§ 10. Вимірювання часу в давнину - Час і календар
- § 10. Вимірювання часу в давнину § 10. Вимірювання часу в давнину Історія розвитку годин - коштів...
- § 10. Вимірювання часу в давнину
- § 10. Вимірювання часу в давнину
- § 10. Вимірювання часу в давнину
- § 10. Вимірювання часу в давнину
- § 10. Вимірювання часу в давнину
- § 10. Вимірювання часу в давнину
- § 10. Вимірювання часу в давнину
- § 10. Вимірювання часу в давнину
- § 10. Вимірювання часу в давнину
- § 10. Вимірювання часу в давнину
- § 10. Вимірювання часу в давнину
- § 10. Вимірювання часу в давнину
- § 10. Вимірювання часу в давнину
- § 10. Вимірювання часу в давнину
§ 10. Вимірювання часу в давнину
§ 10. Вимірювання часу в давнину
Історія розвитку годин - коштів для вимірювання часу - одна з найцікавіших сторінок боротьби людського генія за розуміння і оволодіння силами природи.
Першими годинами було Сонце. Чим вище вона підіймалась на небосхилі, тим ближче до полудня, а чим нижче спускалося до обрію, тим ближче до вечора, і спочатку в кожних добі люди визначали тільки чотири «години»: ранок, полудень, вечір і ніч.
Мал. 7. Гномон
Сонячний годинник. Першими приладами для вимірювання часу були сонячні годинники. Люди давно помітили, що найдовші тіні від предметів, освітлених Сонцем, бувають вранці, до полудня вони коротшають, а до вечора знову подовжуються. Помітили вони також, що тіні протягом дня змінюють не тільки розміри, але і напрямок. Це явище і було використано для створення найпростіших сонячних годин - гномона [18] . Циферблатом такого годинника служить рівна горизонтальна площадка, на якій вертикально укріплений жердину (стрижень, платівка), який відкидає тінь (рис. 7). Вранці тінь від гномона звернена на захід, в обідню пору в нашому північній півкулі - на північ, а ввечері - на схід. Відповідно до положення тіні і визначається справжнє сонячне час [19] . Однак тінь від гномона в такому годиннику описує протягом дня не окружність, а більш складну криву, яка не залишається постійною не тільки в різні місяці року, але змінюється з кожним днем до дня.
Для позбавлення сонячного годинника від цього недоліку циферблат їх стали робити з кількох ліній з розподілами, кожна з яких призначалася для певного місяця року. Так, наприклад, давньогрецький астроном Аристарх Самоський (кінець IV - перша половина III ст. До н. Е.) Для своїх сонячних годин виконав циферблат в формі чаші з прокресленою на її внутрішній поверхні мережею ліній, а годинник давньогрецького астронома Евдокса (бл. 408 - ок. 355 рр. до н. з.) мали на плоскому циферблаті дуже складну мережу ліній, які отримали назву «Арахнея», що означає «павук».
Мал. 8. Екваторіальний сонячний годинник
Надалі астрономи зрозуміли, що для підвищення точності сонячних годин їх покажчик слід направити на полюс світу, т. Е. До тієї точки небосхилу, яка при обертанні Землі здається нерухомою. Якщо при цьому площину циферблата розташувати паралельно площині небесного екватора, т. Е. Перпендикулярно до стрижня, то кінець тіні стрижня стане описувати коло. Швидкість руху тіні буде рівномірною, і тому на такому циферблаті відстані по колу між часовими мітками (штрихами) виявляться рівними, і їх можна визначити з розрахунку 360 ° = 24 ч. Так були створені екваторіальні сонячний годинник, в яких дошка з циферблатом встановлювалася похило до горизонту під кутом = 90 ° -, де - географічна широта місця установки годин. На них ділення нанесені на обох сторонах циферблата (зверху і знизу), а покажчик проткнути наскрізь (рис. 8). Так, наприклад, при виготовленні екваторіальних сонячного годинника для широти = 55 ° 47 'кут нахилу циферблата повинен бути = 34 ° 13'. У такому годиннику протягом однієї частини року (в північній півкулі з березня по вересень) тінь від стрижня падає на циферблат зверху, а протягом другого - знизу, і тому годинник придатні для всіх днів року. Однак відлік часу, коли тінь падає знизу, скрутний.
Для усунення цього недоліку сонячний годинник стали робити з горизонтально розташованим циферблатом з розподілами, нанесеними з розрахунку tg x = tg t sin, де x - кут при центрі циферблата між полуденної лінією (лінією «північ - південь») і даними розподілом, t = To - 12 ч - годинний кут Сонця, а - географічна широта місцезнаходження годин. На такому циферблаті лінія, що проходить через штрихи, відповідні 6 і 18 годинах, буде перпендикулярна до полуденної лінії. Покажчиком в такому годиннику служить трикутник (рис. 9) з гострим кутом, рівним широті даної місцевості.
Мал. 9. Сонячний годинник з горизонтальним циферблатом
Встановлювався він так, щоб його площина була перпендикулярна до площини циферблата і збігалася з напрямком північ - південь, В такому годиннику швидкість переміщення тіні від трикутника нерівномірна, а тому кути на циферблаті, відповідні годинним проміжків часу, є нерівними.
У давнину сонячний годинник мали широке поширення. У Єгипті за гномон сонячного годинника брали високі обеліски. Паломники Індії користувалися палицями з вправленими в них мініатюрними сонячним годинником.
У 10 р. До н.е. е. за розпорядженням імператора Августа (63 р. до н.е.. - 14 р. н.е..) на честь перемоги над Єгиптом були створені в Римі великі сонячний годинник, гномоном для яких був гранітний обеліск заввишки близько 22 м і масою 250 т. на циферблаті цього годинника розміром 170 на 80 м тінь обеліска падала на 12 секторів зі знаками зодіаку (рис. 10); по годинах такого типу визначали не тільки час доби, а й дату і сезон року [20] .
Зодіаком в Стародавній Греції називали пояс на небосхилі, що включає 12 сузір'їв, розташованих уздовж екліптики. У далекій давнині пояс зодіаку ділили на частини по 30 °; вони мали назви тих сузір'їв, за якими проходила екліптика. У кожній такій частині - знаку зодіаку - Сонце при своєму річному русі знаходилося протягом одного місяця: в знаку Водолія - в січні - лютому, в знаку Риб - в лютому - березні, в знаку Овна - в березні - квітні, в знаку Тельця - в квітні - травні, в знаку Близнюків - в травні - червні, в знаку Рака - в червні - липні, в знаку Лева - в липні - серпні, в знаку Діви - в серпні - вересні, в знаку Терезів - у вересні - жовтні, в знаку Скорпіона - в жовтні - листопаді, в знаку Стрільця - в листопаді - грудні, в знаку Козерога - в грудні - січні. За час з початку нашої ери точка весняного рівнодення внаслідок прецесії змістилася майже на 30 °, і Сонце в грудні - січні проходить по сузір'ю Стрільця, в січні - лютому - по сузір'ю Козерога і т. Д., Але знаки зодіаку залишаються колишніми. Зараз вони практичного значення не мають, в давнину ж застосовувалися для складання гороскопів.
Мал. 20. Знаки зодіаку
В 1278 китайський імператор Кошу-Кінг, прагнучи підвищити точність сонячного годинника, побудував в Пекіні гномон, покажчик якого по висоті дорівнював 40 східцях. У Самарканді узбецький астроном Улугбек (1394-1449), онук відомого завойовника Тамерлана (1336-1405), прагнучи збільшити точність визначення часу за сонячним годинником, спорудив в 1430 р гномон, стрижень якого досягав висоти в 175 ступенів (близько 50 м).
Відомі сонячний годинник, у яких опівдні відзначався дзвінками. В інших годинах за допомогою відповідно встановленого і спрямованого запального скла сонячний промінь керував гарматою, змушуючи її стріляти в певний час.
Сонячний годинник не вимагали заводу, вони не зупинялися і навіть «йшли» правильніше, ніж деякі нинішні годинник, але з двома істотними застереженнями: тільки в денний час і в безхмарну погоду. Їх продовжували будувати аж до XVII і навіть XVIII ст.
Сонячний годинник, як стаціонарні, так і переносні, тривалий час широко використовувалися в суспільній практиці різними народами нашої країни. Стаціонарні годинник виготовлялися з каменю (переважно), рідше з металу і дерева і, як правило, великих розмірів, що дозволяло підвищити їх точність і бачити їх на значній відстані. Багато з них збереглися не тільки в музеях, а й на місці первісної їх установки.
Переносні сонячний годинник, що відрізняються порівняно невеликими розмірами, найчастіше виготовлялися з металу (латуні, бронзи, срібла), дорогих сортів дерева і навіть зі слонової кістки або черепашачого панцира. Для орієнтування по сторонах світу їх, як правило, постачали магнітною стрілкою.
До недавнього часу поява на Русі перших сонячних годин відносили до XV в. Однак при ремонті в м.Чернігові Спасо-Преображенського собору, побудованого в 1031-1036 рр., Був виявлений декор, неглибокі ніші якого зі своєрідним орнаментом представляли, як встановив історик Г. І. Петраш, елементи унікальних сонячних годин циліндричної форми.
Зі збережених документів відомо, що в 1614 р цар Михайло Федорович придбав у московського купця сонячний годинник, а пізніше в XVII в. «Годинник сонячні писані фарбами» були встановлені в палацовому комплексі Ізмайлово (під Москвою). Збереглися сонячний годинник і в селі Коломенському (підмосковна садиба російських царів), встановлені приблизно в той же час. На початку XVIII в. користувалися сонячним годинником, укріпленими на дзвіниці собору Святогорського монастиря, але час їх встановлення не відомо.
Наші співвітчизники, що ходили по північних морях, використовували так звані «матки», що представляють подобу переносних сонячного годинника, забезпечених компасом, що дозволяло орієнтуватися на море. Свідченням широкого використання нашими моряками сонячного годинника різного пристрою є знайдені радянськими вченими в 1940 р па північному березі Таймирського півострова шість сонячних годин, залишених там в 1617 р російської торгово-промислової експедицією.
У Ленінградському музеї Арктики і Антарктики зберігаються троє сонячного годинника, виявлених при розкопках в місті Мангазее в Сибіру. У документі, вперше опублікованому М. І. Бєляєвим в 1952 р, відзначається, що в «розпису товарам», який перевозив «вниз по Олені і морем на Индигирку річку і на Колиму і в інші сторонні річки», згадані «тринадцять маток в кістках ».
Серед майна, залишеного відомим діячем освіти Феофаном Прокоповичем (1681-1736), виявлено кілька сонячних годин, якими він користувався на своїй обсерваторії недалеко від Петергофа (нині Петродворец), і на обсерваторії Л. Д. Меньшикова (1673-1729), виробляючи астрономічні спостереження.
Велика увага сонячним годинником приділяли Петро I (1672-1725) і державний діяч Я. В. Брюс (1670-1735); вони особисто виготовили кілька годин, якими користувалися в астрономічній обсерваторії, яка перебувала між Петергофом і Оранієнбаумом (нині Ломоносов), і в обсерваторії князя А. Д. Меньшикова вони ж і організували підготовку годинних майстрів. Нещодавно реставровані сонячний годинник, встановлені свого часу на будівлі колишнього кадетського корпусу (на Василівському острові в Ленінграді), побудованому в 1738-1753 рр. Збереглися до нашого часу і два мармурових верствах стовпа (колишніх Царскосельской і Петергофской доріг) з сонячним годинником, що представляють квадратні мармурові плити з вартовими шкалами і гномоном, а в м Пушкіна (під Ленінградом) знаходяться і тепер обеліски з сонячним годинником. Більш досконалі сонячний годинник, що враховують зміна висоти Сонця протягом дня, демонструвалися в 1879 р на Раді Московського університету відомим етнографом Е. І. Якушин (1826-1905), отримані ним з Ярославської губернії (див. Книгу «Сонячний годинник і календарні системи народів СРСР »). До 40-х років нашого століття зберігалося кілька сонячних годин, встановлених в різний час в парках Ленінграда і його околиць. Чимало сонячного годинника було споруджено в XVII-XVIII ст. в різних містах, селах, селах нашої країни, особливо в Сибіру і північних районах. Оригінальні сонячний годинник на тумбі були побудовані в 1833 р в г, Таганрозі перед сходами, що ведуть до моря; вони збереглися до наших днів. Багато їх було в Москві і її околицях. Так, наприклад, годинник збереглися на будівлях Історико-архівного інституту, Новодівичого монастиря (побудований в 1525 р), в музеї-садибі Архангельське ... На території будинку-музею батька російської авіації М. Є. Жуковського (1847-1921) в селі Глухово Володимирській області збереглася кам'яна тумба з сонячним годинником, якими він користувався до 1919 р
У 1795 р князь Г. А. Потьомкін (1739-1791) заснував в містечку Дубровці в Білорусії фабрику з виготовлення сонячних годин, перекладену в тому ж році в село Купавна під Москвою; в ній з кріпаків готувалися майстри сонячного годинника.
Найостанніші сонячний годинник в нашій країні були побудовані в 1947 р до 800-річчя Москви на майданчику Московського планетарію. Годинник показує московський час з травня по вересень.
У зв'язку з 750-річчям міста Шяуляй (ЛітССР) в ньому створюється архітектурно-скульптурний ансамбль - тріада «Час - Сонце - Стрілець», відзначений Золотою медаллю Академії мистецтв СРСР, розроблений А. Черняускас, Р. Юрелой, А. Вішнюнасом і С. Кузма. Центральна частина ансамблю - площа, вимощена бруківкою і є циферблатом сонячних годин з числами, 12, 3 і 6, що символізують рік заснування міста (тисяча двісті тридцять шість). Стрілкою годинника служить залізобетонна 18-метрова колона з позолоченою фігурою стрілка.
Інтерес до сонячних годинників проявляється в різних країнах і в наш час. Так, наприклад, в ГДР налічується 1150 сонячних годин; з них близько 500 таких «хронометрів» використовуються і тепер, а інші зберігаються як культурно-історичні пам'ятники. У Чехословацької Соціалістичної Республіці збереглося кілька десятків годин-пам'яток; вони несли свою службу до кінця XVI ст., а деякі використовуються і зараз. До останніх відносяться годинник на фасаді Шварценбергського палацу, в саду колишнього Страгівського монастиря.
Через відсутність електроенергії під час блокади Ленінграда в 1941-1944 рр. з ініціативи В. І. Прянишникова були встановлені сонячні годинники на краю газону у Великого проспекту і Дев'ятої лінії на Василівському острові. Ними користувалися до закінчення Великої Вітчизняної війни.
Опівдні сонячного дня і тепер в Ленінграді можна перевірити годинник на ділянці вулиці Герцена від арки Головного Штабу до Невського проспекту, так як ця ділянка вулиці розташований точно по полуденної лінії (див. В книзі «Сонячний годинник ...»).
Мал. 11. Пісочний годинник
Пісочний годинник. Надалі були винайдені пісочний годинник. Ними можна було користуватися в будь-який час доби і незалежно від стану погоди. Їх частіше робили у вигляді двох воронкоподібних скляних посудин, поставлених один на інший (рис. 11). Верхній заповнювався піском до певного рівня. Тривалість висипання піску в нижній посудину і служила мірою часу. Такі годинники робили не тільки з двох, але і з більшої кількості судин. Так, наприклад, в одних годинах, що складалися з чотирьох судин, перший посудину опоражнівается за 15, другий - за 30, третій - за 45 хвилин, а четвертий - за 1 годину. Потім судини поверталися спеціально поставленим до них людиною і знову відраховували час, а обслуговує їх обличчя відзначало минулі годинник.
Пісочний годинник широко використовувалися на кораблях - так звані «корабельні склянки», які служили морякам для встановлення часу зміни вахт і відпочинку. У XIII в. сипучу масу для пісочного годинника готували з суміші піску і мармурової пилу, прокипяченной з вином і лимонним соком, повторюючи цю операцію до десяти разів і знімаючи при цьому з'являється накип. Така суміш сипучого матеріалу дозволяла дещо збільшити точність визначення часу. Тепер пісочний годинник широко використовуються переважно в медичній практиці.
Мал. 12. Вогненні годинник
Вогненні годинник. Більш зручними і не вимагають постійного нагляду були вогненні годинник, що мали широке поширення.
Одні з вогняних годин, якими користувалися рудокопи стародавнього світу, представляли собою глиняний посуд з такою кількістю масла, якого вистачало па 10 годин горіння світильника. З вигоранням масла в посудині рудокоп закінчував свою роботу в шахті.
У Китаї для вогненних годин зі спеціальних сортів дерева, розтертого в порошок, разом з пахощами готували тісто, з якого робили палички різної форми або частіше довгі, в декілька метрів спіралі (рис. 12). Такі палички (спіралі) могли горіти місяцями, не вимагаючи обслуговуючого персоналу.
Відомі вогненні годинник, що представляють одночасно і будильник (рис. 13). Для таких годин, а вони вперше з'явилися в Китаї, до спіралі або паличок в певних місцях подвешивались металеві кульки, які при згорянні спіралі (палички) падали в порцелянову вазу, виробляючи гучний дзвін.
Європейський варіант вогненних годин, якими особливо часто користувалися в монастирях, являв собою свічки, на яких наносилися мітки. Від згоряння відрізка свічки між мітками відповідало певного проміжку часу.
