книжный портал
  к н и ж н ы й   п о р т а л
ЖАНРЫ
КНИГИ ПО ГОДАМ
КНИГИ ПО ИЗДАТЕЛЯМ
правообладателям

Семен Бронников

История часов

Эволюция от солнечных до водородных

Потерянную минуту не может вернуть даже сама вечность.

Иоганн Шиллер

Предисловие

Когда человек осознал понятие времени, появилась необходимость его измерять. Человека уже не устраивали понятия ночи, дня, утра, вечера. Появилась необходимость делить день и ночь на отрезки времени, чтобы лучше ориентироваться в жизни. Стали появляться приспособления для измерения времени.

Прообразы современных часов появились в древнейшие времена. Солнечные, огневые, песочные и водяные часы постоянно развивались и улучшались. Именно они заложили основы гениальных изобретений средневековых механиков, более совершенными версиями которых мы пользуемся и сегодня.

Любопытно проследить исторический путь, который прошёл прибор для измерения времени, начиная от зари человечества вплоть до сегодняшнего дня.

Измерять время было важно нашим предкам ничуть не меньше, чем нам. Поэтому ещё более 4000 лет назад люди начали изобретать простейшие устройства для определения времени. Первым таким устройством стали солнечные часы. Они были известны в Древнем Египте, Греции, Риме, Китае и на Руси. Суть их проста: длина тени гномона (вертикального предмета) указывала дневное время. Но у них имелся существенный недостаток – они работали только в солнечную погоду.

Чтобы решить эту проблему для измерения времени, кроме солнца, стали использовать воду. Принцип водных часов (или клепсидры) заключался в том, что медленно вытекающая из сосуда вода заполняла резервуар. Кроме этого, широко применялись песочные и огневые часы.

Таковы были древнейшие устройства по определению времени. Но они показывали не привычные нам часы, минуты и секунды, а другие отрезки времени. Ведь в древности люди пользовались немного иными системами счисления. В Месопотамии, например, сутки делились на шестнадцать промежутков, в Египте на двенадцать, в Китае на десять. Кроме этого у разных народов были разные по количеству дней недели, месяцы и сезоны. В некоторых странах к тому же использовали промежутки времени в несколько лет: декада (10 лет) в Греции, индиктион (15 лет) в Риме, сарос (18 лет) в Вавилоне.

У наших предков была своя система счисления времени. Она отличалась гармоничностью, точностью и удобством использования.

Год назывался летом. Он включал в себя 365 дней, но славяне заметили, что наша планета заканчивает своё путешествие вокруг Солнца за 365 дней и 6 часов, и придумали для этого високосный год. Он назывался Священным летом. Для обычного и Священного лета в летописях существовали свои особые буквенные обозначения.

В лете было четыре сезона, а в них 12 месяцев. Кстати, само название «месяц» говорит о том, что славяне раньше пользовались лунным календарём. В разных регионах славяне использовали разные названия месяцев, но они обязательно совпадали либо с природными явлениями, либо с полевыми работами.

В месяце было 6 недель по 5 дней. Некоторые учёные считают, что дни недели назывались так же, как и сейчас, ведь их значение нетрудно разгадать: понедельник – после недели, вторник – второй день, среда – средний и так далее. А семидневная неделя появилась после принятия христианства.

Сам термин «часы» (clock) впервые вошёл в обиход в четырнадцатом веке как производное от латинского слова, обозначающего «звонок».

История часов делится на два больших периода. Первый – длиной в несколько тысячелетий, второй – меньше одного.

1. История возникновения часов, называемых простейшими. К этой категории относятся солнечные, водяные, огневые и песочные приборы. Период заканчивается изучением механических часов домаятникового периода. Это были средневековые куранты.

2. Новая история часов, начинающаяся с изобретения маятника и баланса, ознаменовавшего начало развития классической колебательной хронометрии. Этот период пока не закончен.

Впервые механические часы изготовили в Древнем Китае в VIII веке новой эры. Оттуда они попали в арабские страны, где были несколько усовершенствованы. С Востока в Европу схемы механических часов привезли с собой крестоносцы. Созданные в Европе механизмы были огромными и громоздкими, единственное место, куда их можно было установить – башня замка или собора.

Каждый новый век приносил новые изменения в механизм часов. Часы стали точнее и меньше, теперь их можно было разместить в комнате. А окончательно балансирный механизм часов сложился в начале XVIII века. В это же время в моду входят карманные часы, а чуть позже и наручные. Часовой механизм и в последующие годы постоянно совершенствовался и дополнялся разными устройствами: календарём, репетиром и другими. И хотя в XX веке механические часы начали вытесняться кварцевыми и электронными, они до сих пор служат человечеству.

Простейшие часы

Всему на свете свое время, всему под небесами свой час. Есть время родиться и время умирать, время сеять и время корчевать, время убивать и время лечить, время молчать и время говорить, время войне и время миру.

Библия

Живые часы

Еще в глубокой древности люди заметили, что растения способны показывать время. Как и все живые организмы, они обладают «биологическими часами», которые регулируют их жизнь. У растений есть своеобразные механизмы определения времени. Они возникли как результат их развития при определенных условиях на протяжении многих поколений. Цветы реагируют на чередование суточных периодов. Так что если вы остались без приборов, показывающих время, цветы вам подскажут, который час.

Суточные биоритмы наиболее заметно проявляются у растений с крупными цветками. В течение суток цветки таких растений периодически раскрываются и закрываются. Эту закономерность люди заметили очень давно. Ещё в Древней Греции и Риме на цветниках высаживали растения, цветки которых раскрывали и закрывали свои венчики в разное время суток. По таким «биологическим часам» определяли время, но, конечно, приблизительно, так как точность работы зависела от многих условий.

Человек заметил, что в зависимости от времени суток клев рыбы изменяется. Птицы пробуждаются в разное время суток и знаменуют свое пробуждение пением, поэтому они могут быть ориентирами во времени.

Движение звезд и планет, приливы и отливы, смена времен года служили своеобразными часами древнему человеку. Приглядываясь к явлениям природы, человек издавна умел упорядочивать свою жизнь в соответствии с окружающим миром.

Цветы и время

У растений в результате эволюции выработались биологические ритмы, определяющие их жизнь. Возникли они как результат развития многих поколений растений в условиях чередования периодов суток: утра, полудня, вечера, вечерних сумерек, ночи.

Эту ритмику особенно наглядно можно увидеть у растений, имеющих яркие цветки, отмечая время раскрытия и закрытия их на протяжении суток. Венчики цветков раскрываются с такой точностью, что по ним можно, как по часам, определять время суток. Способность растений «измерять» время была обнаружена очень давно. Уже в древние времена люди стали создавать подобие цветочных часов. Они высаживали в клумбы растения, цветки которых открывались и закрывались в разное время суток.

Цикличность, возникшая у растений на протяжении бесчисленных поколений, прочно закрепилась в наследственности. Все жизненные процессы подчинены суточным ритмам.

Первыми от ночного сна пробуждаются желтые цветки козлобородника, немного погодя раскрываются голубые цветы дикого цикория. К пяти-шести часам утра, с появлением первых лучей солнца, открываются цветки дикого шиповника, мака и одуванчика, полевого вьюнка и красной полевой гвоздики. Как только солнце взошло над горизонтом и осветило землю, раскрывает свои белоснежные венчики кувшинка. После полудня яркий цветочный покров теряет свои краски. Те цветки, которые раскрылись первыми, первыми и закрываются. К трем-четырем часам дня многие цветы уже начинают «засыпать» или «готовиться ко сну». В пять часов вечера складывает свои лепестки кувшинка, а шиповник держит свои цветы открытыми вплоть до захода солнца. Как только солнце опускается к горизонту и становится прохладнее, начинают оживать другие растения.

Такая периодичность цветения выработалась у растений постепенно и определяется не только солнечным ритмом, но и ритмом жизни насекомых, которые опыляют цветки. Когда насекомые находятся в состоянии покоя, цветки закрыты. Когда же насекомые начинают свой лёт, открываются и цветки. К вечеру многие из них закрываются, чтобы предохранить нежные органы от переохлаждения и попадания на них ночной росы или дождя. Большинство растений цветет в дневное время, но есть среди них и такие, которые цветут только вечером или ночью.

