokretnih i stacionarnih objekatana moru. U okviru te svoje uloge geodezija danas ima veliki značaj i u zadovoljavanju naraslih potreba za tačnom navigacijom.Savremena geodezija, koja iznova poprima nove dimenzije, neprekidno se suočavasa novim izazovima i stalno iznalazi nove tehnike i metode, i to je geodezija koju sampokušao da predstavim u ovom seminarskom radu.

9

ZAKLJUČAK

Geodezija je znanost koja se bavi izmjerom i kartiranjem zemljine površine i promatranjem njenog gravitacijskog polja i geodinamičkih pojava kao: pomicanjem polova, plimom i osekom, te kretanjem zemljine kore u trodimenzionalnom prostoru kroz vrijeme.

Osobe koje se profesionano bave geodezijom zovu se geodeti.

Slobodnim riječima možemo reći da je geodezija znanost koja se bavi izmjerom zemljine površine te prikazivanjem te površine izradom planova i karata.

Zajedno sa astronomijom geodezija spada u najstarije nauke uopšte, a nesumnjivo je najstarija geonauka.

Osnivačem geodezije smatra se Eratosten koji je uz Isaka Njutna dao jedan od najvećih doprinosa ovoj nauci.

10

LITERATURA

Petr Vaníček, Edward J. Krakiwsky, Geodezija: koncepti, Univerzitet New Brunswick, Beograd 1999. godine

11