Однак точність вогненних годин, незалежно від їх конструкції, була дуже низька і багато в чому залежала від стану навколишнього середовища - доступу свіжого повітря, вітру та інших факторів.
Мал. 13. Вогненні годинник-будильник
Водяний годинник. Більш досконалими були водяний годинник, які на відміну від вогненних не вимагали систематичного поновлення. Водяні годинники були відомі і широко використовувалися в Древньому Єгипті, Юдеї, Вавилоні, Китаї. У Греції їх називали «клепсидрою» ( «злодійками води»).
Перші водяний годинник представляли посудину з отвором, з якого вода витікала за певний проміжок часу. Так, наприклад, в Африці, де відчувався брак води, людина, що відав її розподілом ( «укіль-ель-ма»), пускаючи воду на полі селянина, одночасно заповнював і судину. Після закінчення води з посудини припинялася подача води на полі селянина; її пускали на поля іншого хлібороба.
В подальшому створювалися водяний годинник самої різної конструкції, і визначення часу за такими годинах вироблялося по швидкості витікання води з однієї судини в іншій. Судини мали мітки, якими користувалися для відліку проміжків часу. Клепсидри використовували не тільки в побуті (особливо вночі), а й для регламентації часу виступи ораторів на громадських зборах і судах, при розлученні варт і в інших випадках.
Точність часу по сонячним, пісочним, вогненним і водяним годинами не перевищувала кількох хвилин і навіть десятків хвилин на добу, чого, втім, було досить для економічних і суспільних запитів того часу.
Своєрідні ручні «водяні» годинник з високою точністю ходу створені в наш час в Техаському університеті (США). Джерелом енергії для них є підсолена вода. Один раз в тиждень кілька крапель води пускаються в спеціальний отвір. Рекламується безвідмовна робота годин протягом десяти років, якщо вода буде в годинах постійно.
§ 10. Вимірювання часу в давнину
§ 10. Вимірювання часу в давнину
Історія розвитку годин - коштів для вимірювання часу - одна з найцікавіших сторінок боротьби людського генія за розуміння і оволодіння силами природи.
Першими годинами було Сонце. Чим вище вона підіймалась на небосхилі, тим ближче до полудня, а чим нижче спускалося до обрію, тим ближче до вечора, і спочатку в кожних добі люди визначали тільки чотири «години»: ранок, полудень, вечір і ніч.
Рис. 7. Гномон
Сонячний годинник. Першими приладами для вимірювання часу були сонячні годинники. Люди давно помітили, що найдовші тіні від предметів, освітлених Сонцем, бувають вранці, до полудня вони коротшають, а до вечора знову подовжуються. Помітили вони також, що тіні протягом дня змінюють не тільки розміри, але і напрямок. Це явище і було використано для створення найпростіших сонячних годин - гномона [18] . Циферблатом такого годинника служить рівна горизонтальна площадка, на якій вертикально укріплений жердину (стрижень, платівка), який відкидає тінь (рис. 7). Вранці тінь від гномона звернена на захід, в обідню пору в нашому північній півкулі - на північ, а ввечері - на схід. Відповідно до положення тіні і визначається справжнє сонячне час [19] . Однак тінь від гномона в такому годиннику описує протягом дня не окружність, а більш складну криву, яка не залишається постійною не тільки в різні місяці року, але змінюється з кожним днем до дня.
Для позбавлення сонячного годинника від цього недоліку циферблат їх стали робити з кількох ліній з розподілами, кожна з яких призначалася для певного місяця року. Так, наприклад, давньогрецький астроном Аристарх Самоський (кінець IV - перша половина III ст. До н. Е.) Для своїх сонячних годин виконав циферблат в формі чаші з прокресленою на її внутрішній поверхні мережею ліній, а годинник давньогрецького астронома Евдокса (бл. 408 - ок. 355 рр. до н. з.) мали на плоскому циферблаті дуже складну мережу ліній, які отримали назву «Арахнея», що означає «павук».
Рис. 8. Екваторіальний сонячний годинник
Надалі астрономи зрозуміли, що для підвищення точності сонячних годин їх покажчик слід направити на полюс світу, т. Е. До тієї точки небосхилу, яка при обертанні Землі здається нерухомою. Якщо при цьому площину циферблата розташувати паралельно площині небесного екватора, т. Е. Перпендикулярно до стрижня, то кінець тіні стрижня стане описувати коло. Швидкість руху тіні буде рівномірною, і тому на такому циферблаті відстані по колу між часовими мітками (штрихами) виявляться рівними, і їх можна визначити з розрахунку 360 ° = 24 ч. Так були створені екваторіальні сонячний годинник, в яких дошка з циферблатом встановлювалася похило до горизонту під кутом = 90 ° -, де - географічна широта місця установки годин. На них ділення нанесені на обох сторонах циферблата (зверху і знизу), а покажчик проткнути наскрізь (рис. 8). Так, наприклад, при виготовленні екваторіальних сонячного годинника для широти = 55 ° 47 'кут нахилу циферблата повинен бути = 34 ° 13'. У такому годиннику протягом однієї частини року (в північній півкулі з березня по вересень) тінь від стрижня падає на циферблат зверху, а протягом другого - знизу, і тому годинник придатні для всіх днів року. Однак відлік часу, коли тінь падає знизу, скрутний.
Для усунення цього недоліку сонячний годинник стали робити з горизонтально розташованим циферблатом з розподілами, нанесеними з розрахунку tg x = tg t sin, де x - кут при центрі циферблата між полуденної лінією (лінією «північ - південь») і даними розподілом, t = To - 12 ч - годинний кут Сонця, а - географічна широта місцезнаходження годин. На такому циферблаті лінія, що проходить через штрихи, відповідні 6 і 18 годинах, буде перпендикулярна до полуденної лінії. Покажчиком в такому годиннику служить трикутник (рис. 9) з гострим кутом, рівним широті даної місцевості.
Рис. 9. Сонячний годинник з горизонтальним циферблатом
Встановлювався він так, щоб його площина була перпендикулярна до площини циферблата і збігалася з напрямком північ - південь, В такому годиннику швидкість переміщення тіні від трикутника нерівномірна, а тому кути на циферблаті, відповідні годинним проміжків часу, є нерівними.
У давнину сонячний годинник мали широке поширення. У Єгипті за гномон сонячного годинника брали високі обеліски. Паломники Індії користувалися палицями з вправленими в них мініатюрними сонячним годинником.
У 10 р. До н.е. е. за розпорядженням імператора Августа (63 р. до н.е.. - 14 р. н.е..) на честь перемоги над Єгиптом були створені в Римі великі сонячний годинник, гномоном для яких був гранітний обеліск заввишки близько 22 м і масою 250 т. на циферблаті цього годинника розміром 170 на 80 м тінь обеліска падала на 12 секторів зі знаками зодіаку (рис. 10); по годинах такого типу визначали не тільки час доби, а й дату і сезон року [20] .
Зодіаком в Стародавній Греції називали пояс на небосхилі, що включає 12 сузір'їв, розташованих уздовж екліптики. У далекій давнині пояс зодіаку ділили на частини по 30 °; вони мали назви тих сузір'їв, за якими проходила екліптика. У кожній такій частині - знаку зодіаку - Сонце при своєму річному русі знаходилося протягом одного місяця: в знаку Водолія - в січні - лютому, в знаку Риб - в лютому - березні, в знаку Овна - в березні - квітні, в знаку Тельця - в квітні - травні, в знаку Близнюків - в травні - червні, в знаку Рака - в червні - липні, в знаку Лева - в липні - серпні, в знаку Діви - в серпні - вересні, в знаку Терезів - у вересні - жовтні, в знаку Скорпіона - в жовтні - листопаді, в знаку Стрільця - в листопаді - грудні, в знаку Козерога - в грудні - січні. За час з початку нашої ери точка весняного рівнодення внаслідок прецесії змістилася майже на 30 °, і Сонце в грудні - січні проходить по сузір'ю Стрільця, в січні - лютому - по сузір'ю Козерога і т. Д., Але знаки зодіаку залишаються колишніми. Зараз вони практичного значення не мають, в давнину ж застосовувалися для складання гороскопів.
Рис. 20. Знаки зодіаку
В 1278 китайський імператор Кошу-Кінг, прагнучи підвищити точність сонячного годинника, побудував в Пекіні гномон, покажчик якого по висоті дорівнював 40 східцях. У Самарканді узбецький астроном Улугбек (1394-1449), онук відомого завойовника Тамерлана (1336-1405), прагнучи збільшити точність визначення часу за сонячним годинником, спорудив в 1430 р гномон, стрижень якого досягав висоти в 175 ступенів (близько 50 м).
Відомі сонячний годинник, у яких опівдні відзначався дзвінками. В інших годинах за допомогою відповідно встановленого і спрямованого запального скла сонячний промінь керував гарматою, змушуючи її стріляти в певний час.
Сонячний годинник не вимагали заводу, вони не зупинялися і навіть «йшли» правильніше, ніж деякі нинішні годинник, але з двома істотними застереженнями: тільки в денний час і в безхмарну погоду. Їх продовжували будувати аж до XVII і навіть XVIII ст.
Сонячний годинник, як стаціонарні, так і переносні, тривалий час широко використовувалися в суспільній практиці різними народами нашої країни. Стаціонарні годинник виготовлялися з каменю (переважно), рідше з металу і дерева і, як правило, великих розмірів, що дозволяло підвищити їх точність і бачити їх на значній відстані. Багато з них збереглися не тільки в музеях, а й на місці первісної їх установки.
Переносні сонячний годинник, що відрізняються порівняно невеликими розмірами, найчастіше виготовлялися з металу (латуні, бронзи, срібла), дорогих сортів дерева і навіть зі слонової кістки або черепашачого панцира. Для орієнтування по сторонах світу їх, як правило, постачали магнітною стрілкою.
До недавнього часу поява на Русі перших сонячних годин відносили до XV в. Однак при ремонті в м.Чернігові Спасо-Преображенського собору, побудованого в 1031-1036 рр., Був виявлений декор, неглибокі ніші якого зі своєрідним орнаментом представляли, як встановив історик Г. І. Петраш, елементи унікальних сонячних годин циліндричної форми.
Зі збережених документів відомо, що в 1614 р цар Михайло Федорович придбав у московського купця сонячний годинник, а пізніше в XVII в. «Годинник сонячні писані фарбами» були встановлені в палацовому комплексі Ізмайлово (під Москвою). Збереглися сонячний годинник і в селі Коломенському (підмосковна садиба російських царів), встановлені приблизно в той же час. На початку XVIII в. користувалися сонячним годинником, укріпленими на дзвіниці собору Святогорського монастиря, але час їх встановлення не відомо.
Наші співвітчизники, що ходили по північних морях, використовували так звані «матки», що представляють подобу переносних сонячного годинника, забезпечених компасом, що дозволяло орієнтуватися на море. Свідченням широкого використання нашими моряками сонячного годинника різного пристрою є знайдені радянськими вченими в 1940 р па північному березі Таймирського півострова шість сонячних годин, залишених там в 1617 р російської торгово-промислової експедицією.
У Ленінградському музеї Арктики і Антарктики зберігаються троє сонячного годинника, виявлених при розкопках в місті Мангазее в Сибіру. У документі, вперше опублікованому М. І. Бєляєвим в 1952 р, відзначається, що в «розпису товарам», який перевозив «вниз по Олені і морем на Индигирку річку і на Колиму і в інші сторонні річки», згадані «тринадцять маток в кістках ».
Серед майна, залишеного відомим діячем освіти Феофаном Прокоповичем (1681-1736), виявлено кілька сонячних годин, якими він користувався на своїй обсерваторії недалеко від Петергофа (нині Петродворец), і на обсерваторії Л. Д. Меньшикова (1673-1729), виробляючи астрономічні спостереження.
Велика увага сонячним годинником приділяли Петро I (1672-1725) і державний діяч Я. В. Брюс (1670-1735); вони особисто виготовили кілька годин, якими користувалися в астрономічній обсерваторії, яка перебувала між Петергофом і Оранієнбаумом (нині Ломоносов), і в обсерваторії князя А. Д. Меньшикова вони ж і організували підготовку годинних майстрів. Нещодавно реставровані сонячний годинник, встановлені свого часу на будівлі колишнього кадетського корпусу (на Василівському острові в Ленінграді), побудованому в 1738-1753 рр. Збереглися до нашого часу і два мармурових верствах стовпа (колишніх Царскосельской і Петергофской доріг) з сонячним годинником, що представляють квадратні мармурові плити з вартовими шкалами і гномоном, а в м Пушкіна (під Ленінградом) знаходяться і тепер обеліски з сонячним годинником. Більш досконалі сонячний годинник, що враховують зміна висоти Сонця протягом дня, демонструвалися в 1879 р на Раді Московського університету відомим етнографом Е. І. Якушин (1826-1905), отримані ним з Ярославської губернії (див. Книгу «Сонячний годинник і календарні системи народів СРСР »). До 40-х років нашого століття зберігалося кілька сонячних годин, встановлених в різний час в парках Ленінграда і його околиць. Чимало сонячного годинника було споруджено в XVII-XVIII ст. в різних містах, селах, селах нашої країни, особливо в Сибіру і північних районах. Оригінальні сонячний годинник на тумбі були побудовані в 1833 р в г, Таганрозі перед сходами, що ведуть до моря; вони збереглися до наших днів. Багато їх було в Москві і її околицях. Так, наприклад, годинник збереглися на будівлях Історико-архівного інституту, Новодівичого монастиря (побудований в 1525 р), в музеї-садибі Архангельське ... На території будинку-музею батька російської авіації М. Є. Жуковського (1847-1921) в селі Глухово Володимирській області збереглася кам'яна тумба з сонячним годинником, якими він користувався до 1919 р
У 1795 р князь Г. А. Потьомкін (1739-1791) заснував в містечку Дубровці в Білорусії фабрику з виготовлення сонячних годин, перекладену в тому ж році в село Купавна під Москвою; в ній з кріпаків готувалися майстри сонячного годинника.
Найостанніші сонячний годинник в нашій країні були побудовані в 1947 р до 800-річчя Москви на майданчику Московського планетарію. Годинник показує московський час з травня по вересень.
У зв'язку з 750-річчям міста Шяуляй (ЛітССР) в ньому створюється архітектурно-скульптурний ансамбль - тріада «Час - Сонце - Стрілець», відзначений Золотою медаллю Академії мистецтв СРСР, розроблений А. Черняускас, Р. Юрелой, А. Вішнюнасом і С. Кузма. Центральна частина ансамблю - площа, вимощена бруківкою і є циферблатом сонячних годин з числами, 12, 3 і 6, що символізують рік заснування міста (1236). Стрілкою годинника служить залізобетонна 18-метрова колона з позолоченою фігурою стрілка.
Інтерес до сонячних годинників проявляється в різних країнах і в наш час. Так, наприклад, в ГДР налічується 1150 сонячних годин; з них близько 500 таких «хронометрів» використовуються і тепер, а інші зберігаються як культурно-історичні пам'ятники. У Чехословацької Соціалістичної Республіці збереглося кілька десятків годин-пам'яток; вони несли свою службу до кінця XVI ст., а деякі використовуються і зараз. До останніх відносяться годинник на фасаді Шварценбергського палацу, в саду колишнього Страгівського монастиря.
Через відсутність електроенергії під час блокади Ленінграда в 1941-1944 рр. з ініціативи В. І. Прянишникова були встановлені сонячні годинники на краю газону у Великого проспекту і Дев'ятої лінії на Василівському острові. Ними користувалися до закінчення Великої Вітчизняної війни.
Опівдні сонячного дня і тепер в Ленінграді можна перевірити годинник на ділянці вулиці Герцена від арки Головного Штабу до Невського проспекту, так як ця ділянка вулиці розташований точно по полуденної лінії (див. В книзі «Сонячний годинник ...»).
Рис. 11. Пісочний годинник
Пісочний годинник. Надалі були винайдені пісочний годинник. Ними можна було користуватися в будь-який час доби і незалежно від стану погоди. Їх частіше робили у вигляді двох воронкоподібних скляних посудин, поставлених один на інший (рис. 11). Верхній заповнювався піском до певного рівня. Тривалість висипання піску в нижній посудину і служила мірою часу. Такі годинники робили не тільки з двох, але і з більшої кількості судин. Так, наприклад, в одних годинах, що складалися з чотирьох судин, перший посудину опоражнівается за 15, другий - за 30, третій - за 45 хвилин, а четвертий - за 1 годину. Потім судини поверталися спеціально поставленим до них людиною і знову відраховували час, а обслуговує їх обличчя відзначало минулі годинник.
Пісочний годинник широко використовувалися на кораблях - так звані «корабельні склянки», які служили морякам для встановлення часу зміни вахт і відпочинку. У XIII в. сипучу масу для пісочного годинника готували з суміші піску і мармурової пилу, прокипяченной з вином і лимонним соком, повторюючи цю операцію до десяти разів і знімаючи при цьому з'являється накип. Така суміш сипучого матеріалу дозволяла дещо збільшити точність визначення часу. Тепер пісочний годинник широко використовуються переважно в медичній практиці.
Рис. 12. Вогненні годинник
Вогненні годинник. Більш зручними і не вимагають постійного нагляду були вогненні годинник, що мали широке поширення.
Одні з вогняних годин, якими користувалися рудокопи стародавнього світу, представляли собою глиняний посуд з такою кількістю масла, якого вистачало па 10 годин горіння світильника. З вигоранням масла в посудині рудокоп закінчував свою роботу в шахті.