Растения реагируют на изменения в природе: на характер освещения в течение суток, степень увлажненности, температуру воздуха. У одних растений цветы раскрываются на восход солнца, у других на заход. Некоторые цветы распускаются вечером. Очень многие растения обладают интересным свойством раскрывать и закрывать свои лепестки довольно точно в одно и то же время, что зависит от того, какие насекомые – ночные или дневные – их опыляют, и от места обитания растений. Их жизнедеятельность также сильно связана с суточными ритмами освещенности в данной местности. Можно понаблюдать за временем, когда цветы распускаются и когда закрываются. По этим изменениям можно определить время, например в лесу, степи, горах и в любом месте.

• Бодяк огородный. Свои соцветия бодяк огородный раскрывает в 7–8 часов утра, закрывает в 14–15 часов.

• Вербена лекарственная. Цветок вербены лекарственной начинает раскрываться между 7–8 часами утра.

• Гвоздика полевая. Лепестки цветка гвоздики полевой раскрываются в 5–6 часов утра.

• Коровяк скипетровидный. Коровяк скипетровидный раскрывает свои цветки в 5–6 часов утра, а закрывает к заходу солнца.

• Кувшинка белая. Растение цветет с конца мая по август. В хорошую погоду цветки кувшинки белой появляются на поверхности водоема в 5–6 часов утра. К 18 часам закрывается и уходит под воду.

• Кислица обыкновенная. Ее листочки начинают распрямляться в 3–4 часа утра, а в 9–10 часов распускаются белые, реже розоватые цветки. В 18–19 часов они закрываются.

• Козлобородник луговой. Соцветия козлобородника полевого раскрываются с восходом солнца в 4–5 часов. Но вот на ваших глазах они стали торопливо закрываться и вскоре спрятали все свои язычковые цветки. Можете не сомневаться: сейчас 10–11 часов. И весь день они закрыты. По-видимому, за сходство нераскрытой корзинки с козлиной бородой растение получило название «козлобородник».

• Вьюнок полевой. «Граммофончики», то есть цветы вьюнка полевого открываются в 9–10 часов утра и лишь в 20 часов закрываются.

• Картофель. Растение цветет с конца июня по август. Примерно к 8 часам утра картофельное поле становится от раскрывшихся цветков белым или розовым (в зависимости от сорта). В 15–16 часов цветки закрываются.

• Лютик едкий. Лютик едкий раскрывает свои цветки в 7–8 часов утра, закрывает в 15–16 часов.

• Лен полевой. Цветет с июня по август. Цветки открываются в 6–7 часов, закрываются в 16–17 часов, в сырую и дождливую погоду не раскрываются.

• Календула (ноготки). Ноготки цветут долго, с начала июня по октябрь. Цветки раскрываются в 9 часов, закрываются в 15–16 часов.

• Кислица садовая. Цветки открываются в 9–10 часов, закрываются в 17–18 часов. Цветет кислица в мае и часто осенью во второй раз.

• Мать-и-мачеха обыкновенная. Цветы мать-и-мачехи раскрываются в 9–10 часов, а закрываются около 18 часов.

• Мак-самосейка. Цветет растение в июне-июле. Цветок живет два дня, затем опадает. Мак-самосейка раскрывает свои цветы на восходе солнца. Цветок раскрывается в 5–6 часов утра, закрываются в 20–21 час.

• Лилейник буро-желтый. Цветы лилейника раскрываются в 5 часов утра.

• Одуванчик лекарственный. Корзинки одуванчика в сырую погоду совсем не раскрываются, а в сухую открываются между 5–6 часами, а после 17 часов их уже и не заметишь среди сплошной зелени трав. Закрывается цветы после 17 часов.

• Осот. Цветет растение с конца июня до октября. Осот огородный раскрывает свои корзинки в 5 часов, закрывает в 11–12 часов. Если он вовсе их не раскрывает, то на следующий день можно ожидать дождя.

• Ослинник двухлетний. Цветки ослинника распускаются в темноте. Цветущее растение напоминает – свечу. Его называют «ночной свечой». Он распускается в 21 час. Каждому распустившемуся цветку суждено жить менее суток. Уже в 12–13 часов следующего дня, независимо от состояния погоды, его лепестки увянут.

• Сарана. Цветет растение в июне – июле. Цветки раскрываются в 5 часов, закрываются в 19–20 часов.

• Смолка обыкновенная. Растение – хороший медонос. Цветет в мае – июне. Раскрываются цветки в 10–11 часов и весь день весело сверкают рубинами среди сочной зелени. Они закроются лишь в 21–22 часа, когда зайдет солнце.

• Табак душистый. Цветы табака душистого раскрываются в 20–21 час.

• Торичник красный. Цветет с мая до сентября. Цветки раскрываются в 9–10 часов, закрываются в 14–15 часов.

• Фиалка ночная. Фиалка ночная распускает свои цветы в 21–22 часа.

• Цикорий обыкновенный. Цветет в июне-июле. Нежные голубые краевые цветки («лепестки») цикория обыкновенного раскрываются рано утром, в 4–5 часов, и уже к 10 часам засыпают. Поэтому растение красиво только в утренние часы.

• Шиповник. Цветки повернуты к солнцу. Цветки шиповника раскрываются рано утром, в 4–5 часов, когда восходит солнце. Цветок остается раскрытым до самого заката, закрываются в 19–20 часов. Его весь день посещают насекомые.

• Ястребинка зонтичная. Цветет она с конца июня до сентября. Корзинки раскрываются в 6 часов, закрываются в 17 часов.

• Ястребинка волосистая. Цветет ястребинка в мае – июне, иногда до осени. Корзинки раскрываются между 6–7 часами, закрываются в 15–16 часов.

Цветочные часы

У растений, имеющих яркие и крупные лепестки венчиков, наиболее отчетливо проявляются суточные биоритмы Цветки таких растений раскрываются и открываются периодически на протяжении суток. Эту способность растений люди заметили очень давно. Для каждой местности должны составляться свои цветочные часы, так как время цветения в разных местностях происходят не в один и тот же час; оно либо запаздывает, либо наступает раньше. Чтобы составить цветочные часы, следует произвести многолетние наблюдения над множеством растений. Время цветочные часы показывают только в ясный солнечный день, в дождливую же или пасмурную погоду цветы обычно не раскрываются вовсе или открываются в другое время.

Поскольку у большинства растений ритм цветения совпадает с определенным временем суток, Карл Линней разработал так называемые цветочные часы на клумбе, сгруппировав растения по времени раскрывания и закрывания. Он посадил на нее цикорий, шиповник, одуванчик, картофель, ноготки и другие цветы. Первые такие часы были установлены в городе Уппсала в Швеции, который находится примерно на 60-м градусе северной широты.

Самыми известными были цветочные часы в Швейцарии и Японии. Самые большие – в Москве. Цветы являются помощниками для человека в определении времени.


Часы Карла Линнея. Первые природные часы появились в Древнем Риме. Они представляли собой прямоугольную цветочную клумбу, куда высаживались растения, зачастую совсем не сочетающиеся по цвету или форме. Зато цветки закрывались и распускались в определенное время суток. Эта особенность помогает им защищать пыльцу от дождя и холода, а также открываться именно тогда, когда различные существа прилетают к цветкам.

В середине XVIII столетия идея древних римлян была доработана шведским ученым-ботаником Карлом Линнеем в Уппсале.

