мерила и не знаем ни его общей длины, ни общего количества делений на каждой шкале, то найденные средние размеры могут рассматриваться лишь как приближенные к истинным (рис. 29).
Рис. 29. Уцелевшая часть мерила (мерного жезла). Новгород, нач. XIII в. Развертка всех четырех граней.
Наличие трех разных шкал на одном бруске может указывать на то, что данное мерило было предназначено не для торговли, а для архитектурных промеров и расчетов. Мне уже приходилось писать о том, что в древней Руси одним и тем же лицом одновременно применялись разные виды саженей: так, Софийский собор в Новгороде измеряли «внутри главы кругом, где окна» в прямых саженях, а высоту собора внутри — «от спасова образа ото лбу до моста [пола] церковного» в мерных саженях. Ширина засечной черты определялась в одной фразе: «25 сажен косых, а простых — 40 сажен» [165].
Как мне удалось установить путем изучения письменных источников, промеров и вычислений, основными видами саженей, употреблявшимися в древней Руси, были следующие:
мерная сажень — 176,4 см;
великая сажень — 249,46 см;
прямая сажень — 152,76 см,
косая сажень — 216 см [166].
Сажени делились по простому принципу на 2, 4, 8, 16, 32 («полусажени», «локти», «пяди», «пясти», «полупясти»).
Самым странным и необъяснимым на первый взгляд кажется одновременное применение двух (а как свидетельствуют архитектурные обмеры, и трех) различных мер, носящих одно название сажени.
Разгадка архитектурной многомерности заключается в тех геометрических соотношениях, которые сознательно были заложены в этих мерах. Первое, на что я обратил внимание при систематизации мер, это группировка их в две пары, где одна сажень была стороной квадрата, а другая — его диагональю: 216 (диагональ) = 152,76 √2; 249,46 (диагональ) = 176,4 √2. Диагональный характер сажени выразился даже в ее наименовании — «косая» в отличие от стороны квадрата «прямой» или «простой». Второе наблюдение относится к взаимосвязи всех четырех указанных выше саженей, образующих единую геометрическую систему [167], простейшим выражением которой может быть прямоугольник с основанием, равным мерной сажени 176,4 см, и высотой, равной половине диагонали квадрата в мерную сажень, т. е. равной «великой полусажени» (124,73 см). Диагональ прямоугольника — косая сажень (216 см), а диагональ половины прямоугольника — прямая сажень (152,76 см).
Установив это геометрическое соотношение основных древнерусских мер, я в своих статьях 1949 и 1957 гг. [168] недостаточно раскрыл практическую потребность в такой сложной системе мер. Восполню этот пробел здесь. Можно привести четыре вида архитектурных расчетов, выполнение которых значительно облегчалось системой четырех саженей.
1. Наши четыре сажени дают две пары мер, связанных между собой отношением золотого сечения (38,2:61,8); косая полусажень относится к мерной сажени почти точно также, как мерная к сумме обеих мер — 108:176,4 ≈ 176,4:(108+176,4). Таково же отношение прямой сажени к великой. Как видим, пары, связанные отношением а: а√2 (прямая и косая; мерная и великая), здесь сводят все четыре меры в единую систему. Интерес к пропорциям золотого сечения усилился у русских зодчих со второй половины XII в., проявившись особенно ярко в церкви Покрова на Нерли [169].
2. Значительно более важным практическим свойством этой метрологической системы является наличие двух пар с соотношением а: а√2. Для построения точных квадратов с точными углами в 90° зодчему очень удобно было использовать это свойство мер. Достаточно было приблизительно, на глаз, построить необходимый квадрат в прямых или мерных саженях, чтобы при помощи такого же количества саженей, но косых (в первом случае) или великих (во втором случае), получить диагональ квадрата, необходимую для выверки углов.
Не лишено вероятия, что самое изобретение мер с таким иррациональным соотношением было вызвано необходимостью построения геометрически безупречных квадратов при обрисовке плана зданий. Правда, для этой цели было бы Достаточно только одной пары мер с соотношением а: а√2.
3. Зодчему, начавшему возводить стены на основе точно размеченного квадрата, могла потребоваться проверка правильности объема здания. Для этой цели ему необходимо было знать диагональ куба а√3. Система четырех саженей выручает и в этом случае: диагональ куба со стороной в одну прямую сажень равна (с точностью до одного десятичного знака) полутора мерным саженям; диагональ куба со стороной в одну мерную сажень равна (с той же точностью) двум прямым саженям. Диагонали кубов со стороною в косую или великую сажень будут соответственно выражены в великих и косых саженях.
Как видим, здесь в любом отдельном случае необходимы три меры из системы, т. е. нужна не одна пара, а система мер.
4. Практическое удобство системы геометрически сопряженных мер проявилось в применении разных пар саженей при постройке фундамента и наземных стен. Это удалось выявить в процессе анализа фундамента тмутараканской церкви Мстислава Владимировича 1023 г. (мои раскопки 1954–1955 гг.), где сохранилось много разметочных кольев архитектора, предназначенных, как для разбивки каменного фундамента, так и для обозначения наземных кирпичных стен. Колья второй группы были выведены в специальных пазах поверх фундамента и явно предназначались для разметки наземных стен здания. Фундамент был построен в мерных саженях, и зодческой расчетной лабораторией являлся квадрат 6×6 мерных саженей, внутри которого находились те элементы будущего здания, которые требовали наиболее сложных и точных расчетов: подкупольное пространство и апсиды. Мера, примененная здесь, — античная боспорская оргия в 176,4 см, ставшая впоследствии русской мерной (т. е. основной) саженью. Кроме мерной сажени, в расчетах фундамента участвовала и великая сажень в 249 см.
Как показывает ближайшая точная аналогия таманской церкви — церковь Иоанна Предтечи в Керчи, при разметке наземных стен архитектор тоже обозначал в плане квадрат, но не в мерных, а в прямых саженях. Таким образом оказывалось, что второй квадрат был много меньше первого (5×5 прямых саженей), и, кроме того, он был сдвинут к западу, так как на этом этапе строительства возведение апсид уже не представляло трудности, а опоры купола (тонкие мраморные колонны) требовали максимальной точности всех расчетов. Центры колонн находились точно на диагоналях второго, малого, квадрата.
В итоге мы видим применение трех видов саженей, входящих в нашу систему: фундамент строился при помощи мерной сажени и ее диагонали — великой сажени (которой могли не только отмерять элементы фундамента, но и проверять углы квадрата). Стены возводились с применением сажени из второй пары — прямой. Косая сажень (из этой пары) в данном случае могла и не применяться, так как стены укладывались на выверенный точный фундамент, а для диагонали куба нужна была не косая, а мерная сажень. Зодческий минимум — три сажени из четырех; причем оптимальным подбором является тот, который наблюдается в Тмутаракани и Керчи:
а) мерная сажень (общие габариты фундамента, ширина кладки