У Китаї для вогненних годин зі спеціальних сортів дерева, розтертого в порошок, разом з пахощами готували тісто, з якого робили палички різної форми або частіше довгі, в декілька метрів спіралі (рис. 12). Такі палички (спіралі) могли горіти місяцями, не вимагаючи обслуговуючого персоналу.
Відомі вогненні годинник, що представляють одночасно і будильник (рис. 13). Для таких годин, а вони вперше з'явилися в Китаї, до спіралі або паличок в певних місцях подвешивались металеві кульки, які при згорянні спіралі (палички) падали в порцелянову вазу, виробляючи гучний дзвін.
Європейський варіант вогненних годин, якими особливо часто користувалися в монастирях, являв собою свічки, на яких наносилися мітки. Від згоряння відрізка свічки між мітками відповідало певного проміжку часу.
Однак точність вогненних годин, незалежно від їх конструкції, була дуже низька і багато в чому залежала від стану навколишнього середовища - доступу свіжого повітря, вітру та інших факторів.
Рис. 13. Вогненні годинник-будильник
Водяний годинник. Більш досконалими були водяний годинник, які на відміну від вогненних не вимагали систематичного поновлення. Водяні годинники були відомі і широко використовувалися в Древньому Єгипті, Юдеї, Вавилоні, Китаї. У Греції їх називали «клепсидрою» ( «злодійками води»).
Перші водяний годинник представляли посудину з отвором, з якого вода витікала за певний проміжок часу. Так, наприклад, в Африці, де відчувався брак води, людина, що відав її розподілом ( «укіль-ель-ма»), пускаючи воду на полі селянина, одночасно заповнював і судину. Після закінчення води з посудини припинялася подача води на полі селянина; її пускали на поля іншого хлібороба.
§ 10. Вимірювання часу в давнину
§ 10. Вимірювання часу в давнину
Історія розвитку годин - коштів для вимірювання часу - одна з найцікавіших сторінок боротьби людського генія за розуміння і оволодіння силами природи.
Першими годинами було Сонце. Чим вище вона підіймалась на небосхилі, тим ближче до полудня, а чим нижче спускалося до обрію, тим ближче до вечора, і спочатку в кожних добі люди визначали тільки чотири «години»: ранок, полудень, вечір і ніч.
Рис. 7. Гномон
Сонячний годинник. Першими приладами для вимірювання часу були сонячні годинники. Люди давно помітили, що найдовші тіні від предметів, освітлених Сонцем, бувають вранці, до полудня вони коротшають, а до вечора знову подовжуються. Помітили вони також, що тіні протягом дня змінюють не тільки розміри, але і напрямок. Це явище і було використано для створення найпростіших сонячних годин - гномона [18] . Циферблатом такого годинника служить рівна горизонтальна площадка, на якій вертикально укріплений жердину (стрижень, платівка), який відкидає тінь (рис. 7). Вранці тінь від гномона звернена на захід, в обідню пору в нашому північній півкулі - на північ, а ввечері - на схід. Відповідно до положення тіні і визначається справжнє сонячне час [19] . Однак тінь від гномона в такому годиннику описує протягом дня не окружність, а більш складну криву, яка не залишається постійною не тільки в різні місяці року, але змінюється з кожним днем до дня.
Для позбавлення сонячного годинника від цього недоліку циферблат їх стали робити з кількох ліній з розподілами, кожна з яких призначалася для певного місяця року. Так, наприклад, давньогрецький астроном Аристарх Самоський (кінець IV - перша половина III ст. До н. Е.) Для своїх сонячних годин виконав циферблат в формі чаші з прокресленою на її внутрішній поверхні мережею ліній, а годинник давньогрецького астронома Евдокса (бл. 408 - ок. 355 рр. до н. з.) мали на плоскому циферблаті дуже складну мережу ліній, які отримали назву «Арахнея», що означає «павук».
Рис. 8. Екваторіальний сонячний годинник
Надалі астрономи зрозуміли, що для підвищення точності сонячних годин їх покажчик слід направити на полюс світу, т. Е. До тієї точки небосхилу, яка при обертанні Землі здається нерухомою. Якщо при цьому площину циферблата розташувати паралельно площині небесного екватора, т. Е. Перпендикулярно до стрижня, то кінець тіні стрижня стане описувати коло. Швидкість руху тіні буде рівномірною, і тому на такому циферблаті відстані по колу між часовими мітками (штрихами) виявляться рівними, і їх можна визначити з розрахунку 360 ° = 24 ч. Так були створені екваторіальні сонячний годинник, в яких дошка з циферблатом встановлювалася похило до горизонту під кутом = 90 ° -, де - географічна широта місця установки годин. На них ділення нанесені на обох сторонах циферблата (зверху і знизу), а покажчик проткнути наскрізь (рис. 8). Так, наприклад, при виготовленні екваторіальних сонячного годинника для широти = 55 ° 47 'кут нахилу циферблата повинен бути = 34 ° 13'. У такому годиннику протягом однієї частини року (в північній півкулі з березня по вересень) тінь від стрижня падає на циферблат зверху, а протягом другого - знизу, і тому годинник придатні для всіх днів року. Однак відлік часу, коли тінь падає знизу, скрутний.
Для усунення цього недоліку сонячний годинник стали робити з горизонтально розташованим циферблатом з розподілами, нанесеними з розрахунку tg x = tg t sin, де x - кут при центрі циферблата між полуденної лінією (лінією «північ - південь») і даними розподілом, t = To - 12 ч - годинний кут Сонця, а - географічна широта місцезнаходження годин. На такому циферблаті лінія, що проходить через штрихи, відповідні 6 і 18 годинах, буде перпендикулярна до полуденної лінії. Покажчиком в такому годиннику служить трикутник (рис. 9) з гострим кутом, рівним широті даної місцевості.
Рис. 9. Сонячний годинник з горизонтальним циферблатом
Встановлювався він так, щоб його площина була перпендикулярна до площини циферблата і збігалася з напрямком північ - південь, В такому годиннику швидкість переміщення тіні від трикутника нерівномірна, а тому кути на циферблаті, відповідні годинним проміжків часу, є нерівними.
У давнину сонячний годинник мали широке поширення. У Єгипті за гномон сонячного годинника брали високі обеліски. Паломники Індії користувалися палицями з вправленими в них мініатюрними сонячним годинником.
У 10 р. До н.е. е. за розпорядженням імператора Августа (63 р. до н.е.. - 14 р. н.е..) на честь перемоги над Єгиптом були створені в Римі великі сонячний годинник, гномоном для яких був гранітний обеліск заввишки близько 22 м і масою 250 т. на циферблаті цього годинника розміром 170 на 80 м тінь обеліска падала на 12 секторів зі знаками зодіаку (рис. 10); по годинах такого типу визначали не тільки час доби, а й дату і сезон року [20] .
Зодіаком в Стародавній Греції називали пояс на небосхилі, що включає 12 сузір'їв, розташованих уздовж екліптики. У далекій давнині пояс зодіаку ділили на частини по 30 °; вони мали назви тих сузір'їв, за якими проходила екліптика. У кожній такій частині - знаку зодіаку - Сонце при своєму річному русі знаходилося протягом одного місяця: в знаку Водолія - в січні - лютому, в знаку Риб - в лютому - березні, в знаку Овна - в березні - квітні, в знаку Тельця - в квітні - травні, в знаку Близнюків - в травні - червні, в знаку Рака - в червні - липні, в знаку Лева - в липні - серпні, в знаку Діви - в серпні - вересні, в знаку Терезів - у вересні - жовтні, в знаку Скорпіона - в жовтні - листопаді, в знаку Стрільця - в листопаді - грудні, в знаку Козерога - в грудні - січні. За час з початку нашої ери точка весняного рівнодення внаслідок прецесії змістилася майже на 30 °, і Сонце в грудні - січні проходить по сузір'ю Стрільця, в січні - лютому - по сузір'ю Козерога і т. Д., Але знаки зодіаку залишаються колишніми. Зараз вони практичного значення не мають, в давнину ж застосовувалися для складання гороскопів.
Рис. 20. Знаки зодіаку
В 1278 китайський імператор Кошу-Кінг, прагнучи підвищити точність сонячного годинника, побудував в Пекіні гномон, покажчик якого по висоті дорівнював 40 східцях. У Самарканді узбецький астроном Улугбек (1394-1449), онук відомого завойовника Тамерлана (1336-1405), прагнучи збільшити точність визначення часу за сонячним годинником, спорудив в 1430 р гномон, стрижень якого досягав висоти в 175 ступенів (близько 50 м).
Відомі сонячний годинник, у яких опівдні відзначався дзвінками. В інших годинах за допомогою відповідно встановленого і спрямованого запального скла сонячний промінь керував гарматою, змушуючи її стріляти в певний час.
Сонячний годинник не вимагали заводу, вони не зупинялися і навіть «йшли» правильніше, ніж деякі нинішні годинник, але з двома істотними застереженнями: тільки в денний час і в безхмарну погоду. Їх продовжували будувати аж до XVII і навіть XVIII ст.
Сонячний годинник, як стаціонарні, так і переносні, тривалий час широко використовувалися в суспільній практиці різними народами нашої країни. Стаціонарні годинник виготовлялися з каменю (переважно), рідше з металу і дерева і, як правило, великих розмірів, що дозволяло підвищити їх точність і бачити їх на значній відстані. Багато з них збереглися не тільки в музеях, а й на місці первісної їх установки.
Переносні сонячний годинник, що відрізняються порівняно невеликими розмірами, найчастіше виготовлялися з металу (латуні, бронзи, срібла), дорогих сортів дерева і навіть зі слонової кістки або черепашачого панцира. Для орієнтування по сторонах світу їх, як правило, постачали магнітною стрілкою.
До недавнього часу поява на Русі перших сонячних годин відносили до XV в. Однак при ремонті в м.Чернігові Спасо-Преображенського собору, побудованого в 1031-1036 рр., Був виявлений декор, неглибокі ніші якого зі своєрідним орнаментом представляли, як встановив історик Г. І. Петраш, елементи унікальних сонячних годин циліндричної форми.
Зі збережених документів відомо, що в 1614 р цар Михайло Федорович придбав у московського купця сонячний годинник, а пізніше в XVII в. «Годинник сонячні писані фарбами» були встановлені в палацовому комплексі Ізмайлово (під Москвою). Збереглися сонячний годинник і в селі Коломенському (підмосковна садиба російських царів), встановлені приблизно в той же час. На початку XVIII в. користувалися сонячним годинником, укріпленими на дзвіниці собору Святогорського монастиря, але час їх встановлення не відомо.
Наші співвітчизники, що ходили по північних морях, використовували так звані «матки», що представляють подобу переносних сонячного годинника, забезпечених компасом, що дозволяло орієнтуватися на море. Свідченням широкого використання нашими моряками сонячного годинника різного пристрою є знайдені радянськими вченими в 1940 р па північному березі Таймирського півострова шість сонячних годин, залишених там в 1617 р російської торгово-промислової експедицією.
У Ленінградському музеї Арктики і Антарктики зберігаються троє сонячного годинника, виявлених при розкопках в місті Мангазее в Сибіру. У документі, вперше опублікованому М. І. Бєляєвим в 1952 р, відзначається, що в «розпису товарам», який перевозив «вниз по Олені і морем на Индигирку річку і на Колиму і в інші сторонні річки», згадані «тринадцять маток в кістках ».
Серед майна, залишеного відомим діячем освіти Феофаном Прокоповичем (1681-1736), виявлено кілька сонячних годин, якими він користувався на своїй обсерваторії недалеко від Петергофа (нині Петродворец), і на обсерваторії Л. Д. Меньшикова (1673-1729), виробляючи астрономічні спостереження.
Велика увага сонячним годинником приділяли Петро I (1672-1725) і державний діяч Я. В. Брюс (1670-1735); вони особисто виготовили кілька годин, якими користувалися в астрономічній обсерваторії, яка перебувала між Петергофом і Оранієнбаумом (нині Ломоносов), і в обсерваторії князя А. Д. Меньшикова вони ж і організували підготовку годинних майстрів. Нещодавно реставровані сонячний годинник, встановлені свого часу на будівлі колишнього кадетського корпусу (на Василівському острові в Ленінграді), побудованому в 1738-1753 рр. Збереглися до нашого часу і два мармурових верствах стовпа (колишніх Царскосельской і Петергофской доріг) з сонячним годинником, що представляють квадратні мармурові плити з вартовими шкалами і гномоном, а в м Пушкіна (під Ленінградом) знаходяться і тепер обеліски з сонячним годинником. Більш досконалі сонячний годинник, що враховують зміна висоти Сонця протягом дня, демонструвалися в 1879 р на Раді Московського університету відомим етнографом Е. І. Якушин (1826-1905), отримані ним з Ярославської губернії (див. Книгу «Сонячний годинник і календарні системи народів СРСР »). До 40-х років нашого століття зберігалося кілька сонячних годин, встановлених в різний час в парках Ленінграда і його околиць. Чимало сонячного годинника було споруджено в XVII-XVIII ст. в різних містах, селах, селах нашої країни, особливо в Сибіру і північних районах. Оригінальні сонячний годинник на тумбі були побудовані в 1833 р в г, Таганрозі перед сходами, що ведуть до моря; вони збереглися до наших днів. Багато їх було в Москві і її околицях. Так, наприклад, годинник збереглися на будівлях Історико-архівного інституту, Новодівичого монастиря (побудований в 1525 р), в музеї-садибі Архангельське ... На території будинку-музею батька російської авіації М. Є. Жуковського (1847-1921) в селі Глухово Володимирській області збереглася кам'яна тумба з сонячним годинником, якими він користувався до 1919 р
У 1795 р князь Г. А. Потьомкін (1739-1791) заснував в містечку Дубровці в Білорусії фабрику з виготовлення сонячних годин, перекладену в тому ж році в село Купавна під Москвою; в ній з кріпаків готувалися майстри сонячного годинника.
Найостанніші сонячний годинник в нашій країні були побудовані в 1947 р до 800-річчя Москви на майданчику Московського планетарію. Годинник показує московський час з травня по вересень.
У зв'язку з 750-річчям міста Шяуляй (ЛітССР) в ньому створюється архітектурно-скульптурний ансамбль - тріада «Час - Сонце - Стрілець», відзначений Золотою медаллю Академії мистецтв СРСР, розроблений А. Черняускас, Р. Юрелой, А. Вішнюнасом і С. Кузма. Центральна частина ансамблю - площа, вимощена бруківкою і є циферблатом сонячних годин з числами, 12, 3 і 6, що символізують рік заснування міста (1236). Стрілкою годинника служить залізобетонна 18-метрова колона з позолоченою фігурою стрілка.
Інтерес до сонячних годинників проявляється в різних країнах і в наш час. Так, наприклад, в ГДР налічується 1150 сонячних годин; з них близько 500 таких «хронометрів» використовуються і тепер, а інші зберігаються як культурно-історичні пам'ятники. У Чехословацької Соціалістичної Республіці збереглося кілька десятків годин-пам'яток; вони несли свою службу до кінця XVI ст., а деякі використовуються і зараз. До останніх відносяться годинник на фасаді Шварценбергського палацу, в саду колишнього Страгівського монастиря.
Через відсутність електроенергії під час блокади Ленінграда в 1941-1944 рр. з ініціативи В. І. Прянишникова були встановлені сонячні годинники на краю газону у Великого проспекту і Дев'ятої лінії на Василівському острові. Ними користувалися до закінчення Великої Вітчизняної війни.
Опівдні сонячного дня і тепер в Ленінграді можна перевірити годинник на ділянці вулиці Герцена від арки Головного Штабу до Невського проспекту, так як ця ділянка вулиці розташований точно по полуденної лінії (див. В книзі «Сонячний годинник ...»).
Рис. 11. Пісочний годинник
Пісочний годинник. Надалі були винайдені пісочний годинник. Ними можна було користуватися в будь-який час доби і незалежно від стану погоди. Їх частіше робили у вигляді двох воронкоподібних скляних посудин, поставлених один на інший (рис. 11). Верхній заповнювався піском до певного рівня. Тривалість висипання піску в нижній посудину і служила мірою часу. Такі годинники робили не тільки з двох, але і з більшої кількості судин. Так, наприклад, в одних годинах, що складалися з чотирьох судин, перший посудину опоражнівается за 15, другий - за 30, третій - за 45 хвилин, а четвертий - за 1 годину. Потім судини поверталися спеціально поставленим до них людиною і знову відраховували час, а обслуговує їх обличчя відзначало минулі годинник.
Пісочний годинник широко використовувалися на кораблях - так звані «корабельні склянки», які служили морякам для встановлення часу зміни вахт і відпочинку. У XIII в. сипучу масу для пісочного годинника готували з суміші піску і мармурової пилу, прокипяченной з вином і лимонним соком, повторюючи цю операцію до десяти разів і знімаючи при цьому з'являється накип. Така суміш сипучого матеріалу дозволяла дещо збільшити точність визначення часу. Тепер пісочний годинник широко використовуються переважно в медичній практиці.
Рис. 12. Вогненні годинник
Вогненні годинник. Більш зручними і не вимагають постійного нагляду були вогненні годинник, що мали широке поширення.