В 1755 году знаменитый шведский естествоиспытатель Карл Линней использовал этот феномен. Этот выдающийся ученый написал научный трактат «Сон растений». Карл Линней всю свою жизнь посвятил систематизации растений. Много лет наблюдал за растениями и обратил внимание на то, что растения можно сгруппировать по особому признаку – времени раскрытия и закрытия цветков, хотя в ночное время цветы закрыты, а с восходом солнца они открывают свои венчики. Карл Линней посадил в своем саду цветы-часы. На круглой клумбе он расположил растения в соответствии с временем. На этой цветочной клумбе росли цикорий и шиповник, одуванчик и картофель, ноготки и многие другие цветы. Ученый расположил насаждения по кругу в виде секторов. Растения, посаженные на каждом последующем секторе, распускались спустя час после предыдущего. С учетом того, что цветы на первом секторе распускались около 4 часов утра, данная конструкция позволяла определить время суток с точностью до часа.

Карл Линней мог определить время, увидев, какие цветки раскрыты. Даже при пасмурной погоде можно было точно определить время, если нет при себе часов.

Сад Карла Линнея стал очень популярен. Люди всех возрастов были заворожены необычным зрелищем раскрытия цветков в точно указанное время. С тех пор подобные клумбы стали высаживаться на городских улицах и приусадебных участках в качестве интересного украшения.


Цветочные часы в Женеве. Особенность цветочных часов в Женеве в том, что в их работе, кроме обычных механизмов, используются естественные биоритмы растений. Проще говоря, точное время на циферблате (кстати, диаметр цветочных часов в Женеве более пяти метров) показывают не только стрелки, но и растения. Для этого цветы в клумбах высаживаются в том порядке, в каком они распускаются, согласно своим биологическим часам. Конечно, все эти изменения происходят не ежесекундно, но понаблюдать за природными явлениями и работой механизмов все же очень интересно.

Над созданием цветочных часов работал не только ученый, трудиться пришлось садовникам, дизайнерам, флористам. Элементы дизайна и садоводства, являются настоящим символом часовой промышленности Швейцарии.

Цветочные часы в Женеве бесперебойно работают вот уже почти 60 лет. За состоянием часовых механизмов (они установлены под землей) следят швейцарские мастера, а цветы каждую ночь обновляет группа флористов. Этой замечательной достопримечательностью Женева обязана именитому ученому Карлу Линнею, который всю жизнь занимался изучением жизни цветов и создал первые в мире часы из растений. Идею Линнея воплотили в Женеве в 1903 году, а в середине 1950-х годов цветочные часы заменили на новые, которые по сей день радуют туристов в Английском парке.


Самые большие в мире цветочные часы в Москве. В 2001 году в Москве на Поклонной горе созданы часы из цветов. Россия покорила мир размерами цветочных часов. Диаметр их циферблата десять метров. Эти часы на 2001 год имели самый большой циферблат и были необыкновенной красоты. Они были занесены в Книгу рекордов Гиннеса.

Часы очень красивые. На цветочных часах высажено 7000 цветов. Часы имеют разный вид весной и летом, но всегда остаются очень красивыми.

Весной они оформлены розовой, белой, синей, желтой фиалкой Виттрока (анютины глазки).

Летом высаживается бегония вечно цветущая розового, белого и красного цветов.

Под цветочным циферблатом находится механизм, приводящий в движение стрелки. Часы имеют подсветку в ночное время. В настоящее время в Москве к 1 Мая традиционно появляются цветочные часы из анютиных глазок.


Цветочные часы Санкт-Петербурга. В 2003 году город Санкт-Петербург отмечал очень важную дату – 300 лет со дня основания города. К этой дате города Женева подарила цветочные часы. Они очень похожи на цветочные часы, созданные в Английском парке Женевы. Подаренные Женевой цветочные часы находятся в Александровском парке. Они очень красивые. Петербуржцы гордятся ими, часто бывают в этом месте, фотографируются, назначают свидания.


Цветочные часы на своем участке. Чтобы составить цветочные часы, следует произвести многолетние наблюдения над множеством растений и выбрать из них такие, цветение которых совершается в наиболее определённое время.

Необходимо найти открытую площадку, не загораживаемую от солнца. На выбранное пространство не должна падать тень от деревьев или построек.

Далее формируется циферблат. Площадка разбивается на 12 секторов и заполняется почвой. Каждый сектор можно отделить нецветущими многолетними растениями либо галькой.

Циферблат необходимо обособить от окружающих насаждений и газона. Для этого можно засыпать его камушками или гравием, окружить декоративным ограждением.

В каждую грядку-сектор высаживается рассада с учетом временного промежутка цветения. Цветы соседствующих секторов необходимо подбирать контрастного цвета.

Если для какого-либо сектора не получится выбрать раскрывающееся растение, его можно заполнить травой для газонов. Она будет удачно контрастировать с другими цветущими насаждениями.

Стоит предупредить, что создание цветочных часов – дело непростое. Зато чрезвычайно занимательное и познавательное. Особенно интересно их делать вместе с детьми, преподнося им наглядные примеры законов небесной механики и солнечной астрономии. Клумба-часы вряд ли будет особенно декоративна, так как для нее используют в основном дикорастущие виды растений, а они достаточно невзрачны. Но в отличие от культурных имеют свое индивидуальное расписание. Кроме того, время раскрытия и закрытия цветков у одних и тех же видов зависит от географической широты местности, погодных условий и естественной освещенности. Поэтому, выбирая их, необходимо тщательно выверить хронометраж. Обойдите окрестности с наручными часами и отметьте, у каких растений в вашей местности и в какое время цветки раскрываются и закрываются.

Пение птиц и время

Все живые организмы подчиняются суточному ритму, источником которого является вращение Земли. Жизнь животных связана с суточными и сезонными, приливно-отливными и годовыми ритмами. У многих животных есть внутренние ритмы или биологические часы. Птицы пробуждаются в разное время суток, и поэтому могут быть своего рода ориентирами во времени.

• Лесной жаворонок. Лесной жаворонок просыпается раньше всех и начинает свою песню. Он начинает петь в 1 час ночи. Живет в западной Европе.

• Соловей начинает петь в 2 часа. Пение очень звучное. Живет в Евразии, а зимует в Африке. Песня состоит из повторяющихся свистов и щелканий. Его песня состоит из нескольких колен. Каждое колено песни может повторяться несколько раз. Число колен до 12.

• Малиновка. Малиновка, или зорянка, начинает петь одной из первых птиц на заре. Ранним утром, в 2–3 часа, начинается ее «теньканье» и трескотня в лиственном, смешанном лесу и парках. Она селится чаще ближе к сырым местам. Малиновка одна из первых птиц возвращается в северные края.

• Жаворонок полевой. Просыпается полевой жаворонок в 2–3 часа.

• Горихвостка. Просыпается в 2–3 часа. Горихвостка водится в парках, садах, культурных ландшафтах. Ее пение напоминают громкую хриплую трель.

• Перепел. Начинает петь в 3 часа. Голос самца-перепела – ваваканье трижды, а затем «пить-пиль-пить». Самки «тю-рю-рюкают».

• Иволга. Иволга начинает петь в 3 часа. Она обитает в Евразии. Пение напоминает мелодичный свист. Он напоминает звук флейты. Песня иволги «фиу-лиу-ли» или «фитиу-лиу».

• Кукушка. Начинает свою песню в 3 часа. Самцы поют известную песню «ку-ку-ку», а затем переходит в глуховатый хохот. Самки более молчаливы. Ее трель «кли-кли-кли».

• Зяблик. Начинает петь в 4 часа. Песня начинается свистовыми звуками, затем трель с росчерком. Песня длится 2–3 секунды. После паузы в 10 секунд она начинается снова.

• Овсянка начинает петь в 4 часа. Голос не очень громкий, мелодичный. Ее песня «зинь-зинь-зинь-зии-циик». Когда поет, садится на самую верхушку.

• Щегол просыпается в 4 часа. Он исполняет 20 вариантов различных трелей.

• Крапивник начинает петь каждый день в 6 утра, независимо от восхода солнца, который смещается ежедневно на четыре с лишним минуты. Песня похожа на соловьиную. В песне звучные флейтовые тоны, несколько трелей с сухим треском.

• Скворец начинает петь в 4–5 часов утра.

• Петух кричит три раза. В прежние времена по петухам определяли время по утрам. В первый раз он кричит после полуночи, затем в два часа пополуночи, и в последний раз рано утром, примерно в начале пятого.

