Время часов
Мы продолжаем публикацию главы из книги заведующей отделом метрологии Государственного Политехнического музея Татьяны Фокиной "Время часов". Тема номера - переносные солнечные, водные, огненные и песочные часы.
--------------------------------------------------------------------------------
Существовало несколько вариантов дорожных солнечных часов. Например, странствующие от монастыря к монастырю паломники имели солнечные часы, вмонтированные в посох. В Древней Руси солнечные часы вмонтировывали в здание храмов. При реставрации Спасо-Преображенского собора в Чернигове (1036 г.) были обнаружены уникальные солнечные цилиндрические часы. Одна из башен собора, называющаяся Красный терем, имела двухъярусную систему неглубоких ниш и своеобразный декор. Расшифровка декора и изучение ниш показало, что вся башня является громадными солнечными часами. Солнце летом попадает последовательно в каждую из семи верхних ниш, обеспечивая показания прибора времени с 11 до 17 часов и зимой с 10 до 15 часов, когда в работу включаются ниши нижнего яруса и выступы - водоотливы, орнаментированные знаками Зодиака. Обнаружили солнечные часы и в других церквах Чернигова. Они были устроены иначе. Например, в Пятницкой церкви (1180 г.) архитектор использовал в качестве циферблатов столбы и паруса, стрелками же служили лучи солнца, проникающие поочередно через окна церковного купола. Время отсчитывалось с 5-6 до 18-19 часов благодаря редкому местоположению здания. Предполагается, что подобные культовые постройки с часами имелись во Владимире, Ярославле, Новгороде, Суздале, Ростове, Киеве, но, к сожалению, до нашего времени они не сохранились.
Солнечных часов в деревнях специально не устанавливали. Зачем? Можно построить дом, ориентированный по сторонам света, с окнами, выходящими на юг, над одним из окон воткнуть шест, а на стене избы сделать зарубки. Тень от шеста - гномона падала на оконные зарубки и указывала время. Вот вам и солнечные часы. Такие дома строили в Литве вплоть до XIX века.
Скотоводы древней Калмыкии в качестве часов использовали внутреннее убранство своей кибитки. Возможность исчисления времени по вещам, расположенным в кибитке, обуславливалась тем, что ее дверь была всегда обращена на юг, и все предметы располагались по единому общепринятому принципу. Поэтому, наблюдая за солнечным лучом, проникаемым через дымовое отверстие в верхней части кибитки, можно было определять время суток. При восходе солнца освещались только верхние концы каркаса остова, перемещение солнечного луча на предметы, расположенные на северной стороне кибитки, означало наступление полдня и т.д.
Солнечные часы показывают истинное солнечное местное время конкретного географического пункта. Чтобы рассчитать циферблаты солнечных часов, необходима была наука - Гномоника. Но многие не очень грамотные завоеватели этого не знали. Понравившиеся солнечные часы перевозили к себе на родину, устанавливали в людных местах и строили свою жизнь в согласии со временем другого города или государства. В 263 году до новой эры в Риме соорудили на центральной площади солнечные часы, привезенные из Сицилии, города, лежащего на четыре градуса южнее Рима.
Почти сто лет римляне жили по неверному времени.
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. Многие люди, вероятно, считают, что сегодня солнечные часы никому не нужны. Но оказывается, если на точных наручных, карманных или морских часах установить солнечное время известного географического пункта и взять их с собой в путешествие, можно в дороге определять неизвестную географическую долготу. Обычно астрономические наблюдения делают в полдень, когда Солнце находится в высшей точке небосвода и тень от предметов самая короткая.
Чтобы не тратить время на утомительные наблюдения за тенью, изготовили для этих целей солнечные часы, дающие сигнал выстрелом из пушки. Часы так и назвали "полуденная пушка". Она стреляла ровно в полдень, когда солнечный луч попадал на увеличительное стекло. Сегодня в Санкт-Петербурге с Петропавловской крепости по сигналам точного времени, передаваемым из Пулковской обсерватории, в полдень производится выстрел из настоящей пушки. Обычай этот введен еще Петром I. Это сигнальный выстрел предназначен для передачи информации об очень точном, эталонном солнечном времени на достаточно большие расстояния. Как правило, подобные пушки устанавливали на крепостных стенах морского порта, и все корабли, стоявшие у причала, один раз в сутки сверяли по временному выстрелу свои судовые часы.
Часы водяные, песочные, огненные
Пасмурная погода, ночь - и солнечные часы становятся бесполезной игрушкой. Как быть? Жить без времени? Чем заменить равномерное движение, данное нам природой при вращении Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца? Человек начал искать и приспосабливать для измерения времени различные равномерные процессы - вытекание воды из сосуда, высыпание песка, горение масла или свечи. Так, в древности начали появляться часы, созданные человеком, работа которых не зависела ни от времени года, ни от природных явлений, - это были первые водяные, песочные и огненные часы. При этом солнечные часы продолжали развиваться. Можно сказать, что впервые в часовом деле появилось разделение труда. Солнечные часы и астрономические методы - для эталонного измерения времени, а часы других конструкций - для хранения времени. Как только появлялось Солнце, древние часы можно было проверить по солнечным приборам времени.
--------------------------------------------------------------------------------
Ни волн штормовых, ни зыби,
Ни хотя бы течения -
Вода в клепсидрах Ктезибия
Предана заточению,
И кажется, жидкости мутной
Вовеки некуда деться.
Но падают капли - минуты
Из бронзовых глаз младенца.