Одні з вогняних годин, якими користувалися рудокопи стародавнього світу, представляли собою глиняний посуд з такою кількістю масла, якого вистачало па 10 годин горіння світильника. З вигоранням масла в посудині рудокоп закінчував свою роботу в шахті.
У Китаї для вогненних годин зі спеціальних сортів дерева, розтертого в порошок, разом з пахощами готували тісто, з якого робили палички різної форми або частіше довгі, в декілька метрів спіралі (рис. 12). Такі палички (спіралі) могли горіти місяцями, не вимагаючи обслуговуючого персоналу.
Відомі вогненні годинник, що представляють одночасно і будильник (рис. 13). Для таких годин, а вони вперше з'явилися в Китаї, до спіралі або паличок в певних місцях подвешивались металеві кульки, які при згорянні спіралі (палички) падали в порцелянову вазу, виробляючи гучний дзвін.
Європейський варіант вогненних годин, якими особливо часто користувалися в монастирях, являв собою свічки, на яких наносилися мітки. Від згоряння відрізка свічки між мітками відповідало певного проміжку часу.
Однак точність вогненних годин, незалежно від їх конструкції, була дуже низька і багато в чому залежала від стану навколишнього середовища - доступу свіжого повітря, вітру та інших факторів.
Рис. 13. Вогненні годинник-будильник
Водяний годинник. Більш досконалими були водяний годинник, які на відміну від вогненних не вимагали систематичного поновлення. Водяні годинники були відомі і широко використовувалися в Древньому Єгипті, Юдеї, Вавилоні, Китаї. У Греції їх називали «клепсидрою» ( «злодійками води»).
Перші водяний годинник представляли посудину з отвором, з якого вода витікала за певний проміжок часу. Так, наприклад, в Африці, де відчувався брак води, людина, що відав її розподілом ( «укіль-ель-ма»), пускаючи воду на полі селянина, одночасно заповнював і судину. Після закінчення води з посудини припинялася подача води на полі селянина; її пускали на поля іншого хлібороба.
§ 10. Вимірювання часу в давнину
§ 10. Вимірювання часу в давнину
Історія розвитку годин - коштів для вимірювання часу - одна з найцікавіших сторінок боротьби людського генія за розуміння і оволодіння силами природи.
Першими годинами було Сонце. Чим вище вона підіймалась на небосхилі, тим ближче до полудня, а чим нижче спускалося до обрію, тим ближче до вечора, і спочатку в кожних добі люди визначали тільки чотири «години»: ранок, полудень, вечір і ніч.
Рис. 7. Гномон
Сонячний годинник. Першими приладами для вимірювання часу були сонячні годинники. Люди давно помітили, що найдовші тіні від предметів, освітлених Сонцем, бувають вранці, до полудня вони коротшають, а до вечора знову подовжуються. Помітили вони також, що тіні протягом дня змінюють не тільки розміри, але і напрямок. Це явище і було використано для створення найпростіших сонячних годин - гномона [18] . Циферблатом такого годинника служить рівна горизонтальна площадка, на якій вертикально укріплений жердину (стрижень, платівка), який відкидає тінь (рис. 7). Вранці тінь від гномона звернена на захід, в обідню пору в нашому північній півкулі - на північ, а ввечері - на схід. Відповідно до положення тіні і визначається справжнє сонячне час [19] . Однак тінь від гномона в такому годиннику описує протягом дня не окружність, а більш складну криву, яка не залишається постійною не тільки в різні місяці року, але змінюється з кожним днем до дня.
Для позбавлення сонячного годинника від цього недоліку циферблат їх стали робити з кількох ліній з розподілами, кожна з яких призначалася для певного місяця року. Так, наприклад, давньогрецький астроном Аристарх Самоський (кінець IV - перша половина III ст. До н. Е.) Для своїх сонячних годин виконав циферблат в формі чаші з прокресленою на її внутрішній поверхні мережею ліній, а годинник давньогрецького астронома Евдокса (бл. 408 - ок. 355 рр. до н. з.) мали на плоскому циферблаті дуже складну мережу ліній, які отримали назву «Арахнея», що означає «павук».
Рис. 8. Екваторіальний сонячний годинник
Надалі астрономи зрозуміли, що для підвищення точності сонячних годин їх покажчик слід направити на полюс світу, т. Е. До тієї точки небосхилу, яка при обертанні Землі здається нерухомою. Якщо при цьому площину циферблата розташувати паралельно площині небесного екватора, т. Е. Перпендикулярно до стрижня, то кінець тіні стрижня стане описувати коло. Швидкість руху тіні буде рівномірною, і тому на такому циферблаті відстані по колу між часовими мітками (штрихами) виявляться рівними, і їх можна визначити з розрахунку 360 ° = 24 ч. Так були створені екваторіальні сонячний годинник, в яких дошка з циферблатом встановлювалася похило до горизонту під кутом = 90 ° -, де - географічна широта місця установки годин. На них ділення нанесені на обох сторонах циферблата (зверху і знизу), а покажчик проткнути наскрізь (рис. 8). Так, наприклад, при виготовленні екваторіальних сонячного годинника для широти = 55 ° 47 'кут нахилу циферблата повинен бути = 34 ° 13'. У такому годиннику протягом однієї частини року (в північній півкулі з березня по вересень) тінь від стрижня падає на циферблат зверху, а протягом другого - знизу, і тому годинник придатні для всіх днів року. Однак відлік часу, коли тінь падає знизу, скрутний.
Для усунення цього недоліку сонячний годинник стали робити з горизонтально розташованим циферблатом з розподілами, нанесеними з розрахунку tg x = tg t sin, де x - кут при центрі циферблата між полуденної лінією (лінією «північ - південь») і даними розподілом, t = To - 12 ч - годинний кут Сонця, а - географічна широта місцезнаходження годин. На такому циферблаті лінія, що проходить через штрихи, відповідні 6 і 18 годинах, буде перпендикулярна до полуденної лінії. Покажчиком в такому годиннику служить трикутник (рис. 9) з гострим кутом, рівним широті даної місцевості.
Рис. 9. Сонячний годинник з горизонтальним циферблатом
Встановлювався він так, щоб його площина була перпендикулярна до площини циферблата і збігалася з напрямком північ - південь, В такому годиннику швидкість переміщення тіні від трикутника нерівномірна, а тому кути на циферблаті, відповідні годинним проміжків часу, є нерівними.
У давнину сонячний годинник мали широке поширення. У Єгипті за гномон сонячного годинника брали високі обеліски. Паломники Індії користувалися палицями з вправленими в них мініатюрними сонячним годинником.
У 10 р. До н.е. е. за розпорядженням імператора Августа (63 р. до н.е.. - 14 р. н.е..) на честь перемоги над Єгиптом були створені в Римі великі сонячний годинник, гномоном для яких був гранітний обеліск заввишки близько 22 м і масою 250 т. на циферблаті цього годинника розміром 170 на 80 м тінь обеліска падала на 12 секторів зі знаками зодіаку (рис. 10); по годинах такого типу визначали не тільки час доби, а й дату і сезон року [20] .
Зодіаком в Стародавній Греції називали пояс на небосхилі, що включає 12 сузір'їв, розташованих уздовж екліптики. У далекій давнині пояс зодіаку ділили на частини по 30 °; вони мали назви тих сузір'їв, за якими проходила екліптика. У кожній такій частині - знаку зодіаку - Сонце при своєму річному русі знаходилося протягом одного місяця: в знаку Водолія - в січні - лютому, в знаку Риб - в лютому - березні, в знаку Овна - в березні - квітні, в знаку Тельця - в квітні - травні, в знаку Близнюків - в травні - червні, в знаку Рака - в червні - липні, в знаку Лева - в липні - серпні, в знаку Діви - в серпні - вересні, в знаку Терезів - у вересні - жовтні, в знаку Скорпіона - в жовтні - листопаді, в знаку Стрільця - в листопаді - грудні, в знаку Козерога - в грудні - січні. За час з початку нашої ери точка весняного рівнодення внаслідок прецесії змістилася майже на 30 °, і Сонце в грудні - січні проходить по сузір'ю Стрільця, в січні - лютому - по сузір'ю Козерога і т. Д., Але знаки зодіаку залишаються колишніми. Зараз вони практичного значення не мають, в давнину ж застосовувалися для складання гороскопів.
Рис. 20. Знаки зодіаку
В 1278 китайський імператор Кошу-Кінг, прагнучи підвищити точність сонячного годинника, побудував в Пекіні гномон, покажчик якого по висоті дорівнював 40 східцях. У Самарканді узбецький астроном Улугбек (1394-1449), онук відомого завойовника Тамерлана (1336-1405), прагнучи збільшити точність визначення часу за сонячним годинником, спорудив в 1430 р гномон, стрижень якого досягав висоти в 175 ступенів (близько 50 м).
Відомі сонячний годинник, у яких опівдні відзначався дзвінками. В інших годинах за допомогою відповідно встановленого і спрямованого запального скла сонячний промінь керував гарматою, змушуючи її стріляти в певний час.
Сонячний годинник не вимагали заводу, вони не зупинялися і навіть «йшли» правильніше, ніж деякі нинішні годинник, але з двома істотними застереженнями: тільки в денний час і в безхмарну погоду. Їх продовжували будувати аж до XVII і навіть XVIII ст.
Сонячний годинник, як стаціонарні, так і переносні, тривалий час широко використовувалися в суспільній практиці різними народами нашої країни. Стаціонарні годинник виготовлялися з каменю (переважно), рідше з металу і дерева і, як правило, великих розмірів, що дозволяло підвищити їх точність і бачити їх на значній відстані. Багато з них збереглися не тільки в музеях, а й на місці первісної їх установки.
Переносні сонячний годинник, що відрізняються порівняно невеликими розмірами, найчастіше виготовлялися з металу (латуні, бронзи, срібла), дорогих сортів дерева і навіть зі слонової кістки або черепашачого панцира. Для орієнтування по сторонах світу їх, як правило, постачали магнітною стрілкою.
До недавнього часу поява на Русі перших сонячних годин відносили до XV в. Однак при ремонті в м.Чернігові Спасо-Преображенського собору, побудованого в 1031-1036 рр., Був виявлений декор, неглибокі ніші якого зі своєрідним орнаментом представляли, як встановив історик Г. І. Петраш, елементи унікальних сонячних годин циліндричної форми.
Зі збережених документів відомо, що в 1614 р цар Михайло Федорович придбав у московського купця сонячний годинник, а пізніше в XVII в. «Годинник сонячні писані фарбами» були встановлені в палацовому комплексі Ізмайлово (під Москвою). Збереглися сонячний годинник і в селі Коломенському (підмосковна садиба російських царів), встановлені приблизно в той же час. На початку XVIII в. користувалися сонячним годинником, укріпленими на дзвіниці собору Святогорського монастиря, але час їх встановлення не відомо.
Наші співвітчизники, що ходили по північних морях, використовували так звані «матки», що представляють подобу переносних сонячного годинника, забезпечених компасом, що дозволяло орієнтуватися на море. Свідченням широкого використання нашими моряками сонячного годинника різного пристрою є знайдені радянськими вченими в 1940 р па північному березі Таймирського півострова шість сонячних годин, залишених там в 1617 р російської торгово-промислової експедицією.
У Ленінградському музеї Арктики і Антарктики зберігаються троє сонячного годинника, виявлених при розкопках в місті Мангазее в Сибіру. У документі, вперше опублікованому М. І. Бєляєвим в 1952 р, відзначається, що в «розпису товарам», який перевозив «вниз по Олені і морем на Индигирку річку і на Колиму і в інші сторонні річки», згадані «тринадцять маток в кістках ».
Серед майна, залишеного відомим діячем освіти Феофаном Прокоповичем (1681-1736), виявлено кілька сонячних годин, якими він користувався на своїй обсерваторії недалеко від Петергофа (нині Петродворец), і на обсерваторії Л. Д. Меньшикова (1673-1729), виробляючи астрономічні спостереження.
Велика увага сонячним годинником приділяли Петро I (1672-1725) і державний діяч Я. В. Брюс (1670-1735); вони особисто виготовили кілька годин, якими користувалися в астрономічній обсерваторії, яка перебувала між Петергофом і Оранієнбаумом (нині Ломоносов), і в обсерваторії князя А. Д. Меньшикова вони ж і організували підготовку годинних майстрів. Нещодавно реставровані сонячний годинник, встановлені свого часу на будівлі колишнього кадетського корпусу (на Василівському острові в Ленінграді), побудованому в 1738-1753 рр. Збереглися до нашого часу і два мармурових верствах стовпа (колишніх Царскосельской і Петергофской доріг) з сонячним годинником, що представляють квадратні мармурові плити з вартовими шкалами і гномоном, а в м Пушкіна (під Ленінградом) знаходяться і тепер обеліски з сонячним годинником. Більш досконалі сонячний годинник, що враховують зміна висоти Сонця протягом дня, демонструвалися в 1879 р на Раді Московського університету відомим етнографом Е. І. Якушин (1826-1905), отримані ним з Ярославської губернії (див. Книгу «Сонячний годинник і календарні системи народів СРСР »). До 40-х років нашого століття зберігалося кілька сонячних годин, встановлених в різний час в парках Ленінграда і його околиць. Чимало сонячного годинника було споруджено в XVII-XVIII ст. в різних містах, селах, селах нашої країни, особливо в Сибіру і північних районах. Оригінальні сонячний годинник на тумбі були побудовані в 1833 р в г, Таганрозі перед сходами, що ведуть до моря; вони збереглися до наших днів. Багато їх було в Москві і її околицях. Так, наприклад, годинник збереглися на будівлях Історико-архівного інституту, Новодівичого монастиря (побудований в 1525 р), в музеї-садибі Архангельське ... На території будинку-музею батька російської авіації М. Є. Жуковського (1847-1921) в селі Глухово Володимирській області збереглася кам'яна тумба з сонячним годинником, якими він користувався до 1919 р
У 1795 р князь Г. А. Потьомкін (1739-1791) заснував в містечку Дубровці в Білорусії фабрику з виготовлення сонячних годин, перекладену в тому ж році в село Купавна під Москвою; в ній з кріпаків готувалися майстри сонячного годинника.
Найостанніші сонячний годинник в нашій країні були побудовані в 1947 р до 800-річчя Москви на майданчику Московського планетарію. Годинник показує московський час з травня по вересень.
У зв'язку з 750-річчям міста Шяуляй (ЛітССР) в ньому створюється архітектурно-скульптурний ансамбль - тріада «Час - Сонце - Стрілець», відзначений Золотою медаллю Академії мистецтв СРСР, розроблений А. Черняускас, Р. Юрелой, А. Вішнюнасом і С. Кузма. Центральна частина ансамблю - площа, вимощена бруківкою і є циферблатом сонячних годин з числами, 12, 3 і 6, що символізують рік заснування міста (1236). Стрілкою годинника служить залізобетонна 18-метрова колона з позолоченою фігурою стрілка.
Інтерес до сонячних годинників проявляється в різних країнах і в наш час. Так, наприклад, в ГДР налічується 1150 сонячних годин; з них близько 500 таких «хронометрів» використовуються і тепер, а інші зберігаються як культурно-історичні пам'ятники. У Чехословацької Соціалістичної Республіці збереглося кілька десятків годин-пам'яток; вони несли свою службу до кінця XVI ст., а деякі використовуються і зараз. До останніх відносяться годинник на фасаді Шварценбергського палацу, в саду колишнього Страгівського монастиря.
Через відсутність електроенергії під час блокади Ленінграда в 1941-1944 рр. з ініціативи В. І. Прянишникова були встановлені сонячні годинники на краю газону у Великого проспекту і Дев'ятої лінії на Василівському острові. Ними користувалися до закінчення Великої Вітчизняної війни.
Опівдні сонячного дня і тепер в Ленінграді можна перевірити годинник на ділянці вулиці Герцена від арки Головного Штабу до Невського проспекту, так як ця ділянка вулиці розташований точно по полуденної лінії (див. В книзі «Сонячний годинник ...»).
Рис. 11. Пісочний годинник
Пісочний годинник. Надалі були винайдені пісочний годинник. Ними можна було користуватися в будь-який час доби і незалежно від стану погоди. Їх частіше робили у вигляді двох воронкоподібних скляних посудин, поставлених один на інший (рис. 11). Верхній заповнювався піском до певного рівня. Тривалість висипання піску в нижній посудину і служила мірою часу. Такі годинники робили не тільки з двох, але і з більшої кількості судин. Так, наприклад, в одних годинах, що складалися з чотирьох судин, перший посудину опоражнівается за 15, другий - за 30, третій - за 45 хвилин, а четвертий - за 1 годину. Потім судини поверталися спеціально поставленим до них людиною і знову відраховували час, а обслуговує їх обличчя відзначало минулі годинник.
Пісочний годинник широко використовувалися на кораблях - так звані «корабельні склянки», які служили морякам для встановлення часу зміни вахт і відпочинку. У XIII в. сипучу масу для пісочного годинника готували з суміші піску і мармурової пилу, прокипяченной з вином і лимонним соком, повторюючи цю операцію до десяти разів і знімаючи при цьому з'являється накип. Така суміш сипучого матеріалу дозволяла дещо збільшити точність визначення часу. Тепер пісочний годинник широко використовуються переважно в медичній практиці.
Рис. 12. Вогненні годинник
Вогненні годинник. Більш зручними і не вимагають постійного нагляду були вогненні годинник, що мали широке поширення.