• Трясогузка просыпается в 5 утра.

• Воробей слишком поздно начинает свою песню. Он начинает петь в 6 часов утра. Пение – чириканье.

• Панамский тинаму. Тинаму заводит свою песню каждые три часа, как днем, так и ночью. Такой режим пения у него круглый год. Панамцы его называют трехчасовиком. У этой птицы существуют какие-то свои биологические ритмы.

Рыбы и время

У рыб имеются светочувствительные клетки, так называемый «третий глаз». Он к зрению не имеет никакого отношения. В полярных широтах рыба реагирует на свет с такой же способностью.

У рыб вся жизнь идет в соответствии со временем суток. Рыбы в суточном и сезонном режиме почти не ошибаются. Одни рыбы активны днем, другие в сумерки, третьи ночью. По клеву рыб можно определить время суток. Все рыбы очень сильно зависят от положения солнца и имеют свой четкий график, которому всегда следуют.

В зависимости от времени суток клев рыбы изменяется таким образом:

• Карась всегда прекращает клев за пятнадцать минут до восхода солнца.

• Карп может клевать около часа после восхода солнца.

• Щука, лещ и окунь клюют именно в утреннее время.

• Ерш и белый амур клюют днем.

• Карась, судак, линь и язь – активны от семи вечера до девяти.

• Щука, сом, жерех и форель – клюют ночью.

История солнечных часов

Типы солнечных часов

Различают солнечные часы экваториальные, горизонтальные, вертикальные (если плоскость циферблата вертикальна и направлена с запада на восток). Строились также утренние или вечерние (плоскость вертикальна, с севера на юг), конические, шаровые, цилиндрические солнечные часы, в зависимости от фантазии творца.


Экваториальные солнечные часы состоят из кадрана (плоскость с часовыми делениями) и гномона. Часовые деления на кадран наносятся через равные угловые промежутки, как на циферблате обыкновенных часов, а гномон обычно представляет собой металлический стержень, устанавливаемый на кадране перпендикулярно его поверхности. Затем кадран ориентируется в горизонтальной плоскости так, чтобы прямая, соединяющая основание гномона и часовое деление, соответствующее полудню, была направлена параллельно полуденной линии в сторону юга – для Северного полушария, или в сторону севера – для Южного полушария, и наклоняется относительно плоскости горизонта, соответственно, в сторону севера или сторону юга на угол α=90°-φ, где φ – географическая широта места установки солнечных часов. Кадран будет параллелен небесному экватору (отсюда – название этого типа солнечных часов), а поскольку небесная сфера в течение дня вращается равномерно, то и тень от гномона за любой час дня будет описывать равные углы (поэтому часовые деления и проводятся так же, как на циферблате обычных часов).

Главный недостаток экваториальных солнечных часов – то, что они, в отличие от горизонтальных, будут работать только от дня весеннего равноденствия до дня осеннего равноденствия (в Северном полушарии весеннее равноденствие – в марте, осеннее – в сентябре, в Южном полушарии весеннее равноденствие – в сентябре, осеннее – в марте). В остальную часть года они работать не будут, поскольку Солнце будет находиться по другую сторону от плоскости небесного экватора, и вся верхняя поверхность кадрана будет в тени.

Конечно, этот недостаток можно устранить, если сделать кадран в виде пластины, нанести часовые деления и на верхнюю, и на нижнюю поверхность, а гномон продолжить под пластину, но и тогда в дни, близкие к дню весеннего или осеннего равноденствия солнечные часы не будут работать – Солнце будет светить на пластину не сверху и не снизу, а сбоку.


Горизонтальные солнечные часы, так же как и экваториальные, состоят из кадрана и гномона. Однако в данном случае кадран устанавливается параллельно плоскости горизонта. Чаще всего гномон представляет собой треугольник, перпендикулярный плоскости кадрана, а одна из его сторон наклонена к ней на угол, равный географической широте места установки часов. Линия пересечения гномона и кадрана направляется параллельно полуденной линии – линии, вдоль которой в данном месте направлена тень вертикального стержня в истинный полдень.

Сохранились горизонтальные солнечные часы в городе Перт, Австралия, с характерными для Южного полушария особенностями: тень в полдень – на юге, а Солнце – на севере; видимый путь Солнца по небосводу проходит справа налево, поэтому нумерация часов идёт против часовой стрелки.

Равные угловые промежутки (t=15°) между соседними часовыми делениями, как на циферблате обычных часов, и перпендикулярность гномона кадрану являются основными преимуществами экваториальных солнечных часов над горизонтальными и вертикальными.


Вертикальные солнечные часы обычно размещают на стенах зданий и различных строений. Поэтому их кадран вертикален – перпендикулярен плоскости горизонта, но может быть повёрнут в различные стороны. От стороны, в которую повёрнут кадран, зависит расположение часовых делений на кадране. Симметричными относительно полуденного деления они будут лишь при кадра-не, обращённом строго на юг (географический, не магнитный) – в северном полушарии, или на север – в южном полушарии, иными словами – при кадране, перпендикулярном полуденной линии. Для так направленного кадрана гномон должен лежать в плоскости небесного меридиана, иными словами – быть перпендикулярным как плоскости кадрана, так и плоскости горизонта, а одна из его сторон должна быть параллельной земной оси, откуда следует, что она должна составлять с плоскостью кадрана угол, равный 90°– I, где I – широта места установки. Формула для угла наклона часовых линий к полуденному делению выводится аналогично горизонтальным часам – из рассмотрения прямоугольного сферического треугольника, образованного кругом склонения Солнца, плоскостью кадрана и плоскостью небесного меридиана.

В Московском планетарии установлены вертикальные солнечные часы, показывающие время и дату. Это редкая конструкция солнечных часов, в которых гномон, указывающий на Полярную звезду, нижним концом соединен с диоптром. Световое отверстие в виде Солнца с короной отбрасывает зайчик на вертикальный щит-циферблат, на поверхности которого нанесена система дат и часов. Плоскость часов ориентирована в направлении запад – восток.

Сверху вниз по стенду идет веер прямых линий, размеряющих часы и минуты, а по горизонтали – пучок гипербол, вдоль которых тень от Солнца скользит в разные месяцы на разной высоте. Солнечный зайчик одновременно указывает время суток и время года.

Хорошо видно, что в день летнего солнцестояния, когда Солнце отдаляется максимально высоко от небесного экватора и достигает тропика Рака, зайчик ходит по нижней кромке координатной сетки. В дни весеннего и осеннего равноденствий солнечный круг пройдет по средней горизонтальной линии, по экватору. А зимой зайчик будет ходить по верхам.


Конические солнечные часы. В античной Греции добились значительных успехов в астрономии и математике. Конические солнечные часы были изобретены на основе теории конических сечений Аполлония.

Суть конических часов состоит в том, что ось вогнутого сегмента конуса находится параллельно Земной оси. Конус направлен туда же, куда и горизонтальный гномон.

На основной, направленной на юг, стороне солнечных часов имелся циферблат, расположенный перпендикулярно конусной оси и параллельно экватору. Через разделенные на 12 равных частей дуги были проведены часовые линии.

Падающая тень пересекала эти дуги, и по точкам пересечения можно было узнать, который час. Несколько конических солнечных часов сейчас хранятся в Лувре.


Плоские солнечные часы появились в результате усовершенствования конических. Такие часы с вертикальным циферблатом устанавливали на башне, чтобы по ним можно было издалека видеть, который час. Так появились первые солнечные башенные часы. В Афинах на башне Ветров находятся едва ли не самые древние вертикальные солнечные часы, сохранившиеся до наших дней. Вообще, эта башня сама по себе уникальна уже тем, что является первой метеорологической станцией. На крыше был расположен флюгер, в ней самой находились водяные часы, на фасаде – первые солнечные башенные часы.


