Часы, по которым мы живем. От солнечных часов до лунного календаря
Шрифт:
В облачные дни такие свечи полностью заменяли солнечные часы. Их использовали в помещениях. Могли зажигать в любое время и гасили, когда в них не было необходимости. Они были не просто заменители солнечных часов, а серьезным усовершенствованием.
Но еще лучшим изобретением были песочные часы, появившиеся около 250 года до новой эры и известные всем нам. Через узкий проход песок медленно высыпается из верхней половины песочных часов в нижнюю, Насыпав в часы необходимое количество чистого, сухого песка, человек мог сделать так, чтобы песок высыпался, например, один час. Затем, перевернув их в противоположную сторону, человек мог начать отсчет следующего часа.
Использование получасовых песочных часов на борту некоторых древних судов
Спустя полчаса после полуночи звучал «один звон». Спустя час было «два звона» и т. д. И наконец, спустя четыре часа после полуночи или «восьми звонов» наступал конец караула, и начиналась новая серия звонов. Через четыре с половиной часа после полуночи снова звучал «один звон».
Таким образом, используются шесть серий звона колокола от одного до восьми в течение дня и ночи. Это может показаться сложным. Моряк мог определить час по местоположению Солнца или звезд, но ему важно было знать, сколько часов прошли, и звон колокола мог сказать ему об этом.
Подобная идея была воплощена в водяных часах, или клепсидре, которые появились в греко-римском мире (вероятно, их завезли из Египта, где использовали, как минимум, с 1500 года до новой эры) около 150 года до новой эры. В клепсидре вода капала через узкое отверстие в сосуд, где она собиралась. Поскольку она капала равномерно, то и сосуд наполнялся равномерно. Уровень воды поднимался, и отметины на сосуде (подобные отметинам на горящей свече) говорили о прошедших часах.
Усложненные клепсидры имели на воде поплавок, который поднимался вместе с повышением уровня воды в сосуде. Этот поплавок был прикреплен к зазубренному стержню, который вращал зубчатое колесо, когда поднимался вверх. К этому колесу был прикреплен конец стрелки, чтобы при повышении уровня воды стрелка вращалась по кругу. За стрелкой находился циферблат, разделенный на 11 секций, пронумерованных от 1 до 12, (Это уже напоминает наши современные часы.)
В Древнем мире клепсидры были самым прогрессивным изобретением для определения времени. В 800 году новой эры арабский халиф Гарун аль-Рашид послал Карлу Великому механические часы. Но европейцам было очень сложно изготовить подобные часы. Лишь после 1300 года новой эры европейцы начали делать механические часы в Северной Италии или южной Германии. Шестерни, регулирующие движения стрелки, приводились в действие медленно опускающимися гирями, а не медленно поднимающейся водой. (Никаких: брызг или беспокойств по поводу высыхания.) Такие часы были установлены на башнях кафедральных соборов» чтобы их видели все жители города, К 1472 году немецкий астроном Региомантан (его настоящее имя Иоганн Мюллер) использовал б своей обсерватории часы с заводной гирей.
Еще один прорыв вперед был совершен в 1550 году, когда вместо гирь стали использовать спиральные пружины. Это означало, что часы можно было делать более компактными. Их уже ставили не только на церковных колокольнях, но и в домах.
ПОВОРОТНЫЙ МОМЕНТ
Ни одно из этих механических устройств, приводимых в движение поднимающейся водой или опускающимися гирями, не было предельно точным. Люди были счастливы, если могли определить время ближайшего часа. В 1650 году самые лучшие механические часы ошибались во времени на 5 минут. (Возможно, для того времени это было достаточно хорошо. Не было железнодорожных поездов, имеющих точность движения по графику до минуты, радио или телешоу, начинающихся с точностью до секунд.)
Чтобы сделать механизм более точным, человек должен был найти что-то более стабильное и точное» чем капающая вода или опускающиеся гири.
Поворотный момент произошел в 1581 году. В том году 17-летний итальянский мальчик по имени Галилео Галилей наблюдал в соборе Пизы за качающейся люстрой (вместо слушания молитвы). Он заметил, что приток воздуха заставлял качаться люстру из одной стороны в другую. Такое же время требовалось на ее возвращение в начальное положение. Он проверил это по биению своего пульса.
Маятник (гиря, подвешенная к стержню или веревке; слово латинского происхождения, означающее раскачивание) действительно раскачивается из стороны в сторону в заданное время. Время раскачивания зависит от длины маятника. Длину можно отрегулировать так, чтобы маятник совершал свое раскачивание с точностью до секунды. (Такой маятник открыл французский математик Марии Мерсен в 1644 году, его длина составляла около 85 см.)
В 1657 году голландский астроном Христиан Гюйгенс изобрел часы, в которых висящие гири заставляли маятник двигаться, и постоянное движение маятника (а не самих гирь) обеспечивало работу часов. Такие «часы дедушек» были намного надежнее, чем прежние, и используются до сих пор. Даже первые маятниковые часы спешили или отставали не более чем на 10 секунд в день. К 1730 году отклонения были сокращены до 1, к 1830-му — до 1/10, к 1885-му — 1/100 и к 1925-му — 1/5000 секунды.
Слово «часы» — напоминание о времени, когда церкви отвечали за хронометрию. Об истекших часах извещал звон церковных колоколов, как и на борту корабля, за исключением того, что колокол звонил один раз но истечении каждого часа от 1 до 12, а не получаса, как на корабле. Слово «часы» перво начально означало «колокол», так как во французском языке колокол называет словом «клош».
Но маятниковые часы нельзя было использовать на борту корабля, где движение корабля раскачивало бы маятник. А часы там были чрезвычайно необходимы.
К счастью, есть предмет по размеру меньший, чем маятник, который также двигается равномерно. Из отпускной стали сделали тонкую пружину (волосковая пружина изобретена Гюйгенсом в 1675 году), которая сжималась и ослаблялась при постоянных ритмичных движениях. Если такая пружина будет непрерывно двигаться, медленно раскручивая основную пружину, она будет приводить в действие часовой механизм маленьких часов» которые могут поместиться в кармане и выдержать качку корабля. Такие часы были особенно необходимы людям, стоящим «на часах» на корабле. А такие карманы по сей день называют часовыми.
После Второй мировой войны стало модным на часы надевать ремешки и носить их на запястье. Карманные часы вышли из моды, а наручные стали популярны. Я не расстаюсь с ними никогда. Без них я чувствовал бы себя раздетым.
УРАВНИВАНИЕ ЧАСА
Различные хронометрические изобретения от горящих свечей до механических часов вносили важные изменения в понятие часа как интервала времени. Как я уже говорил, тень солнечных часов движется в разные дин с разной скоростью, поэтому часы могут быть длиннее или короче в зависимости от времен ни года, (Часы, длина которых может меняться в зависимости от времени года, называют временные часы. Свечи горят почти равномерно в любой день года (возможно, чуть быстрее в теплые дни). Песок, водяные гири, маятники и пружины также движутся равномерно в любой день года.