Одні з вогняних годин, якими користувалися рудокопи стародавнього світу, представляли собою глиняний посуд з такою кількістю масла, якого вистачало па 10 годин горіння світильника. З вигоранням масла в посудині рудокоп закінчував свою роботу в шахті.
У Китаї для вогненних годин зі спеціальних сортів дерева, розтертого в порошок, разом з пахощами готували тісто, з якого робили палички різної форми або частіше довгі, в декілька метрів спіралі (рис. 12). Такі палички (спіралі) могли горіти місяцями, не вимагаючи обслуговуючого персоналу.
Відомі вогненні годинник, що представляють одночасно і будильник (рис. 13). Для таких годин, а вони вперше з'явилися в Китаї, до спіралі або паличок в певних місцях подвешивались металеві кульки, які при згорянні спіралі (палички) падали в порцелянову вазу, виробляючи гучний дзвін.
Європейський варіант вогненних годин, якими особливо часто користувалися в монастирях, являв собою свічки, на яких наносилися мітки. Від згоряння відрізка свічки між мітками відповідало певного проміжку часу.
Однак точність вогненних годин, незалежно від їх конструкції, була дуже низька і багато в чому залежала від стану навколишнього середовища - доступу свіжого повітря, вітру та інших факторів.
Рис. 13. Вогненні годинник-будильник
Водяний годинник. Більш досконалими були водяний годинник, які на відміну від вогненних не вимагали систематичного поновлення. Водяні годинники були відомі і широко використовувалися в Древньому Єгипті, Юдеї, Вавилоні, Китаї. У Греції їх називали «клепсидрою» ( «злодійками води»).
Перші водяний годинник представляли посудину з отвором, з якого вода витікала за певний проміжок часу. Так, наприклад, в Африці, де відчувався брак води, людина, що відав її розподілом ( «укіль-ель-ма»), пускаючи воду на полі селянина, одночасно заповнював і судину. Після закінчення води з посудини припинялася подача води на полі селянина; її пускали на поля іншого хлібороба.
§ 10. Вимірювання часу в давнину
§ 10. Вимірювання часу в давнину
Історія розвитку годин - коштів для вимірювання часу - одна з найцікавіших сторінок боротьби людського генія за розуміння і оволодіння силами природи.
Першими годинами було Сонце. Чим вище вона підіймалась на небосхилі, тим ближче до полудня, а чим нижче спускалося до обрію, тим ближче до вечора, і спочатку в кожних добі люди визначали тільки чотири «години»: ранок, полудень, вечір і ніч.
Рис. 7. Гномон
Сонячний годинник. Першими приладами для вимірювання часу були сонячні годинники. Люди давно помітили, що найдовші тіні від предметів, освітлених Сонцем, бувають вранці, до полудня вони коротшають, а до вечора знову подовжуються. Помітили вони також, що тіні протягом дня змінюють не тільки розміри, але і напрямок. Це явище і було використано для створення найпростіших сонячних годин - гномона [18] . Циферблатом такого годинника служить рівна горизонтальна площадка, на якій вертикально укріплений жердину (стрижень, платівка), який відкидає тінь (рис. 7). Вранці тінь від гномона звернена на захід, в обідню пору в нашому північній півкулі - на північ, а ввечері - на схід. Відповідно до положення тіні і визначається справжнє сонячне час [19] . Однак тінь від гномона в такому годиннику описує протягом дня не окружність, а більш складну криву, яка не залишається постійною не тільки в різні місяці року, але змінюється з кожним днем до дня.
Для позбавлення сонячного годинника від цього недоліку циферблат їх стали робити з кількох ліній з розподілами, кожна з яких призначалася для певного місяця року. Так, наприклад, давньогрецький астроном Аристарх Самоський (кінець IV - перша половина III ст. До н. Е.) Для своїх сонячних годин виконав циферблат в формі чаші з прокресленою на її внутрішній поверхні мережею ліній, а годинник давньогрецького астронома Евдокса (бл. 408 - ок. 355 рр. до н. з.) мали на плоскому циферблаті дуже складну мережу ліній, які отримали назву «Арахнея», що означає «павук».
Рис. 8. Екваторіальний сонячний годинник
Надалі астрономи зрозуміли, що для підвищення точності сонячних годин їх покажчик слід направити на полюс світу, т. Е. До тієї точки небосхилу, яка при обертанні Землі здається нерухомою. Якщо при цьому площину циферблата розташувати паралельно площині небесного екватора, т. Е. Перпендикулярно до стрижня, то кінець тіні стрижня стане описувати коло. Швидкість руху тіні буде рівномірною, і тому на такому циферблаті відстані по колу між часовими мітками (штрихами) виявляться рівними, і їх можна визначити з розрахунку 360 ° = 24 ч. Так були створені екваторіальні сонячний годинник, в яких дошка з циферблатом встановлювалася похило до горизонту під кутом = 90 ° -, де - географічна широта місця установки годин. На них ділення нанесені на обох сторонах циферблата (зверху і знизу), а покажчик проткнути наскрізь (рис. 8). Так, наприклад, при виготовленні екваторіальних сонячного годинника для широти = 55 ° 47 'кут нахилу циферблата повинен бути = 34 ° 13'. У такому годиннику протягом однієї частини року (в північній півкулі з березня по вересень) тінь від стрижня падає на циферблат зверху, а протягом другого - знизу, і тому годинник придатні для всіх днів року. Однак відлік часу, коли тінь падає знизу, скрутний.
Для усунення цього недоліку сонячний годинник стали робити з горизонтально розташованим циферблатом з розподілами, нанесеними з розрахунку tg x = tg t sin, де x - кут при центрі циферблата між полуденної лінією (лінією «північ - південь») і даними розподілом, t = To - 12 ч - годинний кут Сонця, а - географічна широта місцезнаходження годин. На такому циферблаті лінія, що проходить через штрихи, відповідні 6 і 18 годинах, буде перпендикулярна до полуденної лінії. Покажчиком в такому годиннику служить трикутник (рис. 9) з гострим кутом, рівним широті даної місцевості.
Рис. 9. Сонячний годинник з горизонтальним циферблатом
Встановлювався він так, щоб його площина була перпендикулярна до площини циферблата і збігалася з напрямком північ - південь, В такому годиннику швидкість переміщення тіні від трикутника нерівномірна, а тому кути на циферблаті, відповідні годинним проміжків часу, є нерівними.
У давнину сонячний годинник мали широке поширення. У Єгипті за гномон сонячного годинника брали високі обеліски. Паломники Індії користувалися палицями з вправленими в них мініатюрними сонячним годинником.
У 10 р. До н.е. е. за розпорядженням імператора Августа (63 р. до н.е.. - 14 р. н.е..) на честь перемоги над Єгиптом були створені в Римі великі сонячний годинник, гномоном для яких був гранітний обеліск заввишки близько 22 м і масою 250 т. на циферблаті цього годинника розміром 170 на 80 м тінь обеліска падала на 12 секторів зі знаками зодіаку (рис. 10); по годинах такого типу визначали не тільки час доби, а й дату і сезон року [20] .
Зодіаком в Стародавній Греції називали пояс на небосхилі, що включає 12 сузір'їв, розташованих уздовж екліптики. У далекій давнині пояс зодіаку ділили на частини по 30 °; вони мали назви тих сузір'їв, за якими проходила екліптика. У кожній такій частині - знаку зодіаку - Сонце при своєму річному русі знаходилося протягом одного місяця: в знаку Водолія - в січні - лютому, в знаку Риб - в лютому - березні, в знаку Овна - в березні - квітні, в знаку Тельця - в квітні - травні, в знаку Близнюків - в травні - червні, в знаку Рака - в червні - липні, в знаку Лева - в липні - серпні, в знаку Діви - в серпні - вересні, в знаку Терезів - у вересні - жовтні, в знаку Скорпіона - в жовтні - листопаді, в знаку Стрільця - в листопаді - грудні, в знаку Козерога - в грудні - січні. За час з початку нашої ери точка весняного рівнодення внаслідок прецесії змістилася майже на 30 °, і Сонце в грудні - січні проходить по сузір'ю Стрільця, в січні - лютому - по сузір'ю Козерога і т. Д., Але знаки зодіаку залишаються колишніми. Зараз вони практичного значення не мають, в давнину ж застосовувалися для складання гороскопів.
Рис. 20. Знаки зодіаку
В 1278 китайський імператор Кошу-Кінг, прагнучи підвищити точність сонячного годинника, побудував в Пекіні гномон, покажчик якого по висоті дорівнював 40 східцях. У Самарканді узбецький астроном Улугбек (1394-1449), онук відомого завойовника Тамерлана (1336-1405), прагнучи збільшити точність визначення часу за сонячним годинником, спорудив в 1430 р гномон, стрижень якого досягав висоти в 175 ступенів (близько 50 м).
Відомі сонячний годинник, у яких опівдні відзначався дзвінками. В інших годинах за допомогою відповідно встановленого і спрямованого запального скла сонячний промінь керував гарматою, змушуючи її стріляти в певний час.
Сонячний годинник не вимагали заводу, вони не зупинялися і навіть «йшли» правильніше, ніж деякі нинішні годинник, але з двома істотними застереженнями: тільки в денний час і в безхмарну погоду. Їх продовжували будувати аж до XVII і навіть XVIII ст.
Сонячний годинник, як стаціонарні, так і переносні, тривалий час широко використовувалися в суспільній практиці різними народами нашої країни. Стаціонарні годинник виготовлялися з каменю (переважно), рідше з металу і дерева і, як правило, великих розмірів, що дозволяло підвищити їх точність і бачити їх на значній відстані. Багато з них збереглися не тільки в музеях, а й на місці первісної їх установки.
Переносні сонячний годинник, що відрізняються порівняно невеликими розмірами, найчастіше виготовлялися з металу (латуні, бронзи, срібла), дорогих сортів дерева і навіть зі слонової кістки або черепашачого панцира. Для орієнтування по сторонах світу їх, як правило, постачали магнітною стрілкою.
До недавнього часу поява на Русі перших сонячних годин відносили до XV в. Однак при ремонті в м.Чернігові Спасо-Преображенського собору, побудованого в 1031-1036 рр., Був виявлений декор, неглибокі ніші якого зі своєрідним орнаментом представляли, як встановив історик Г. І. Петраш, елементи унікальних сонячних годин циліндричної форми.
Зі збережених документів відомо, що в 1614 р цар Михайло Федорович придбав у московського купця сонячний годинник, а пізніше в XVII в. «Годинник сонячні писані фарбами» були встановлені в палацовому комплексі Ізмайлово (під Москвою). Збереглися сонячний годинник і в селі Коломенському (підмосковна садиба російських царів), встановлені приблизно в той же час. На початку XVIII в. користувалися сонячним годинником, укріпленими на дзвіниці собору Святогорського монастиря, але час їх встановлення не відомо.
Наші співвітчизники, що ходили по північних морях, використовували так звані «матки», що представляють подобу переносних сонячного годинника, забезпечених компасом, що дозволяло орієнтуватися на море. Свідченням широкого використання нашими моряками сонячного годинника різного пристрою є знайдені радянськими вченими в 1940 р па північному березі Таймирського півострова шість сонячних годин, залишених там в 1617 р російської торгово-промислової експедицією.
У Ленінградському музеї Арктики і Антарктики зберігаються троє сонячного годинника, виявлених при розкопках в місті Мангазее в Сибіру. У документі, вперше опублікованому М. І. Бєляєвим в 1952 р, відзначається, що в «розпису товарам», який перевозив «вниз по Олені і морем на Индигирку річку і на Колиму і в інші сторонні річки», згадані «тринадцять маток в кістках ».
Серед майна, залишеного відомим діячем освіти Феофаном Прокоповичем (1681-1736), виявлено кілька сонячних годин, якими він користувався на своїй обсерваторії недалеко від Петергофа (нині Петродворец), і на обсерваторії Л. Д. Меньшикова (1673-1729), виробляючи астрономічні спостереження.
Велика увага сонячним годинником приділяли Петро I (1672-1725) і державний діяч Я. В. Брюс (1670-1735); вони особисто виготовили кілька годин, якими користувалися в астрономічній обсерваторії, яка перебувала між Петергофом і Оранієнбаумом (нині Ломоносов), і в обсерваторії князя А. Д. Меньшикова вони ж і організували підготовку годинних майстрів. Нещодавно реставровані сонячний годинник, встановлені свого часу на будівлі колишнього кадетського корпусу (на Василівському острові в Ленінграді), побудованому в 1738-1753 рр. Збереглися до нашого часу і два мармурових верствах стовпа (колишніх Царскосельской і Петергофской доріг) з сонячним годинником, що представляють квадратні мармурові плити з вартовими шкалами і гномоном, а в м Пушкіна (під Ленінградом) знаходяться і тепер обеліски з сонячним годинником. Більш досконалі сонячний годинник, що враховують зміна висоти Сонця протягом дня, демонструвалися в 1879 р на Раді Московського університету відомим етнографом Е. І. Якушин (1826-1905), отримані ним з Ярославської губернії (див. Книгу «Сонячний годинник і календарні системи народів СРСР »). До 40-х років нашого століття зберігалося кілька сонячних годин, встановлених в різний час в парках Ленінграда і його околиць. Чимало сонячного годинника було споруджено в XVII-XVIII ст. в різних містах, селах, селах нашої країни, особливо в Сибіру і північних районах. Оригінальні сонячний годинник на тумбі були побудовані в 1833 р в г, Таганрозі перед сходами, що ведуть до моря; вони збереглися до наших днів. Багато їх було в Москві і її околицях. Так, наприклад, годинник збереглися на будівлях Історико-архівного інституту, Новодівичого монастиря (побудований в 1525 р), в музеї-садибі Архангельське ... На території будинку-музею батька російської авіації М. Є. Жуковського (1847-1921) в селі Глухово Володимирській області збереглася кам'яна тумба з сонячним годинником, якими він користувався до 1919 р
У 1795 р князь Г. А. Потьомкін (1739-1791) заснував в містечку Дубровці в Білорусії фабрику з виготовлення сонячних годин, перекладену в тому ж році в село Купавна під Москвою; в ній з кріпаків готувалися майстри сонячного годинника.
Найостанніші сонячний годинник в нашій країні були побудовані в 1947 р до 800-річчя Москви на майданчику Московського планетарію. Годинник показує московський час з травня по вересень.
У зв'язку з 750-річчям міста Шяуляй (ЛітССР) в ньому створюється архітектурно-скульптурний ансамбль - тріада «Час - Сонце - Стрілець», відзначений Золотою медаллю Академії мистецтв СРСР, розроблений А. Черняускас, Р. Юрелой, А. Вішнюнасом і С. Кузма. Центральна частина ансамблю - площа, вимощена бруківкою і є циферблатом сонячних годин з числами, 12, 3 і 6, що символізують рік заснування міста (1236). Стрілкою годинника служить залізобетонна 18-метрова колона з позолоченою фігурою стрілка.
Інтерес до сонячних годинників проявляється в різних країнах і в наш час. Так, наприклад, в ГДР налічується 1150 сонячних годин; з них близько 500 таких «хронометрів» використовуються і тепер, а інші зберігаються як культурно-історичні пам'ятники. У Чехословацької Соціалістичної Республіці збереглося кілька десятків годин-пам'яток; вони несли свою службу до кінця XVI ст., а деякі використовуються і зараз. До останніх відносяться годинник на фасаді Шварценбергського палацу, в саду колишнього Страгівського монастиря.
Через відсутність електроенергії під час блокади Ленінграда в 1941-1944 рр. з ініціативи В. І. Прянишникова були встановлені сонячні годинники на краю газону у Великого проспекту і Дев'ятої лінії на Василівському острові. Ними користувалися до закінчення Великої Вітчизняної війни.
Опівдні сонячного дня і тепер в Ленінграді можна перевірити годинник на ділянці вулиці Герцена від арки Головного Штабу до Невського проспекту, так як ця ділянка вулиці розташований точно по полуденної лінії (див. В книзі «Сонячний годинник ...»).
Рис. 11. Пісочний годинник
Пісочний годинник. Надалі були винайдені пісочний годинник. Ними можна було користуватися в будь-який час доби і незалежно від стану погоди. Їх частіше робили у вигляді двох воронкоподібних скляних посудин, поставлених один на інший (рис. 11). Верхній заповнювався піском до певного рівня. Тривалість висипання піску в нижній посудину і служила мірою часу. Такі годинники робили не тільки з двох, але і з більшої кількості судин. Так, наприклад, в одних годинах, що складалися з чотирьох судин, перший посудину опоражнівается за 15, другий - за 30, третій - за 45 хвилин, а четвертий - за 1 годину. Потім судини поверталися спеціально поставленим до них людиною і знову відраховували час, а обслуговує їх обличчя відзначало минулі годинник.
Пісочний годинник широко використовувалися на кораблях - так звані «корабельні склянки», які служили морякам для встановлення часу зміни вахт і відпочинку. У XIII в. сипучу масу для пісочного годинника готували з суміші піску і мармурової пилу, прокипяченной з вином і лимонним соком, повторюючи цю операцію до десяти разів і знімаючи при цьому з'являється накип. Така суміш сипучого матеріалу дозволяла дещо збільшити точність визначення часу. Тепер пісочний годинник широко використовуються переважно в медичній практиці.
Рис. 12. Вогненні годинник
Вогненні годинник. Більш зручними і не вимагають постійного нагляду були вогненні годинник, що мали широке поширення.