Солнечные портативные часы. Интересны солнечные кольцевые часы, один из вариантов дорожных, – они одновременно служили и в качестве декоративной подвески. Главной их частью было латунное кольцо диаметром несколько сантиметров, сопряженное с другим подвижным кольцом, снабженным отверстием для солнечного луча. На внешней поверхности главного кольца гравировали начальные буквы месяцев, а против них, на внутренней поверхности, находилась часовая шкала. Перед измерением надо было повернуть меньшее колечко так, чтобы отверстие для луча лежало у наименования нужного месяца. Для измерения времени часы выставляли так, чтобы солнечный луч проходил через отверстие и указывал час на шкале. Первое описание таких часов – в виде перстня с печатью – содержится в книге врача Боне, изданной в Париже в 1500 году.

Одной из самых популярных разновидностей солнечных дорожных часов были так называемые пластинчатые часы. Первые экземпляры появились в Европе в 1451–1463 годах. Обычно они состояли из двух, иногда из трех одинаковых по величине четырехгранных прямоугольных пластинок, соединенных подвесками, причем в нижней пластинке обязательно должен был находиться компас.

В XVI веке в России появились западноевропейские портативные солнечные часы. На 1980 год в советских музеях было семь таких часов. Самые ранние из них относятся к 1556 году и хранятся в Эрмитаже, они были предназначены для ношения на шее и представляют собой горизонтальные солнечные часы с секторным гномоном для указания времени, компасом для ориентации часов в направлении север – юг и отвесом на гномоне для придания часам горизонтального положения. Все эти элементы установлены на плате, которая может отклоняться от горизонтального положения, обеспечивая возможность использования часов не на одной, а в интервале широт: 47–57°.


Солнечные часы-посох для паломника. Имеется описание деревянных восьмигранных палок длиной 160 см, с металлическим острием и с вырезанными часовыми шкалами. Это солнечные часы (ашадах), которыми пользовались в Средние века индийские паломники. В ручке такой палки просверливали обычно четыре сквозных отверстия, в которые над шкалой для соответствующего месяца вдвигался стержень длиной около 15 см так, чтобы его острие при вертикальном положении палки отбрасывало тень на шкалу. На палке должно было быть 12 шкал. Поскольку для дней, удаленных от солнцестояния на одинаковое время, действовали одинаковые условия, то достаточно было иметь 8 шкал. Наименование «ашадах» эти часы получили по тому сезону (июнь – июль), в котором совершались паломничества.

С начала XVI века теорию солнечных часов начали преподавать в университетах Виттенберга, Тюбингена, Ингольдштадта, в Праге и в Штирском Градце как составную часть математики.

Примерно в это же время появились оконные солнечные часы. Они были вертикальными, их циферблатом была поверхность окна храма или ратуши. Циферблат обычно состоял из мозаичной филенки, залитой свинцом. Стрелка отбрасывала тень на циферблат, устроенный так, чтобы конец тени указывал не только часы, но и положение Солнца в зодиаке. Прозрачная шкала позволяла наблюдать время, не выходя из здания.

Были и зеркальные солнечные часы, которые отражали солнечный луч зеркалом на циферблат, расположенный на стене дома. Первым такие часы описал Й. Б. Бенедиктус в книге, изданной в Турине в 1574 году. По некоторым сведениям, конструированием зеркальных часов занимался и Николай Коперник, чему можно поверить, ибо до сих пор сохранился циферблат зеркальных часов на замке в Ольштыне предположительно его работы.

С точностью солнечных часов не могли сравниться механические до того, как в них стали применять маятниковый осциллятор. Но и после его появления солнечные часы сохраняли свою популярность. Наибольшего расцвета их производство достигло в XVI и XVII веках; их созданием занимались передовые европейские математики и астрономы. К тому же они очень долго оставались обязательной принадлежностью всех обсерваторий. Еще и в XVIII веке их строили в астрономических обсерваториях стран Востока, например в Индии. Яи Синг II, князь Джайпура, основав в 1708–1710 годах большую обсерваторию в Дели, поставил там гномон высотой 18 метров. Вскоре после этого он приказал построить подобные часы в Бенаресе, Муттрже, Уйгаине и в Джайпуре.

Но люди изыскивали и примитивные способы измерения времени с помощью Солнца; иногда единственным «инструментом» для этого была человеческая рука. Первые сообщения о таких «часах» относятся к началу XVI века. Левую руку поворачивали ладонью вверх, и ее направленный вверх большой палец выполнял функцию теневой стрелки. В зависимости от длины этой тени в сравнении с остальными пальцами руки можно было примерно определить время. Этот простой способ измерения времени во Франции, Южной Германии и некоторых других местах был хорошо известен даже в XIX веке.

Древний Египет

Первое известное описание солнечных часов в Древнем Египте – надпись в гробнице Сети I, датируемая 1306–1290 годами до новой эры. Там говорится о солнечных часах, измерявших время по длине тени и представлявших собой прямоугольную пластину с делениями. На одном конце её прикреплён невысокий брусок с длинной горизонтальной планкой, которая и отбрасывала тень. Конец пластины с планкой направлялся на восток, и по меткам на прямоугольной пластине устанавливался час дня, который в Древнем Египте определялся как 1/12 промежутка времени от восхода до заката. После полудня конец пластины направлялся на запад. Сделанные по такому принципу инструменты также были найдены. Один из них восходит ко времени правления Тутмоса III и датируется 1479–1425 годами до новой эры, второй – из Саиса (по другим данным – из Файюма), он датируется 1000–600 годами до новой эры. Оба инструмента хранятся в Берлинском египетском музее. На конце у них есть только брусок, без горизонтальной планки, а также имеется желобок для отвеса для придания устройству горизонтального положения.

Другими двумя типами древнеегипетских часов, измерявших время по длине тени, были часы, в которых тень падала на наклонную плоскость или на ступени. Они были лишены недостатка часов с ровной поверхностью: в утренние и вечерние часы тень выходила за пределы пластины. Эти типы часов были объединены в модели из известняка, хранящейся в Каирском египетском музее и датируемой несколько более поздним временем, нежели часы из Саиса. С одной стороны модели – две наклонные плоскости со ступенями, одна из них была ориентирована на восток, другая при этом указывала на запад. До полудня тень падала на первую плоскость, постепенно опускаясь по ступеням сверху вниз, а после полудня – на вторую плоскость, постепенно поднимаясь снизу вверх, в полдень тени не было. С другой стороны модели – две наклонные плоскости без ступеней, этот тип часов действовал аналогично часам со ступенями. Конкретной реализацией типа солнечных часов с наклонной плоскостью были переносные часы из Кантары, созданные около 320 года до новой эры с одной наклонной плоскостью, на которой были нанесены деления, и отвесом. Плоскость ориентировалась на Солнце.

В 2013 году учёные Базельского университета сообщили о находке солнечных часов, предположительно вертикальных, возрастом в 3,3 тысячи лет, нарисованных на остраконе известняка. Они были обнаружены в Долине царей возле жилища рабочих.

Древняя Греция и Древний Рим

Скафис – солнечные часы древних. На сфероидальной выемке нанесены линии часов. Тень бросал горизонтальный или вертикальный прут, или шарик в центре инструмента.

По рассказу Витрувия, вавилонский астроном Берос, поселившийся в VI веке до новой эры на острове Косе, познакомил греков с вавилонскими солнечными часами, имевшими форму сферической чаши – так называемым скафисом. Эти солнечные часы были усовершенствованы Анаксимандром и Анаксименом. В середине XVIII столетия при раскопках в Италии нашли именно такой инструмент, какой описан у Витрувия. Древние греки и римляне, как и египтяне, делили промежуток времени от восхода до заката Солнца на 12 часов, и поэтому их час (как мера времени) был различной длины в зависимости от времени года. Поверхность выемки в солнечных часах и «часовые» линии на них подбирались так, чтобы конец тени прута указывал час. Угол, под которым срезана верхняя часть камня, зависит от широты места, для которого изготовлены часы. Последующие геометры и астрономы (Евдокс, Аполлоний, Аристарх) придумывали разнообразные формы солнечных часов. Сохранились описания таких инструментов, носивших самые странные названия сообразно их виду. Иногда гномон, отбрасывающий тень, располагался параллельно оси земли.