Что капля? - малая толика,
Она струею не брызнет,
С собою уносит только
Невидимый атом жизни.
Нам юность твердит уверенно:
Их число нескончаемо!
А капли клепсидр отмерены
С неумолимым тщанием.
Неизвестный автор
--------------------------------------------------------------------------------
Клепсидра - "похитительница воды"
"Ваше время истекло", - говорят и сегодня докладчику, адвокату, не задумываясь о буквальном смысле этих слов. В античной Греции водяные часы применяли для регламентации времени ораторов. В жарких странах с помощью клепсидры распределяли воду для полива. Наполнением сосудов ведали специально назначенные люди, и их, естественно, можно было подкупить. Но нерадивых пустословов не спасали никакие взятки. Ведь, опять же не случайно, появилось выражение "льет много воды", то есть говорит не по существу.
С водяными часами связано еще одно интересное выражение - "Чистое время". Если в период выступления оратора его кто-то прерывал, служитель затыкал отверстие в клепсидре. При продолжении выступления отверстие открывали. Таким образом, каждый из ораторов имел равное, чистое время, отведенное ему для формулирования веских аргументов или доводов защиты.
Водяные часы были, по существу, большими сосудами с отверстием для вытекания воды. В воде находился поплавок, к которому был прикреплен длинный стержень с выгравированной шкалой. Поплавок опускался в сосуде равномерно, поскольку снижение скорости истечения воды компенсировалось уменьшающимся внутренним диаметром сосуда.
Сосуд высотой около 1 м и шириной 40 см вмещал около 100 л воды. Такие часы могли работать в темное время суток от захода до восхода Солнца. Создавались водяные часы и других конструкций. Например, в сосуд с делениями постепенно наливалась вода. Клепсидра Ктезибия, созданная александрийским механиком во II веке до н. э., - это сложнейшее хронометрическое устройство, которое позволяло определять истинное, солнечное время и зимой и летом, независимо от продолжительности дня или ночи.
Часы для рудокопов
Шахтеры Древнего мира, добывая руду для выплавки серебра и железа, задумались о продолжительности своего трудового дня. Как измерить рабочее время, когда идти на обед, подниматься на поверхность. Солнечные часы бесполезны, водяные - неудобны. И решили использовать необходимый им для работы светильник еще и для измерения времени. В глиняную лампу наливалось такое количество масла, чтобы его хватило на рабочую смену. Когда масло было на исходе, рудокоп знал, что нужно подниматься наверх. Впоследствии глиняные лампы заменили стеклянными, со шкалой времени.
Огненные часы изготавливали даже из обычных свечей, нанося на них метки, соответствующие определенным промежуткам времени. Иногда такими свечами измеряли длину пути. Громадные свечи, метровой длины, медленно тлели в течение длительного времени. Путники говорили, что они прибудут в другой город, когда сгорят три свечи, а чтобы доехать до соседней деревни, достаточно одной свечи.
В Китае огненные часы были разнообразных форм, например в виде спирали. Материалом для горения служило растертое вместе с благовониями дерево. Иногда на палочки для горения в определенных местах укрепляли металлические шарики, которые каждый час падали в фарфоровую вазу - получались огненные часы с боем, или один шарик падал в то время, когда нужно было проснуться, - получался будильник.
"Во время боя склянки не бить!"
Что за склянки упоминаются в приказе времен Петра I? Это песочные часы, морские склянки. В прошлые времена песочные часы, не боявшиеся качки, служили для регламентации жизни на корабле. "Отбить склянки" означало бить в корабельный колокол по песочным часам по определенной системе. Особый сигнал - три тройных удара в колокол - звучал в полдень. Отличался сигнал и при смене вахт. В комплект корабельных склянок входило несколько песочных часов, рассчитанных на разные интервалы времени. Самые большие часы, четырехчасовые, назывались "часы-вахта". У вахтенного матроса, несшего службу времени на корабле, было специально оборудованное место, где были установлены морские склянки, подвешен колокол и укреплен циферблате часовой стрелкой. Матрос обязан был следить за склянками, вовремя их переворачивать, бить в колокол и переставлять вручную стрелку на деревянном циферблате. Во время сражения, согласно уставу, этой кропотливой работой не занимались. Конструкция песочных часов вся на виду. Стеклянный сосуд в виде двух воронок, приставленных друг к другу в узкой части, и песок. Кажется, никаких тайн и загадок. Но это не так. Совсем не случайно великий Ломоносов занимался усовершенствованием песочных часов. Он проводил химические опыты по выпариванию песка и добивался, чтобы песок был однородным, без примесей. Кроме того, Ломоносов пытался найти замену песку. Он предложил в песочных часах использовать крошечные металлические шарики.
"Приготовить медную или, если угодно, серебряную дробь, подобную мельчайшему и тончайшему песку. С этой целью вытянуть из металла тончайшие нити толщиной в волос; затем нарезать из них самые короткие цилиндрики так, чтобы их оси были приблизительно равны диаметру, приспособив для этого ножницы таким образом, чтобы отрезать сразу много кусков и сократить скучный труд. Достаточное количество этого материала смешать с толченым углем, положить в тигель, закрепить глиной и под действием огня расплавить, пока все частицы не обратятся в шарики. Эти шарики, очищенные от угля и отполированные трепелом в замшевом мешочке, будут весьма пригодны для устройства высыпных часов: они мелки, гладки, равны, тяжелее песка; и, в сущности, это будет жидкое вещество, поверхность которого свободна от колебания и от сцепления частиц"... Продолжение в следующем номере.