Одні з вогняних годин, якими користувалися рудокопи стародавнього світу, представляли собою глиняний посуд з такою кількістю масла, якого вистачало па 10 годин горіння світильника. З вигоранням масла в посудині рудокоп закінчував свою роботу в шахті.
У Китаї для вогненних годин зі спеціальних сортів дерева, розтертого в порошок, разом з пахощами готували тісто, з якого робили палички різної форми або частіше довгі, в декілька метрів спіралі (рис. 12). Такі палички (спіралі) могли горіти місяцями, не вимагаючи обслуговуючого персоналу.
Відомі вогненні годинник, що представляють одночасно і будильник (рис. 13). Для таких годин, а вони вперше з'явилися в Китаї, до спіралі або паличок в певних місцях подвешивались металеві кульки, які при згорянні спіралі (палички) падали в порцелянову вазу, виробляючи гучний дзвін.
Європейський варіант вогненних годин, якими особливо часто користувалися в монастирях, являв собою свічки, на яких наносилися мітки. Від згоряння відрізка свічки між мітками відповідало певного проміжку часу.
Однак точність вогненних годин, незалежно від їх конструкції, була дуже низька і багато в чому залежала від стану навколишнього середовища - доступу свіжого повітря, вітру та інших факторів.
Рис. 13. Вогненні годинник-будильник
Водяний годинник. Більш досконалими були водяний годинник, які на відміну від вогненних не вимагали систематичного поновлення. Водяні годинники були відомі і широко використовувалися в Древньому Єгипті, Юдеї, Вавилоні, Китаї. У Греції їх називали «клепсидрою» ( «злодійками води»).
Перші водяний годинник представляли посудину з отвором, з якого вода витікала за певний проміжок часу. Так, наприклад, в Африці, де відчувався брак води, людина, що відав її розподілом ( «укіль-ель-ма»), пускаючи воду на полі селянина, одночасно заповнював і судину. Після закінчення води з посудини припинялася подача води на полі селянина; її пускали на поля іншого хлібороба.
§ 10. Вимірювання часу в давнину
§ 10. Вимірювання часу в давнину
Історія розвитку годин - коштів для вимірювання часу - одна з найцікавіших сторінок боротьби людського генія за розуміння і оволодіння силами природи.
Першими годинами було Сонце. Чим вище вона підіймалась на небосхилі, тим ближче до полудня, а чим нижче спускалося до обрію, тим ближче до вечора, і спочатку в кожних добі люди визначали тільки чотири «години»: ранок, полудень, вечір і ніч.
Рис. 7. Гномон
Сонячний годинник. Першими приладами для вимірювання часу були сонячні годинники. Люди давно помітили, що найдовші тіні від предметів, освітлених Сонцем, бувають вранці, до полудня вони коротшають, а до вечора знову подовжуються. Помітили вони також, що тіні протягом дня змінюють не тільки розміри, але і напрямок. Це явище і було використано для створення найпростіших сонячних годин - гномона [18] . Циферблатом такого годинника служить рівна горизонтальна площадка, на якій вертикально укріплений жердину (стрижень, платівка), який відкидає тінь (рис. 7). Вранці тінь від гномона звернена на захід, в обідню пору в нашому північній півкулі - на північ, а ввечері - на схід. Відповідно до положення тіні і визначається справжнє сонячне час [19] . Однак тінь від гномона в такому годиннику описує протягом дня не окружність, а більш складну криву, яка не залишається постійною не тільки в різні місяці року, але змінюється з кожним днем до дня.
Для позбавлення сонячного годинника від цього недоліку циферблат їх стали робити з кількох ліній з розподілами, кожна з яких призначалася для певного місяця року. Так, наприклад, давньогрецький астроном Аристарх Самоський (кінець IV - перша половина III ст. До н. Е.) Для своїх сонячних годин виконав циферблат в формі чаші з прокресленою на її внутрішній поверхні мережею ліній, а годинник давньогрецького астронома Евдокса (бл. 408 - ок. 355 рр. до н. з.) мали на плоскому циферблаті дуже складну мережу ліній, які отримали назву «Арахнея», що означає «павук».
Рис. 8. Екваторіальний сонячний годинник
Надалі астрономи зрозуміли, що для підвищення точності сонячних годин їх покажчик слід направити на полюс світу, т. Е. До тієї точки небосхилу, яка при обертанні Землі здається нерухомою. Якщо при цьому площину циферблата розташувати паралельно площині небесного екватора, т. Е. Перпендикулярно до стрижня, то кінець тіні стрижня стане описувати коло. Швидкість руху тіні буде рівномірною, і тому на такому циферблаті відстані по колу між часовими мітками (штрихами) виявляться рівними, і їх можна визначити з розрахунку 360 ° = 24 ч. Так були створені екваторіальні сонячний годинник, в яких дошка з циферблатом встановлювалася похило до горизонту під кутом = 90 ° -, де - географічна широта місця установки годин. На них ділення нанесені на обох сторонах циферблата (зверху і знизу), а покажчик проткнути наскрізь (рис. 8). Так, наприклад, при виготовленні екваторіальних сонячного годинника для широти = 55 ° 47 'кут нахилу циферблата повинен бути = 34 ° 13'. У такому годиннику протягом однієї частини року (в північній півкулі з березня по вересень) тінь від стрижня падає на циферблат зверху, а протягом другого - знизу, і тому годинник придатні для всіх днів року. Однак відлік часу, коли тінь падає знизу, скрутний.
Для усунення цього недоліку сонячний годинник стали робити з горизонтально розташованим циферблатом з розподілами, нанесеними з розрахунку tg x = tg t sin, де x - кут при центрі циферблата між полуденної лінією (лінією «північ - південь») і даними розподілом, t = To - 12 ч - годинний кут Сонця, а - географічна широта місцезнаходження годин. На такому циферблаті лінія, що проходить через штрихи, відповідні 6 і 18 годинах, буде перпендикулярна до полуденної лінії. Покажчиком в такому годиннику служить трикутник (рис. 9) з гострим кутом, рівним широті даної місцевості.
Рис. 9. Сонячний годинник з горизонтальним циферблатом
Встановлювався він так, щоб його площина була перпендикулярна до площини циферблата і збігалася з напрямком північ - південь, В такому годиннику швидкість переміщення тіні від трикутника нерівномірна, а тому кути на циферблаті, відповідні годинним проміжків часу, є нерівними.
У давнину сонячний годинник мали широке поширення. У Єгипті за гномон сонячного годинника брали високі обеліски. Паломники Індії користувалися палицями з вправленими в них мініатюрними сонячним годинником.
У 10 р. До н.е. е. за розпорядженням імператора Августа (63 р. до н.е.. - 14 р. н.е..) на честь перемоги над Єгиптом були створені в Римі великі сонячний годинник, гномоном для яких був гранітний обеліск заввишки близько 22 м і масою 250 т. на циферблаті цього годинника розміром 170 на 80 м тінь обеліска падала на 12 секторів зі знаками зодіаку (рис. 10); по годинах такого типу визначали не тільки час доби, а й дату і сезон року [20] .
Зодіаком в Стародавній Греції називали пояс на небосхилі, що включає 12 сузір'їв, розташованих уздовж екліптики. У далекій давнині пояс зодіаку ділили на частини по 30 °; вони мали назви тих сузір'їв, за якими проходила екліптика. У кожній такій частині - знаку зодіаку - Сонце при своєму річному русі знаходилося протягом одного місяця: в знаку Водолія - в січні - лютому, в знаку Риб - в лютому - березні, в знаку Овна - в березні - квітні, в знаку Тельця - в квітні - травні, в знаку Близнюків - в травні - червні, в знаку Рака - в червні - липні, в знаку Лева - в липні - серпні, в знаку Діви - в серпні - вересні, в знаку Терезів - у вересні - жовтні, в знаку Скорпіона - в жовтні - листопаді, в знаку Стрільця - в листопаді - грудні, в знаку Козерога - в грудні - січні. За час з початку нашої ери точка весняного рівнодення внаслідок прецесії змістилася майже на 30 °, і Сонце в грудні - січні проходить по сузір'ю Стрільця, в січні - лютому - по сузір'ю Козерога і т. Д., Але знаки зодіаку залишаються колишніми. Зараз вони практичного значення не мають, в давнину ж застосовувалися для складання гороскопів.
Рис. 20. Знаки зодіаку
В 1278 китайський імператор Кошу-Кінг, прагнучи підвищити точність сонячного годинника, побудував в Пекіні гномон, покажчик якого по висоті дорівнював 40 східцях. У Самарканді узбецький астроном Улугбек (1394-1449), онук відомого завойовника Тамерлана (1336-1405), прагнучи збільшити точність визначення часу за сонячним годинником, спорудив в 1430 р гномон, стрижень якого досягав висоти в 175 ступенів (близько 50 м).
Відомі сонячний годинник, у яких опівдні відзначався дзвінками. В інших годинах за допомогою відповідно встановленого і спрямованого запального скла сонячний промінь керував гарматою, змушуючи її стріляти в певний час.
Сонячний годинник не вимагали заводу, вони не зупинялися і навіть «йшли» правильніше, ніж деякі нинішні годинник, але з двома істотними застереженнями: тільки в денний час і в безхмарну погоду. Їх продовжували будувати аж до XVII і навіть XVIII ст.
Сонячний годинник, як стаціонарні, так і переносні, тривалий час широко використовувалися в суспільній практиці різними народами нашої країни. Стаціонарні годинник виготовлялися з каменю (переважно), рідше з металу і дерева і, як правило, великих розмірів, що дозволяло підвищити їх точність і бачити їх на значній відстані. Багато з них збереглися не тільки в музеях, а й на місці первісної їх установки.
Переносні сонячний годинник, що відрізняються порівняно невеликими розмірами, найчастіше виготовлялися з металу (латуні, бронзи, срібла), дорогих сортів дерева і навіть зі слонової кістки або черепашачого панцира. Для орієнтування по сторонах світу їх, як правило, постачали магнітною стрілкою.
До недавнього часу поява на Русі перших сонячних годин відносили до XV в. Однак при ремонті в м.Чернігові Спасо-Преображенського собору, побудованого в 1031-1036 рр., Був виявлений декор, неглибокі ніші якого зі своєрідним орнаментом представляли, як встановив історик Г. І. Петраш, елементи унікальних сонячних годин циліндричної форми.
Зі збережених документів відомо, що в 1614 р цар Михайло Федорович придбав у московського купця сонячний годинник, а пізніше в XVII в. «Годинник сонячні писані фарбами» були встановлені в палацовому комплексі Ізмайлово (під Москвою). Збереглися сонячний годинник і в селі Коломенському (підмосковна садиба російських царів), встановлені приблизно в той же час. На початку XVIII в. користувалися сонячним годинником, укріпленими на дзвіниці собору Святогорського монастиря, але час їх встановлення не відомо.
Наші співвітчизники, що ходили по північних морях, використовували так звані «матки», що представляють подобу переносних сонячного годинника, забезпечених компасом, що дозволяло орієнтуватися на море. Свідченням широкого використання нашими моряками сонячного годинника різного пристрою є знайдені радянськими вченими в 1940 р па північному березі Таймирського півострова шість сонячних годин, залишених там в 1617 р російської торгово-промислової експедицією.
У Ленінградському музеї Арктики і Антарктики зберігаються троє сонячного годинника, виявлених при розкопках в місті Мангазее в Сибіру. У документі, вперше опублікованому М. І. Бєляєвим в 1952 р, відзначається, що в «розпису товарам», який перевозив «вниз по Олені і морем на Индигирку річку і на Колиму і в інші сторонні річки», згадані «тринадцять маток в кістках ».
Серед майна, залишеного відомим діячем освіти Феофаном Прокоповичем (1681-1736), виявлено кілька сонячних годин, якими він користувався на своїй обсерваторії недалеко від Петергофа (нині Петродворец), і на обсерваторії Л. Д. Меньшикова (1673-1729), виробляючи астрономічні спостереження.
Велика увага сонячним годинником приділяли Петро I (1672-1725) і державний діяч Я. В. Брюс (1670-1735); вони особисто виготовили кілька годин, якими користувалися в астрономічній обсерваторії, яка перебувала між Петергофом і Оранієнбаумом (нині Ломоносов), і в обсерваторії князя А. Д. Меньшикова вони ж і організували підготовку годинних майстрів. Нещодавно реставровані сонячний годинник, встановлені свого часу на будівлі колишнього кадетського корпусу (на Василівському острові в Ленінграді), побудованому в 1738-1753 рр. Збереглися до нашого часу і два мармурових верствах стовпа (колишніх Царскосельской і Петергофской доріг) з сонячним годинником, що представляють квадратні мармурові плити з вартовими шкалами і гномоном, а в м Пушкіна (під Ленінградом) знаходяться і тепер обеліски з сонячним годинником. Більш досконалі сонячний годинник, що враховують зміна висоти Сонця протягом дня, демонструвалися в 1879 р на Раді Московського університету відомим етнографом Е. І. Якушин (1826-1905), отримані ним з Ярославської губернії (див. Книгу «Сонячний годинник і календарні системи народів СРСР »). До 40-х років нашого століття зберігалося кілька сонячних годин, встановлених в різний час в парках Ленінграда і його околиць. Чимало сонячного годинника було споруджено в XVII-XVIII ст. в різних містах, селах, селах нашої країни, особливо в Сибіру і північних районах. Оригінальні сонячний годинник на тумбі були побудовані в 1833 р в г, Таганрозі перед сходами, що ведуть до моря; вони збереглися до наших днів. Багато їх було в Москві і її околицях. Так, наприклад, годинник збереглися на будівлях Історико-архівного інституту, Новодівичого монастиря (побудований в 1525 р), в музеї-садибі Архангельське ... На території будинку-музею батька російської авіації М. Є. Жуковського (1847-1921) в селі Глухово Володимирській області збереглася кам'яна тумба з сонячним годинником, якими він користувався до 1919 р
У 1795 р князь Г. А. Потьомкін (1739-1791) заснував в містечку Дубровці в Білорусії фабрику з виготовлення сонячних годин, перекладену в тому ж році в село Купавна під Москвою; в ній з кріпаків готувалися майстри сонячного годинника.
Найостанніші сонячний годинник в нашій країні були побудовані в 1947 р до 800-річчя Москви на майданчику Московського планетарію. Годинник показує московський час з травня по вересень.
У зв'язку з 750-річчям міста Шяуляй (ЛітССР) в ньому створюється архітектурно-скульптурний ансамбль - тріада «Час - Сонце - Стрілець», відзначений Золотою медаллю Академії мистецтв СРСР, розроблений А. Черняускас, Р. Юрелой, А. Вішнюнасом і С. Кузма. Центральна частина ансамблю - площа, вимощена бруківкою і є циферблатом сонячних годин з числами, 12, 3 і 6, що символізують рік заснування міста (1236). Стрілкою годинника служить залізобетонна 18-метрова колона з позолоченою фігурою стрілка.
Інтерес до сонячних годинників проявляється в різних країнах і в наш час. Так, наприклад, в ГДР налічується 1150 сонячних годин; з них близько 500 таких «хронометрів» використовуються і тепер, а інші зберігаються як культурно-історичні пам'ятники. У Чехословацької Соціалістичної Республіці збереглося кілька десятків годин-пам'яток; вони несли свою службу до кінця XVI ст., а деякі використовуються і зараз. До останніх відносяться годинник на фасаді Шварценбергського палацу, в саду колишнього Страгівського монастиря.
Через відсутність електроенергії під час блокади Ленінграда в 1941-1944 рр. з ініціативи В. І. Прянишникова були встановлені сонячні годинники на краю газону у Великого проспекту і Дев'ятої лінії на Василівському острові. Ними користувалися до закінчення Великої Вітчизняної війни.
Опівдні сонячного дня і тепер в Ленінграді можна перевірити годинник на ділянці вулиці Герцена від арки Головного Штабу до Невського проспекту, так як ця ділянка вулиці розташований точно по полуденної лінії (див. В книзі «Сонячний годинник ...»).
Рис. 11. Пісочний годинник
Пісочний годинник. Надалі були винайдені пісочний годинник. Ними можна було користуватися в будь-який час доби і незалежно від стану погоди. Їх частіше робили у вигляді двох воронкоподібних скляних посудин, поставлених один на інший (рис. 11). Верхній заповнювався піском до певного рівня. Тривалість висипання піску в нижній посудину і служила мірою часу. Такі годинники робили не тільки з двох, але і з більшої кількості судин. Так, наприклад, в одних годинах, що складалися з чотирьох судин, перший посудину опоражнівается за 15, другий - за 30, третій - за 45 хвилин, а четвертий - за 1 годину. Потім судини поверталися спеціально поставленим до них людиною і знову відраховували час, а обслуговує їх обличчя відзначало минулі годинник.
Пісочний годинник широко використовувалися на кораблях - так звані «корабельні склянки», які служили морякам для встановлення часу зміни вахт і відпочинку. У XIII в. сипучу масу для пісочного годинника готували з суміші піску і мармурової пилу, прокипяченной з вином і лимонним соком, повторюючи цю операцію до десяти разів і знімаючи при цьому з'являється накип. Така суміш сипучого матеріалу дозволяла дещо збільшити точність визначення часу. Тепер пісочний годинник широко використовуються переважно в медичній практиці.
Рис. 12. Вогненні годинник
Вогненні годинник. Більш зручними і не вимагають постійного нагляду були вогненні годинник, що мали широке поширення.