Из Греции солнечные часы достигли Рима. В 293 году до новой эры Папирий Курсор велел соорудить солнечные часы в храме Квиринал, а в 263 году до новой эры другой консул, Валерий Мессала, привёз солнечные часы из Сицилии. Устроенные для более южной широты, они показывали время неверно. Для широты Рима первые часы устроены около 170 года до новой эры Марцием Филиппом.

Солнечные часы применялись в древнегреческих колониях Северного Причерноморья. Четыре экземпляра часов, найденных на городищах Пантикапей и Китей, хранятся в Керченском музее.

Арабский мир

Арабские астрономы (Сабит ибн Корра, Ибн аш-Шатир, Абу-л-Хасан ибн Юнис) оставили обширные трактаты по гномонике, или искусству строить солнечные часы. Основанием служили правила тригонометрии. Кроме «часовых» линий, на поверхности арабских часов наносилось ещё направление к Мекке, так называемая кибла. Особенно важным считался момент дня, когда конец тени вертикально поставленного гномона приходился на линию киблы.

С введением равных часов дня и ночи (не зависящих от времени года) задача гномоники значительно упростилась: вместо того чтобы замечать место конца тени на сложных кривых, стало достаточно замечать направление тени. Если штифт расположен по направлению земной оси, то тень его лежит в плоскости часового круга солнца, а угол между этой плоскостью и плоскостью меридиана есть часовой угол Солнца или истинное время. Остаётся только находить пересечение последовательных плоскостей с поверхностью «циферблата» часов. Чаще всего это была плоскость, перпендикулярная штифту, то есть параллельная небесному экватору (экваториальные, или равноденственные часы); на ней направление тени изменяется на 15° за каждый час. При всех других положениях плоскости циферблата углы, образуемые на ней направлением тени с линией полудня, не растут равномерно.

Гномоника занималась составлением правил нахождения различных положений тени на этих поверхностях. Солнечные часы, как уже сказано, дают не среднее, но истинное солнечное время. Одной из специальных задач гномоники было строить кривую на циферблате солнечных часов, которая указывала бы «средний» полдень в различное время года. В средневековой Европе гномоникой занимались: Апиан, Альбрехт Дюрер, Кирхер. Живший в начале XVI века Мюнстер был признан «отцом гномоники».

Древний Китай

Первое упоминание о солнечных часах в Китае, вероятно, задача о гномоне, приводимая в древнем китайском задачнике «Чжоу би суань цзин», составленном около 1100 года до новой эры. В эпоху Чжоу в Китае применялись экваториальные солнечные часы в виде каменного диска, устанавливаемого параллельно небесному экватору и пронизывающего его в центре стержня, устанавливаемого параллельно земной оси. В эпоху Цин в Китае изготавливали портативные солнечные часы с компасом: либо экваториальные – опять-таки со стержнем в центре диска, устанавливаемого параллельно небесному экватору, либо горизонтальные – с нитью в роли гномона над горизонтальным циферблатом.

Древняя Русь и Россия

В древнерусских летописях часто указывался час какого-то события, это наводило на мысль, что в то время на Руси уже использовались определённые инструменты или объекты для измерения времени, по крайней мере, днём. В XX веке черниговский художник Георгий Петраш обратил внимание на закономерности в освещении солнцем ниш северо-западной башни Спасо-Преображенского собора в Чернигове и на странный узор («меандры») над ними. На основании более подробного их изучения он высказал предположение, что башня представляет собой солнечные часы, в которых час дня определяется освещением соответствующей ниши, а меандры служат для определения пятиминутного интервала. Подобные особенности были отмечены и у других храмов Чернигова, и был сделан вывод, что солнечные часы в Древней Руси применяли ещё в XI веке.

Во время царствования Анны Иоанновны 23 августа 1739 года вышел сенатский указ, в соответствии с которым на дороге из Санкт-Петербурга в Петергоф устанавливались деревянные верстовые столбы-обелиски. В 1744 году был издан указ о столблении дороги из Санкт-Петербурга в Царское Село. Вместо верстовых столбов-обелисков впоследствии поставили «мраморные пирамиды» с оформлением по работам Антонио Ринальди. Некоторые из них имели солнечные часы, и путник мог узнать по ним расстояние и время. «Мраморные пирамиды» с солнечными часами сохранились в следующих местах: в Санкт-Петербурге на углу набережной реки Фонтанки и Московского проспекта (отмечающий одну версту от здания Почтамта) и в Пушкине у Орловских ворот, расположенных на южной границе Екатерининского парка. На «мраморной пирамиде» у Орловских ворот указана дата установки – 1775 год.

Время у славян

Славянские часы начинают свой отсчет не в полночь, как принято сейчас, а с вечера. Когда все дела на сегодня закончены, начинается новый день. Летом это 19:00, а в зимнее время – на час раньше. Только в славянской группе языков есть такое понятие – сутки. Это словно сотканные или состыкованные вместе день и ночь. Отсчет начинается именно с вечера, предание гласит, что именно в это время человек появился на земле, это и стало точкой отсчета. Мы привыкли использовать 24 часа, в сутки стандартные ходики проходят два круга. В славяно-арийской измерительной системе в сутках 16 часов. Это не значит, что у древних день был короче, или другой биологический ритм, просто в славянский час входит 90, а не 60 стандартных минут.

Суточный круг делится на 4 равные части, на каждое время суток приходится по 4 часа: вечер, ночь, утро и день. Каждый час имеет свое особое значение и название, отражающее его сущность: Паобед – первый час нового дня. Вечир – звездная роса рассыпается на небесах. Ничь – время нечетное трех лун. Поличь – время полного прохождения лунного пути. Заутра – утешение звездной росы. Заура – сияние звезд. Заурнице – завершение сияния звездной росы. Настя – утренняя зорька. Сваор – восхождение солнечного круга. Утрось – успокоение рос. Поутрось – путь собирания успокоенной росы. Обестина – время собраться вместе. Обед – обедня, дневная трапеза. Подани – небольшой отдых от дел. Утдайни – время для завершения всех оставшихся на сегодня дел. Поудани – окончание дня.

Славянские часы идут не по часовой стрелке, а по ходу движения солнца, для непосвященных может показаться, что время идет не в ту сторону. Стрелка в пиковой позиции вечером тоже может показаться странной тем, кто привык видеть такую картину в полдень или в полночь.

Дополнительные функции. В отличие от современных, славяно-арийские часы несут в себе еще множество информации, кроме простого счета времени. Во втором круге Числобога расположены руны, обозначающие небесные чертоги. Каждая руна несет в себе глубокий сакральный смысл. Это стало причиной их повсеместного использования. Ими украшали одежду, посуду, делали обереги для детей и дома.

Кругом глубже расположены стихии. В отличие от классических учений, их не 4, а целых 9: земля, звезда, огонь, солнце, дерево, небеса, океан, луна, бог. Еще ближе к центру размещены дни недели, их тоже 9. Расположение в круге помогает определить не только день, но и бога-покровителя, соответствующего небесному чертогу. Это помогало правильно определить покровителя в соответствии с датой рождения. Часы помогали выбрать правильное занятие на каждый день недели и период времени в течение дня. Боги-покровители помогали выполнить все правильно и с максимальным результатом.

Солнечные часы в филателии

Солнечным часам в Санто-Доминго, установленным в 1753 году, была посвящена серия почтовых марок Доминиканской республики 1931–1933 годов. Различным старинным настольным солнечным часам посвящены четыре из шести марок серии, посвящённой экспонатам Государственного физико-математического салона в Дрездене, выпущенной в 1983 году в ГДР.

Интересные факты

• Если вылететь на самолёте в истинный полдень и лететь по параллели на запад так же быстро, как вращается Земля (то есть со скоростью точек земной поверхности на этой параллели), то солнечные часы, установленные на самолёте (как горизонтальные, так и вертикальные, экваториальные) всегда будут показывать полдень. Однако при пересечении линии перемены дат нужно будет прибавлять один день.