Одні з вогняних годин, якими користувалися рудокопи стародавнього світу, представляли собою глиняний посуд з такою кількістю масла, якого вистачало па 10 годин горіння світильника. З вигоранням масла в посудині рудокоп закінчував свою роботу в шахті.
У Китаї для вогненних годин зі спеціальних сортів дерева, розтертого в порошок, разом з пахощами готували тісто, з якого робили палички різної форми або частіше довгі, в декілька метрів спіралі (рис. 12). Такі палички (спіралі) могли горіти місяцями, не вимагаючи обслуговуючого персоналу.
Відомі вогненні годинник, що представляють одночасно і будильник (рис. 13). Для таких годин, а вони вперше з'явилися в Китаї, до спіралі або паличок в певних місцях подвешивались металеві кульки, які при згорянні спіралі (палички) падали в порцелянову вазу, виробляючи гучний дзвін.
Європейський варіант вогненних годин, якими особливо часто користувалися в монастирях, являв собою свічки, на яких наносилися мітки. Від згоряння відрізка свічки між мітками відповідало певного проміжку часу.
Однак точність вогненних годин, незалежно від їх конструкції, була дуже низька і багато в чому залежала від стану навколишнього середовища - доступу свіжого повітря, вітру та інших факторів.
Рис. 13. Вогненні годинник-будильник
Водяний годинник. Більш досконалими були водяний годинник, які на відміну від вогненних не вимагали систематичного поновлення. Водяні годинники були відомі і широко використовувалися в Древньому Єгипті, Юдеї, Вавилоні, Китаї. У Греції їх називали «клепсидрою» ( «злодійками води»).
Перші водяний годинник представляли посудину з отвором, з якого вода витікала за певний проміжок часу. Так, наприклад, в Африці, де відчувався брак води, людина, що відав її розподілом ( «укіль-ель-ма»), пускаючи воду на полі селянина, одночасно заповнював і судину. Після закінчення води з посудини припинялася подача води на полі селянина; її пускали на поля іншого хлібороба.
§ 10. Вимірювання часу в давнину
§ 10. Вимірювання часу в давнину
Історія розвитку годин - коштів для вимірювання часу - одна з найцікавіших сторінок боротьби людського генія за розуміння і оволодіння силами природи.
Першими годинами було Сонце. Чим вище вона підіймалась на небосхилі, тим ближче до полудня, а чим нижче спускалося до обрію, тим ближче до вечора, і спочатку в кожних добі люди визначали тільки чотири «години»: ранок, полудень, вечір і ніч.
Рис. 7. Гномон
Сонячний годинник. Першими приладами для вимірювання часу були сонячні годинники. Люди давно помітили, що найдовші тіні від предметів, освітлених Сонцем, бувають вранці, до полудня вони коротшають, а до вечора знову подовжуються. Помітили вони також, що тіні протягом дня змінюють не тільки розміри, але і напрямок. Це явище і було використано для створення найпростіших сонячних годин - гномона [18] . Циферблатом такого годинника служить рівна горизонтальна площадка, на якій вертикально укріплений жердину (стрижень, платівка), який відкидає тінь (рис. 7). Вранці тінь від гномона звернена на захід, в обідню пору в нашому північній півкулі - на північ, а ввечері - на схід. Відповідно до положення тіні і визначається справжнє сонячне час [19] . Однак тінь від гномона в такому годиннику описує протягом дня не окружність, а більш складну криву, яка не залишається постійною не тільки в різні місяці року, але змінюється з кожним днем до дня.
Для позбавлення сонячного годинника від цього недоліку циферблат їх стали робити з кількох ліній з розподілами, кожна з яких призначалася для певного місяця року. Так, наприклад, давньогрецький астроном Аристарх Самоський (кінець IV - перша половина III ст. До н. Е.) Для своїх сонячних годин виконав циферблат в формі чаші з прокресленою на її внутрішній поверхні мережею ліній, а годинник давньогрецького астронома Евдокса (бл. 408 - ок. 355 рр. до н. з.) мали на плоскому циферблаті дуже складну мережу ліній, які отримали назву «Арахнея», що означає «павук».
Рис. 8. Екваторіальний сонячний годинник
Надалі астрономи зрозуміли, що для підвищення точності сонячних годин їх покажчик слід направити на полюс світу, т. Е. До тієї точки небосхилу, яка при обертанні Землі здається нерухомою. Якщо при цьому площину циферблата розташувати паралельно площині небесного екватора, т. Е. Перпендикулярно до стрижня, то кінець тіні стрижня стане описувати коло. Швидкість руху тіні буде рівномірною, і тому на такому циферблаті відстані по колу між часовими мітками (штрихами) виявляться рівними, і їх можна визначити з розрахунку 360 ° = 24 ч. Так були створені екваторіальні сонячний годинник, в яких дошка з циферблатом встановлювалася похило до горизонту під кутом = 90 ° -, де - географічна широта місця установки годин. На них ділення нанесені на обох сторонах циферблата (зверху і знизу), а покажчик проткнути наскрізь (рис. 8). Так, наприклад, при виготовленні екваторіальних сонячного годинника для широти = 55 ° 47 'кут нахилу циферблата повинен бути = 34 ° 13'. У такому годиннику протягом однієї частини року (в північній півкулі з березня по вересень) тінь від стрижня падає на циферблат зверху, а протягом другого - знизу, і тому годинник придатні для всіх днів року. Однак відлік часу, коли тінь падає знизу, скрутний.
Для усунення цього недоліку сонячний годинник стали робити з горизонтально розташованим циферблатом з розподілами, нанесеними з розрахунку tg x = tg t sin, де x - кут при центрі циферблата між полуденної лінією (лінією «північ - південь») і даними розподілом, t = To - 12 ч - годинний кут Сонця, а - географічна широта місцезнаходження годин. На такому циферблаті лінія, що проходить через штрихи, відповідні 6 і 18 годинах, буде перпендикулярна до полуденної лінії. Покажчиком в такому годиннику служить трикутник (рис. 9) з гострим кутом, рівним широті даної місцевості.
Рис. 9. Сонячний годинник з горизонтальним циферблатом
Встановлювався він так, щоб його площина була перпендикулярна до площини циферблата і збігалася з напрямком північ - південь, В такому годиннику швидкість переміщення тіні від трикутника нерівномірна, а тому кути на циферблаті, відповідні годинним проміжків часу, є нерівними.
У давнину сонячний годинник мали широке поширення. У Єгипті за гномон сонячного годинника брали високі обеліски. Паломники Індії користувалися палицями з вправленими в них мініатюрними сонячним годинником.
У 10 р. До н.е. е. за розпорядженням імператора Августа (63 р. до н.е.. - 14 р. н.е..) на честь перемоги над Єгиптом були створені в Римі великі сонячний годинник, гномоном для яких був гранітний обеліск заввишки близько 22 м і масою 250 т. на циферблаті цього годинника розміром 170 на 80 м тінь обеліска падала на 12 секторів зі знаками зодіаку (рис. 10); по годинах такого типу визначали не тільки час доби, а й дату і сезон року [20] .
Зодіаком в Стародавній Греції називали пояс на небосхилі, що включає 12 сузір'їв, розташованих уздовж екліптики. У далекій давнині пояс зодіаку ділили на частини по 30 °; вони мали назви тих сузір'їв, за якими проходила екліптика. У кожній такій частині - знаку зодіаку - Сонце при своєму річному русі знаходилося протягом одного місяця: в знаку Водолія - в січні - лютому, в знаку Риб - в лютому - березні, в знаку Овна - в березні - квітні, в знаку Тельця - в квітні - травні, в знаку Близнюків - в травні - червні, в знаку Рака - в червні - липні, в знаку Лева - в липні - серпні, в знаку Діви - в серпні - вересні, в знаку Терезів - у вересні - жовтні, в знаку Скорпіона - в жовтні - листопаді, в знаку Стрільця - в листопаді - грудні, в знаку Козерога - в грудні - січні. За час з початку нашої ери точка весняного рівнодення внаслідок прецесії змістилася майже на 30 °, і Сонце в грудні - січні проходить по сузір'ю Стрільця, в січні - лютому - по сузір'ю Козерога і т. Д., Але знаки зодіаку залишаються колишніми. Зараз вони практичного значення не мають, в давнину ж застосовувалися для складання гороскопів.
Рис. 20. Знаки зодіаку
В 1278 китайський імператор Кошу-Кінг, прагнучи підвищити точність сонячного годинника, побудував в Пекіні гномон, покажчик якого по висоті дорівнював 40 східцях. У Самарканді узбецький астроном Улугбек (1394-1449), онук відомого завойовника Тамерлана (1336-1405), прагнучи збільшити точність визначення часу за сонячним годинником, спорудив в 1430 р гномон, стрижень якого досягав висоти в 175 ступенів (близько 50 м).
Відомі сонячний годинник, у яких опівдні відзначався дзвінками. В інших годинах за допомогою відповідно встановленого і спрямованого запального скла сонячний промінь керував гарматою, змушуючи її стріляти в певний час.
Сонячний годинник не вимагали заводу, вони не зупинялися і навіть «йшли» правильніше, ніж деякі нинішні годинник, але з двома істотними застереженнями: тільки в денний час і в безхмарну погоду. Їх продовжували будувати аж до XVII і навіть XVIII ст.
Сонячний годинник, як стаціонарні, так і переносні, тривалий час широко використовувалися в суспільній практиці різними народами нашої країни. Стаціонарні годинник виготовлялися з каменю (переважно), рідше з металу і дерева і, як правило, великих розмірів, що дозволяло підвищити їх точність і бачити їх на значній відстані. Багато з них збереглися не тільки в музеях, а й на місці первісної їх установки.
Переносні сонячний годинник, що відрізняються порівняно невеликими розмірами, найчастіше виготовлялися з металу (латуні, бронзи, срібла), дорогих сортів дерева і навіть зі слонової кістки або черепашачого панцира. Для орієнтування по сторонах світу їх, як правило, постачали магнітною стрілкою.
До недавнього часу поява на Русі перших сонячних годин відносили до XV в. Однак при ремонті в м.Чернігові Спасо-Преображенського собору, побудованого в 1031-1036 рр., Був виявлений декор, неглибокі ніші якого зі своєрідним орнаментом представляли, як встановив історик Г. І. Петраш, елементи унікальних сонячних годин циліндричної форми.
Зі збережених документів відомо, що в 1614 р цар Михайло Федорович придбав у московського купця сонячний годинник, а пізніше в XVII в. «Годинник сонячні писані фарбами» були встановлені в палацовому комплексі Ізмайлово (під Москвою). Збереглися сонячний годинник і в селі Коломенському (підмосковна садиба російських царів), встановлені приблизно в той же час. На початку XVIII в. користувалися сонячним годинником, укріпленими на дзвіниці собору Святогорського монастиря, але час їх встановлення не відомо.
Наші співвітчизники, що ходили по північних морях, використовували так звані «матки», що представляють подобу переносних сонячного годинника, забезпечених компасом, що дозволяло орієнтуватися на море. Свідченням широкого використання нашими моряками сонячного годинника різного пристрою є знайдені радянськими вченими в 1940 р па північному березі Таймирського півострова шість сонячних годин, залишених там в 1617 р російської торгово-промислової експедицією.
У Ленінградському музеї Арктики і Антарктики зберігаються троє сонячного годинника, виявлених при розкопках в місті Мангазее в Сибіру. У документі, вперше опублікованому М. І. Бєляєвим в 1952 р, відзначається, що в «розпису товарам», який перевозив «вниз по Олені і морем на Индигирку річку і на Колиму і в інші сторонні річки», згадані «тринадцять маток в кістках ».
Серед майна, залишеного відомим діячем освіти Феофаном Прокоповичем (1681-1736), виявлено кілька сонячних годин, якими він користувався на своїй обсерваторії недалеко від Петергофа (нині Петродворец), і на обсерваторії Л. Д. Меньшикова (1673-1729), виробляючи астрономічні спостереження.
Велика увага сонячним годинником приділяли Петро I (1672-1725) і державний діяч Я. В. Брюс (1670-1735); вони особисто виготовили кілька годин, якими користувалися в астрономічній обсерваторії, яка перебувала між Петергофом і Оранієнбаумом (нині Ломоносов), і в обсерваторії князя А. Д. Меньшикова вони ж і організували підготовку годинних майстрів. Нещодавно реставровані сонячний годинник, встановлені свого часу на будівлі колишнього кадетського корпусу (на Василівському острові в Ленінграді), побудованому в 1738-1753 рр. Збереглися до нашого часу і два мармурових верствах стовпа (колишніх Царскосельской і Петергофской доріг) з сонячним годинником, що представляють квадратні мармурові плити з вартовими шкалами і гномоном, а в м Пушкіна (під Ленінградом) знаходяться і тепер обеліски з сонячним годинником. Більш досконалі сонячний годинник, що враховують зміна висоти Сонця протягом дня, демонструвалися в 1879 р на Раді Московського університету відомим етнографом Е. І. Якушин (1826-1905), отримані ним з Ярославської губернії (див. Книгу «Сонячний годинник і календарні системи народів СРСР »). До 40-х років нашого століття зберігалося кілька сонячних годин, встановлених в різний час в парках Ленінграда і його околиць. Чимало сонячного годинника було споруджено в XVII-XVIII ст. в різних містах, селах, селах нашої країни, особливо в Сибіру і північних районах. Оригінальні сонячний годинник на тумбі були побудовані в 1833 р в г, Таганрозі перед сходами, що ведуть до моря; вони збереглися до наших днів. Багато їх було в Москві і її околицях. Так, наприклад, годинник збереглися на будівлях Історико-архівного інституту, Новодівичого монастиря (побудований в 1525 р), в музеї-садибі Архангельське ... На території будинку-музею батька російської авіації М. Є. Жуковського (1847-1921) в селі Глухово Володимирській області збереглася кам'яна тумба з сонячним годинником, якими він користувався до 1919 р
У 1795 р князь Г. А. Потьомкін (1739-1791) заснував в містечку Дубровці в Білорусії фабрику з виготовлення сонячних годин, перекладену в тому ж році в село Купавна під Москвою; в ній з кріпаків готувалися майстри сонячного годинника.
Найостанніші сонячний годинник в нашій країні були побудовані в 1947 р до 800-річчя Москви на майданчику Московського планетарію. Годинник показує московський час з травня по вересень.
У зв'язку з 750-річчям міста Шяуляй (ЛітССР) в ньому створюється архітектурно-скульптурний ансамбль - тріада «Час - Сонце - Стрілець», відзначений Золотою медаллю Академії мистецтв СРСР, розроблений А. Черняускас, Р. Юрелой, А. Вішнюнасом і С. Кузма. Центральна частина ансамблю - площа, вимощена бруківкою і є циферблатом сонячних годин з числами, 12, 3 і 6, що символізують рік заснування міста (1236). Стрілкою годинника служить залізобетонна 18-метрова колона з позолоченою фігурою стрілка.
Інтерес до сонячних годинників проявляється в різних країнах і в наш час. Так, наприклад, в ГДР налічується 1150 сонячних годин; з них близько 500 таких «хронометрів» використовуються і тепер, а інші зберігаються як культурно-історичні пам'ятники. У Чехословацької Соціалістичної Республіці збереглося кілька десятків годин-пам'яток; вони несли свою службу до кінця XVI ст., а деякі використовуються і зараз. До останніх відносяться годинник на фасаді Шварценбергського палацу, в саду колишнього Страгівського монастиря.
Через відсутність електроенергії під час блокади Ленінграда в 1941-1944 рр. з ініціативи В. І. Прянишникова були встановлені сонячні годинники на краю газону у Великого проспекту і Дев'ятої лінії на Василівському острові. Ними користувалися до закінчення Великої Вітчизняної війни.
Опівдні сонячного дня і тепер в Ленінграді можна перевірити годинник на ділянці вулиці Герцена від арки Головного Штабу до Невського проспекту, так як ця ділянка вулиці розташований точно по полуденної лінії (див. В книзі «Сонячний годинник ...»).
Рис. 11. Пісочний годинник
Пісочний годинник. Надалі були винайдені пісочний годинник. Ними можна було користуватися в будь-який час доби і незалежно від стану погоди. Їх частіше робили у вигляді двох воронкоподібних скляних посудин, поставлених один на інший (рис. 11). Верхній заповнювався піском до певного рівня. Тривалість висипання піску в нижній посудину і служила мірою часу. Такі годинники робили не тільки з двох, але і з більшої кількості судин. Так, наприклад, в одних годинах, що складалися з чотирьох судин, перший посудину опоражнівается за 15, другий - за 30, третій - за 45 хвилин, а четвертий - за 1 годину. Потім судини поверталися спеціально поставленим до них людиною і знову відраховували час, а обслуговує їх обличчя відзначало минулі годинник.
Пісочний годинник широко використовувалися на кораблях - так звані «корабельні склянки», які служили морякам для встановлення часу зміни вахт і відпочинку. У XIII в. сипучу масу для пісочного годинника готували з суміші піску і мармурової пилу, прокипяченной з вином і лимонним соком, повторюючи цю операцію до десяти разів і знімаючи при цьому з'являється накип. Така суміш сипучого матеріалу дозволяла дещо збільшити точність визначення часу. Тепер пісочний годинник широко використовуються переважно в медичній практиці.