• Один из первых создателей солнечных часов с корректирующим компасом – астроном и математик Региомонтан, настоящее имя которого Иоганн Мюллер (1436–1476), известный также как Жоан де Монте Регио, работавший в середине XV века в Нюрнберге. Он был также автором первого специального труда о солнечных часах.

• Сочетание солнечных часов с компасом привело к тому, что их стало возможно использовать повсеместно, и появились портативные, карманные, или дорожные, модели часов.

• Солнечные часы в виде полого полушария со стрелкой, отбрасывающей тень на внутреннюю полость, начали строить с 1445 года.

Водяные часы

Водяные часы или клепсидра – прибор, в котором движение воды, скрытой в корпусе, используется для измерения времени. Если разобрать это слово на части, а состоит оно из klepto – скрывать и hydor – вода, то понятно, что в переводе с греческого но означает не что иное, как «похититель воды». Так называются водяные часы вплоть до сегодняшних дней.

В истории часов именно развитию водяных отводится довольно существенный промежуток времени.

Часы, отображающие время по солнцу, широко использовались во всём древнем мире: в Китае, Греции и Риме, арабских странах, а также на Руси. Однако их существенным недостатком была абсолютная бесполезность ночью или же в пасмурный день. Это привело к появлению огневых (огненных) часов, принцип измерения времени в которых опирался на количество сгоревшего в лампаде масла или стаявшего воска в свече. Таким образом, ночь могла измеряться в трёх свечах или же в количестве делений на стекле лампады. Однако вследствие того, что скорость сгорания разных видов масла и таяния различных свечей была неодинакова, такой прибор обладал низкой точностью, к тому же его использование днём было весьма неудобным.


Необходимо было создать такой вариант прибора для измерения времени, который отличался бы точностью и удобством, а также не зависел бы от времени суток. Такими чертами обладали водяные часы.

В сознании людей время и вода связаны неразрывно. Время всегда сравнивали с рекой. Действительно, ничто так точно не отражает наше ощущение времени, как выражение «время течет». В этот поток времени вовлечены все события. Тысячелетний опыт человечества показал, что поток времени неизменен. Его нельзя ни ускорить, ни замедлить. И уж, конечно, его нельзя обратить вспять.

Измерение времени очень возможно с помощью воды. Различные варианты конструкций часов и способы повышения их точности предлагались изобретателями самых развитых древнейших цивилизаций: индийской, шумерской, греческой, римской, египетской, перуанской.

Простейшая клепсидра представляет собой два сосуда, установленных на различных уровнях. В верхнем есть отверстие, через которое вода по капле попадает в нижний. Время определяли при помощи наблюдения за тем, как понижается уровень воды в верхнем сосуде, либо как поднимается в нижнем. Кромка воды в нём показывала на особом циферблате время. А вытекающая со дна резервуара вода вращала этот циферблат. Есть версия, что отсюда произошло выражение «течение времени».

При создании водяных часов необходимо обеспечить равномерное снижение уровня воды в сосуде при ее истечении через донное калиброванное отверстие. Достигалось это за счет придания сосуду формы конуса, суживающегося ближе ко дну. Получить закономерность, описывающую скорость вытекания жидкости в зависимости от ее уровня и формы емкости, удалось лишь в средневековье. До этого форма сосуда для водяных часов подбиралась опытным путем. Например, египетская клепсидра давала равномерное снижение уровня. Пусть и с некоторой погрешностью. Поскольку клепсидра не зависела от времени суток и погоды, она максимально отвечала требованиям непрерывного измерения времени. Кроме того, необходимость дальнейшего усовершенствования прибора, добавления различных функций предоставляла простор для полета фантазии конструкторам. Так, клепсидры арабского происхождения представляли собой художественные произведения в сочетании с высокой функциональностью. Они были снабжены дополнительными гидравлическими и пневматическими механизмами: звуковой сигнализатор времени, система ночного освещения.

Не много имен создателей водяных часов сохранила история. Их изготовлением занимались не только в Европе, но и в Китае, в Индии.

Клепсидра имеет преимущество перед солнечными часами, поскольку система сообщающихся сосудов может быть доведена до совершенства. Их можно использовать в любое время суток, они определяют время более точно. Водяные часы занимают второе место после солнечных по количеству и были самыми важными в этой группе простейших часов.

Водяные часы быстро завоевали популярность в быту, в армии, в официальных учреждениях, на стадионах и в школах. В Александрии – богатейшем городе Египта – появились первые мастерские по их изготовлению. В дальнейшем эту находку взяли на вооружение и значительно усовершенствовали древние греки.

Древний Египет

Считается, что самым старым водяным часам около трех с половиной тысяч лет. Найдены они были в Древнем Египте. Они относятся ко времени правления Аменхотепа III (начало XIV века до новой эры). Нашли их в 1905 году на развалинах храма Амона-Ра. Жрецам нужно было знать ночное время, чтобы вовремя отправлять религиозные ритуалы и жертвоприношения в храме.

На алебастровой чаше высечена шкала с двенадцатью делениями. Мера часа – толщина пальца (18,75 мм). Части назывались «часы истечения» и «часы пребывания». Время истекало по капле из отверстия в дне сосуда или же наполняло его. Прибор каждый вечер заполнялся водой, чтобы определить ночное время. Вода постепенно вытекала через тростниковую втулку на дне. Ход времени определялся опусканием воды за отметки «часа». Так ночь делили на 12 частей независимо от времени года, «время» на часах варьировалось по длине в течение года. Таким образом, 12 линий «часовых» отметок слегка различаются по высоте.

В древнем Египте на одном из нильских островов был храм бога Озириса. Посреди храма стояло вокруг триста шестьдесят больших сосудов с отверстиями у дна. К каждому сосуду был приставлен особый жрец, так что всего было триста шестьдесят жрецов. Ежедневно один из жрецов наполнял свой сосуд молоком. Молоко выливалось ровно в двадцать четыре часа. Тогда другой жрец наполнял следующий сосуд, и так далее – круглый год.

В Египте при раскопках в Карнаке были обнаружены древние водяные часы. История создания этих водяных часов неизвестна, но датой их изготовления являются 1415–1380 годы до новой эры. Часы представляли собой чашу из алебастра с небольшим отверстием в дне.

Водяные часы чаще всего использовали при совершении богослужения, когда требовалось строго отмерять время. На молитву одному божеству полагался час.

В отличие от солнечных часов, водяные можно было использовать и ночью. При ночных астрономических наблюдениях водяные часы применялись как дополнительный прибор. В связи с этим они назывались «ночными часами» и имели своей целью считать только 12 ночных часов.

Существовало два вида водяных часов: наполняющиеся и вытекающие. Наполняющиеся водяные часы содержали две емкости: первая емкость была установлена довольно высоко, а вторая емкость была расположена под первой. Из первой емкости по трубке, расположенной под статуей, истекала вода, наполняя вторую емкость.

На стенках второй емкости были нанесена шкала с делениями для определения уровня. По тому, до какого уровня емкость наполнялась водой, и определялось время.

Вытекающие водяные часы представляли из себя каменную емкость в виде усеченного конуса с маленьким отверстием в дне, из которого по капле вытекала вода. Емкость в виде конуса была необходима для равномерности вытекания воды. Из-за конусообразности сосуда уровень воды уменьшается практически одинаково. Поэтому можно было на внутренней стороне прибора делать отметки на одинаковом расстоянии.

Но сложность была в том, чтобы учесть при этом разную длительность летних и зимних часов. Ночные летние часы были короче зимних, то есть длина самого часа не считалась постоянной. Египтяне придумали наносить деления в виде небольших точек, 12 точек (двенадцать часов) составляли один столбец, столбцов было тоже 12 – это месяцы. Точки, которые отмечали ночные часы, были нанесены в столбцах на разных уровнях. Таким образом, водяные часы учитывали колебание продолжительности ночи в разное время года.

В одном манускрипте имеется расчет для изготовления вытекающих водяных часов. Согласно этому расчету, сосуд должен быть усеченным конусом с соотношением диаметра основания к высоте 1:3, то есть с углом при основании 71°34′. (Оксиринский папирус, II или III век новой эры).

История создания водяных часов не имеет сведений о том, каким образом жители Египта нашли эту форму, которая действительно дает возможность вытекать воде с достаточно равномерным понижением уровня. Но все же такой сосуд не давал полной равномерности убывания уровня воды, небольшая ошибка здесь могла быть. Конус с отношением диаметра основания к высоте, как 2:9 был бы гораздо точнее, но и такие, не совсем точные водяные часы, как свидетельствует история, могли соответствовать потребностям египтян.

Древний Китай

По свидетельству китайских древних документов, водяные часы в Китае были известны в 2696–2597 годах до новой эры, их история есть в книге «Чжоули» (II век до новой эры), рассказывающей об обычаях и церемониях. В ней написано, что имеются водяные часы, отмечающие некие отрезки, на которые поделено время ночи. Это самый древний из известных документов, который позволяет полагать, что история водяных часов начиналась именно в это время и в этом регионе мира.

В четырехугольный бассейн из висящей над ним вазы равномерно лилась вода. По отметкам на стенках бассейна отмечали уровень воды, соответствующий определенным временным интервалам. Об оригинальных водяных часах, где вытекающая вода наполняла емкость, стоящую на весах, рассказывают китайские документы XI века до новой эры. Вес воды в один фунт составлял одну «ке» (100 минут в переводе на наше исчисление времени).

Но самыми распространенными в Китае являлись водяные часы, состоящие из трех и более емкостей с водой, расположенных на разной высоте. У каждой емкости имелось отверстие сбоку, через которое вода равномерно выливалась в нижестоящую емкость. Из всего каскада этих емкостей вода собиралась в последнем, самом нижнем. Нанесенная на нем шкала отмечала уровень воды (время).

Водяные часы появились в Китае, судя по всему, раньше солнечных.

Четыре медных сосуда были расположены один под другим лесенкой и соединены желобками. По ним вода переливалась из одного в другой. Деревянная линейка, прикрепленная к самому нижнему сосуду, поднимаясь по мере наполнения его водой, указывала час. Когда в нижнем сосуде вода доходила до краев, ее переливали в верхний. Специальные люди следили за тем, чтобы вовремя налить новую воду в верхнюю чашу.

В начале XI века китаец Сунн Су изобрел точные водяные часы. Они представляли собой лестницу из четырех ступеней, на каждой из ступеней стоял латунный чан с водой. В нижнем чане вода постепенно двигала поплавок с рейкой, на которую были нанесены деления. Время определялось в соответствии со скоростью перетекания жидкости из одного чана в другой. Таким образом, особенностью этих часов является большое водяное колесо с замкнутым кругооборотом воды, приводящее в движение часы в целом и являющееся некоторой аналогией механического спуска, появившегося позднее в Европе у первых механических часов.

Древний Вавилон

С XVI века до новой эры здесь известны водяные часы. Воду наливали в высокий узкий сосуд с отверстием около дна. Особые люди, приставленные к часам, на восходе солнца наполняли сосуд водой. Когда вся вода выливалась, они громкими криками извещали об этом жителей города и снова наполняли сосуд. Так они поступали шесть раз в день.

Древняя Индия

«Погружаемые» водяные часы появились около 300 лет до новой эры. В широкую емкость, наполненную водой, устанавливали меньший по размеру пустой сосуд с отверстием в дне. Его заполнение – единица измерения времени.

На территории Индии водяные часы также делали в виде маленького корабля, который будучи опущенным в емкость с водой, начинал постепенно тонуть (так как имел отверстие). Единицу измерения составляло время, за которое кораблик касался дна.

Персия

Интересным образцом водяных часов являются древние персидские часы из Зибада (на территории современного Ирана). Это простая и в то же время достаточно точная конструкция, при помощи которой персы рассчитывали время для посадки растений и поливочных работ. В резервуаре с водой находится чаша с небольшим отверстием. В течение определённого промежутка времени она наполняется жидкостью, после чего тонет. Человек, следящий за временем, достаёт чашу, ставит камешек в отверстие на специальной шкале и возвращает пустую чашу обратно в резервуар. Появившись около 300 года до новой эры, в Иране такие часы были популярны вплоть до второй половины XX века, уступив только современным часовым механизмам.

Древняя Греция

Первое упоминание у греков о водяных часах (клепсидре) история относит к 490–430 годам до новой эры. Конструкция клепсидры была проста: глиняный сосуд с несколькими маленькими отверстиями в дне.

В Афинах, где были найдены остатки «городских часов», построенных в 350 году до новой эры, они были установлены для общего пользования. Ход часов контролировался поплавком, который опускался, когда вода через проточное отверстие в дне просачивалась наружу. Поплавок соединялся с валом, который, опускаясь, передвигал стрелку. Степень износа ступенек, ведущих в колодец, позволяет предположить, что резервуар для воды должен был наполняться каждый день.

Знаменитый на весь мир часовой механизм древности – водяные часы в Афинах, творение мастера Андроника из Кира. Создатель посвятил это древнейшее метрологическое сооружение богине Афине. Своё второе название – «Клепсидра» – башня Ветров получила именно благодаря установленным внутри водяным часам. Воду для их работы подавал с афинского Акрополя специальный механизм.

Восемь граней тринадцатиметровой мраморной башни сориентированы строго по сторонам света. Фризы её украшены барельефами, изображающими всю «розу ветров». Флюгер на крыше башни в виде фигуры тритона указывал, с какой стороны дует ветер. Внизу, под фигурами, был размечен также циферблат солнечных часов. Таким образом, башня непрерывно использовалась для измерения времени.

С V века до новой эры греки использовали водяные часы дома. По солнечным часам время можно было определять только днем, а ночью им на замену приходила клепсидра. Первая клепсидра представляла собой простой цилиндрический сосуд с отверстиями внизу. Но вода вытекает из сосуда не всегда одинаково быстро: сперва быстрее, потом медленнее. Чем выше уровень воды в сосуде, тем больше давление, а чем больше давление, тем и скорость воды будет больше. Выходило так, что вначале за час вытекало больше воды, чем под конец.

Чтобы часы все-таки не врали, приходилось ставить черточки не на одинаковом расстоянии одну от другой, а так, чтобы верхние были реже, а нижние чаще. Изобретатели исправили этот недостаток – применили сосуд в форме конуса, основанием вверх.

Конструкция могла показать лишь, сколько времени прошло с конкретного момента, поэтому в античном мире часто использовалась, например, в суде для ограничения времени выступления говорящих. Специальный служитель стоял у клепсидры и оповещал, когда вода полностью выливалась из сосуда. «Ваше время истекло», – такими словами прерывалась речь выступающего. Если судебное разбирательство ненадолго прерывалось, например, для изучения документов, то трубку стока перекрывали воском до тех пор, пока выступление не возобновлялось.

Городская стража использовала водяные часы для определения момента смены караула. Водяные часы в Древней Греции использовались не только в суде для ограничения времени речи ораторов. В армии, где ночь разделяли на четыре смены по три часа, по водяным часам осуществляли смену караулов. Позднее греки внесли в историю водяных часов и их дальнейшего совершенствования существенный вклад.

Около 130 года до новой эры впервые в истории были сконструированы автоматические водяные часы, которые показывали время и подавали звуковые сигналы. Их автором был Ктезибий. История создания водяных часов сложного устройства прочно связана именно с этим именем. Чтобы клепсидра непрерывно показывала время, надо было соблюсти ряд условий. Обеспечив наполнение клепсидры только до определённого уровня, Ктезибий решил проблему постоянства давления воды. Необходимо было следить и за чистотой воды. Из верхней емкости вода постоянной струей истекала в другой сосуд. По уровню воды в нем определялось время. Впервые была использована зубчатая передача и циферблат. В нижней емкости находился поплавок, имеющий стержень с зубчатой рейкой и соединенный с устройством, показывающим время.



Конец ознакомительного фрагмента. Купить полную версию.