Рис. 12. Вогненні годинник
Вогненні годинник. Більш зручними і не вимагають постійного нагляду були вогненні годинник, що мали широке поширення.
Одні з вогняних годин, якими користувалися рудокопи стародавнього світу, представляли собою глиняний посуд з такою кількістю масла, якого вистачало па 10 годин горіння світильника. З вигоранням масла в посудині рудокоп закінчував свою роботу в шахті.
У Китаї для вогненних годин зі спеціальних сортів дерева, розтертого в порошок, разом з пахощами готували тісто, з якого робили палички різної форми або частіше довгі, в декілька метрів спіралі (рис. 12). Такі палички (спіралі) могли горіти місяцями, не вимагаючи обслуговуючого персоналу.
Відомі вогненні годинник, що представляють одночасно і будильник (рис. 13). Для таких годин, а вони вперше з'явилися в Китаї, до спіралі або паличок в певних місцях подвешивались металеві кульки, які при згорянні спіралі (палички) падали в порцелянову вазу, виробляючи гучний дзвін.
Європейський варіант вогненних годин, якими особливо часто користувалися в монастирях, являв собою свічки, на яких наносилися мітки. Від згоряння відрізка свічки між мітками відповідало певного проміжку часу.
Однак точність вогненних годин, незалежно від їх конструкції, була дуже низька і багато в чому залежала від стану навколишнього середовища - доступу свіжого повітря, вітру та інших факторів.
Рис. 13. Вогненні годинник-будильник
Водяний годинник. Більш досконалими були водяний годинник, які на відміну від вогненних не вимагали систематичного поновлення. Водяні годинники були відомі і широко використовувалися в Древньому Єгипті, Юдеї, Вавилоні, Китаї. У Греції їх називали «клепсидрою» ( «злодійками води»).
Перші водяний годинник представляли посудину з отвором, з якого вода витікала за певний проміжок часу. Так, наприклад, в Африці, де відчувався брак води, людина, що відав її розподілом ( «укіль-ель-ма»), пускаючи воду на полі селянина, одночасно заповнював і судину. Після закінчення води з посудини припинялася подача води на полі селянина; її пускали на поля іншого хлібороба.
§ 10. Вимірювання часу в давнину
§ 10. Вимірювання часу в давнину
Історія розвитку годин - коштів для вимірювання часу - одна з найцікавіших сторінок боротьби людського генія за розуміння і оволодіння силами природи.
Першими годинами було Сонце. Чим вище вона підіймалась на небосхилі, тим ближче до полудня, а чим нижче спускалося до обрію, тим ближче до вечора, і спочатку в кожних добі люди визначали тільки чотири «години»: ранок, полудень, вечір і ніч.
Рис. 7. Гномон
Сонячний годинник. Першими приладами для вимірювання часу були сонячні годинники. Люди давно помітили, що найдовші тіні від предметів, освітлених Сонцем, бувають вранці, до полудня вони коротшають, а до вечора знову подовжуються. Помітили вони також, що тіні протягом дня змінюють не тільки розміри, але і напрямок. Це явище і було використано для створення найпростіших сонячних годин - гномона [18] . Циферблатом такого годинника служить рівна горизонтальна площадка, на якій вертикально укріплений жердину (стрижень, платівка), який відкидає тінь (рис. 7). Вранці тінь від гномона звернена на захід, в обідню пору в нашому північній півкулі - на північ, а ввечері - на схід. Відповідно до положення тіні і визначається справжнє сонячне час [19] . Однак тінь від гномона в такому годиннику описує протягом дня не окружність, а більш складну криву, яка не залишається постійною не тільки в різні місяці року, але змінюється з кожним днем до дня.
Для позбавлення сонячного годинника від цього недоліку циферблат їх стали робити з кількох ліній з розподілами, кожна з яких призначалася для певного місяця року. Так, наприклад, давньогрецький астроном Аристарх Самоський (кінець IV - перша половина III ст. До н. Е.) Для своїх сонячних годин виконав циферблат в формі чаші з прокресленою на її внутрішній поверхні мережею ліній, а годинник давньогрецького астронома Евдокса (бл. 408 - ок. 355 рр. до н. з.) мали на плоскому циферблаті дуже складну мережу ліній, які отримали назву «Арахнея», що означає «павук».
Рис. 8. Екваторіальний сонячний годинник
Надалі астрономи зрозуміли, що для підвищення точності сонячних годин їх покажчик слід направити на полюс світу, т. Е. До тієї точки небосхилу, яка при обертанні Землі здається нерухомою. Якщо при цьому площину циферблата розташувати паралельно площині небесного екватора, т. Е. Перпендикулярно до стрижня, то кінець тіні стрижня стане описувати коло. Швидкість руху тіні буде рівномірною, і тому на такому циферблаті відстані по колу між часовими мітками (штрихами) виявляться рівними, і їх можна визначити з розрахунку 360 ° = 24 ч. Так були створені екваторіальні сонячний годинник, в яких дошка з циферблатом встановлювалася похило до горизонту під кутом = 90 ° -, де - географічна широта місця установки годин. На них ділення нанесені на обох сторонах циферблата (зверху і знизу), а покажчик проткнути наскрізь (рис. 8). Так, наприклад, при виготовленні екваторіальних сонячного годинника для широти = 55 ° 47 'кут нахилу циферблата повинен бути = 34 ° 13'. У такому годиннику протягом однієї частини року (в північній півкулі з березня по вересень) тінь від стрижня падає на циферблат зверху, а протягом другого - знизу, і тому годинник придатні для всіх днів року. Однак відлік часу, коли тінь падає знизу, скрутний.
Для усунення цього недоліку сонячний годинник стали робити з горизонтально розташованим циферблатом з розподілами, нанесеними з розрахунку tg x = tg t sin, де x - кут при центрі циферблата між полуденної лінією (лінією «північ - південь») і даними розподілом, t = To - 12 ч - годинний кут Сонця, а - географічна широта місцезнаходження годин. На такому циферблаті лінія, що проходить через штрихи, відповідні 6 і 18 годинах, буде перпендикулярна до полуденної лінії. Покажчиком в такому годиннику служить трикутник (рис. 9) з гострим кутом, рівним широті даної місцевості.
Рис. 9. Сонячний годинник з горизонтальним циферблатом
Встановлювався він так, щоб його площина була перпендикулярна до площини циферблата і збігалася з напрямком північ - південь, В такому годиннику швидкість переміщення тіні від трикутника нерівномірна, а тому кути на циферблаті, відповідні годинним проміжків часу, є нерівними.
У давнину сонячний годинник мали широке поширення. У Єгипті за гномон сонячного годинника брали високі обеліски. Паломники Індії користувалися палицями з вправленими в них мініатюрними сонячним годинником.
У 10 р. До н.е. е. за розпорядженням імператора Августа (63 р. до н.е.. - 14 р. н.е..) на честь перемоги над Єгиптом були створені в Римі великі сонячний годинник, гномоном для яких був гранітний обеліск заввишки близько 22 м і масою 250 т. на циферблаті цього годинника розміром 170 на 80 м тінь обеліска падала на 12 секторів зі знаками зодіаку (рис. 10); по годинах такого типу визначали не тільки час доби, а й дату і сезон року [20] .
Зодіаком в Стародавній Греції називали пояс на небосхилі, що включає 12 сузір'їв, розташованих уздовж екліптики. У далекій давнині пояс зодіаку ділили на частини по 30 °; вони мали назви тих сузір'їв, за якими проходила екліптика. У кожній такій частині - знаку зодіаку - Сонце при своєму річному русі знаходилося протягом одного місяця: в знаку Водолія - в січні - лютому, в знаку Риб - в лютому - березні, в знаку Овна - в березні - квітні, в знаку Тельця - в квітні - травні, в знаку Близнюків - в травні - червні, в знаку Рака - в червні - липні, в знаку Лева - в липні - серпні, в знаку Діви - в серпні - вересні, в знаку Терезів - у вересні - жовтні, в знаку Скорпіона - в жовтні - листопаді, в знаку Стрільця - в листопаді - грудні, в знаку Козерога - в грудні - січні. За час з початку нашої ери точка весняного рівнодення внаслідок прецесії змістилася майже на 30 °, і Сонце в грудні - січні проходить по сузір'ю Стрільця, в січні - лютому - по сузір'ю Козерога і т. Д., Але знаки зодіаку залишаються колишніми. Зараз вони практичного значення не мають, в давнину ж застосовувалися для складання гороскопів.
Рис. 20. Знаки зодіаку
В 1278 китайський імператор Кошу-Кінг, прагнучи підвищити точність сонячного годинника, побудував в Пекіні гномон, покажчик якого по висоті дорівнював 40 східцях. У Самарканді узбецький астроном Улугбек (1394-1449), онук відомого завойовника Тамерлана (1336-1405), прагнучи збільшити точність визначення часу за сонячним годинником, спорудив в 1430 р гномон, стрижень якого досягав висоти в 175 ступенів (близько 50 м).
Відомі сонячний годинник, у яких опівдні відзначався дзвінками. В інших годинах за допомогою відповідно встановленого і спрямованого запального скла сонячний промінь керував гарматою, змушуючи її стріляти в певний час.
Сонячний годинник не вимагали заводу, вони не зупинялися і навіть «йшли» правильніше, ніж деякі нинішні годинник, але з двома істотними застереженнями: тільки в денний час і в безхмарну погоду. Їх продовжували будувати аж до XVII і навіть XVIII ст.
Сонячний годинник, як стаціонарні, так і переносні, тривалий час широко використовувалися в суспільній практиці різними народами нашої країни. Стаціонарні годинник виготовлялися з каменю (переважно), рідше з металу і дерева і, як правило, великих розмірів, що дозволяло підвищити їх точність і бачити їх на значній відстані. Багато з них збереглися не тільки в музеях, а й на місці первісної їх установки.
Переносні сонячний годинник, що відрізняються порівняно невеликими розмірами, найчастіше виготовлялися з металу (латуні, бронзи, срібла), дорогих сортів дерева і навіть зі слонової кістки або черепашачого панцира. Для орієнтування по сторонах світу їх, як правило, постачали магнітною стрілкою.
До недавнього часу поява на Русі перших сонячних годин відносили до XV в. Однак при ремонті в м.Чернігові Спасо-Преображенського собору, побудованого в 1031-1036 рр., Був виявлений декор, неглибокі ніші якого зі своєрідним орнаментом представляли, як встановив історик Г. І. Петраш, елементи унікальних сонячних годин циліндричної форми.
Зі збережених документів відомо, що в 1614 р цар Михайло Федорович придбав у московського купця сонячний годинник, а пізніше в XVII в. «Годинник сонячні писані фарбами» були встановлені в палацовому комплексі Ізмайлово (під Москвою). Збереглися сонячний годинник і в селі Коломенському (підмосковна садиба російських царів), встановлені приблизно в той же час. На початку XVIII в. користувалися сонячним годинником, укріпленими на дзвіниці собору Святогорського монастиря, але час їх встановлення не відомо.
Наші співвітчизники, що ходили по північних морях, використовували так звані «матки», що представляють подобу переносних сонячного годинника, забезпечених компасом, що дозволяло орієнтуватися на море. Свідченням широкого використання нашими моряками сонячного годинника різного пристрою є знайдені радянськими вченими в 1940 р па північному березі Таймирського півострова шість сонячних годин, залишених там в 1617 р російської торгово-промислової експедицією.
У Ленінградському музеї Арктики і Антарктики зберігаються троє сонячного годинника, виявлених при розкопках в місті Мангазее в Сибіру. У документі, вперше опублікованому М. І. Бєляєвим в 1952 р, відзначається, що в «розпису товарам», який перевозив «вниз по Олені і морем на Индигирку річку і на Колиму і в інші сторонні річки», згадані «тринадцять маток в кістках ».
Серед майна, залишеного відомим діячем освіти Феофаном Прокоповичем (1681-1736), виявлено кілька сонячних годин, якими він користувався на своїй обсерваторії недалеко від Петергофа (нині Петродворец), і на обсерваторії Л. Д. Меньшикова (1673-1729), виробляючи астрономічні спостереження.
Велика увага сонячним годинником приділяли Петро I (1672-1725) і державний діяч Я. В. Брюс (1670-1735); вони особисто виготовили кілька годин, якими користувалися в астрономічній обсерваторії, яка перебувала між Петергофом і Оранієнбаумом (нині Ломоносов), і в обсерваторії князя А. Д. Меньшикова вони ж і організували підготовку годинних майстрів. Нещодавно реставровані сонячний годинник, встановлені свого часу на будівлі колишнього кадетського корпусу (на Василівському острові в Ленінграді), побудованому в 1738-1753 рр. Збереглися до нашого часу і два мармурових верствах стовпа (колишніх Царскосельской і Петергофской доріг) з сонячним годинником, що представляють квадратні мармурові плити з вартовими шкалами і гномоном, а в м Пушкіна (під Ленінградом) знаходяться і тепер обеліски з сонячним годинником. Більш досконалі сонячний годинник, що враховують зміна висоти Сонця протягом дня, демонструвалися в 1879 р на Раді Московського університету відомим етнографом Е. І. Якушин (1826-1905), отримані ним з Ярославської губернії (див. Книгу «Сонячний годинник і календарні системи народів СРСР »). До 40-х років нашого століття зберігалося кілька сонячних годин, встановлених в різний час в парках Ленінграда і його околиць. Чимало сонячного годинника було споруджено в XVII-XVIII ст. в різних містах, селах, селах нашої країни, особливо в Сибіру і північних районах. Оригінальні сонячний годинник на тумбі були побудовані в 1833 р в г, Таганрозі перед сходами, що ведуть до моря; вони збереглися до наших днів. Багато їх було в Москві і її околицях. Так, наприклад, годинник збереглися на будівлях Історико-архівного інституту, Новодівичого монастиря (побудований в 1525 р), в музеї-садибі Архангельське ... На території будинку-музею батька російської авіації М. Є. Жуковського (1847-1921) в селі Глухово Володимирській області збереглася кам'яна тумба з сонячним годинником, якими він користувався до 1919 р
У 1795 р князь Г. А. Потьомкін (1739-1791) заснував в містечку Дубровці в Білорусії фабрику з виготовлення сонячних годин, перекладену в тому ж році в село Купавна під Москвою; в ній з кріпаків готувалися майстри сонячного годинника.
Найостанніші сонячний годинник в нашій країні були побудовані в 1947 р до 800-річчя Москви на майданчику Московського планетарію. Годинник показує московський час з травня по вересень.
У зв'язку з 750-річчям міста Шяуляй (ЛітССР) в ньому створюється архітектурно-скульптурний ансамбль - тріада «Час - Сонце - Стрілець», відзначений Золотою медаллю Академії мистецтв СРСР, розроблений А. Черняускас, Р. Юрелой, А. Вішнюнасом і С. Кузма. Центральна частина ансамблю - площа, вимощена бруківкою і є циферблатом сонячних годин з числами, 12, 3 і 6, що символізують рік заснування міста (1236). Стрілкою годинника служить залізобетонна 18-метрова колона з позолоченою фігурою стрілка.
Інтерес до сонячних годинників проявляється в різних країнах і в наш час. Так, наприклад, в ГДР налічується 1150 сонячних годин; з них близько 500 таких «хронометрів» використовуються і тепер, а інші зберігаються як культурно-історичні пам'ятники. У Чехословацької Соціалістичної Республіці збереглося кілька десятків годин-пам'яток; вони несли свою службу до кінця XVI ст., а деякі використовуються і зараз. До останніх відносяться годинник на фасаді Шварценбергського палацу, в саду колишнього Страгівського монастиря.
Через відсутність електроенергії під час блокади Ленінграда в 1941-1944 рр. з ініціативи В. І. Прянишникова були встановлені сонячні годинники на краю газону у Великого проспекту і Дев'ятої лінії на Василівському острові. Ними користувалися до закінчення Великої Вітчизняної війни.
Опівдні сонячного дня і тепер в Ленінграді можна перевірити годинник на ділянці вулиці Герцена від арки Головного Штабу до Невського проспекту, так як ця ділянка вулиці розташований точно по полуденної лінії (див. В книзі «Сонячний годинник ...»).
Рис. 11. Пісочний годинник
Пісочний годинник. Надалі були винайдені пісочний годинник. Ними можна було користуватися в будь-який час доби і незалежно від стану погоди. Їх частіше робили у вигляді двох воронкоподібних скляних посудин, поставлених один на інший (рис. 11). Верхній заповнювався піском до певного рівня. Тривалість висипання піску в нижній посудину і служила мірою часу. Такі годинники робили не тільки з двох, але і з більшої кількості судин. Так, наприклад, в одних годинах, що складалися з чотирьох судин, перший посудину опоражнівается за 15, другий - за 30, третій - за 45 хвилин, а четвертий - за 1 годину. Потім судини поверталися спеціально поставленим до них людиною і знову відраховували час, а обслуговує їх обличчя відзначало минулі годинник.
Пісочний годинник широко використовувалися на кораблях - так звані «корабельні склянки», які служили морякам для встановлення часу зміни вахт і відпочинку. У XIII в. сипучу масу для пісочного годинника готували з суміші піску і мармурової пилу, прокипяченной з вином і лимонним соком, повторюючи цю операцію до десяти разів і знімаючи при цьому з'являється накип. Така суміш сипучого матеріалу дозволяла дещо збільшити точність визначення часу. Тепер пісочний годинник широко використовуються переважно в медичній практиці.
Рис. 12. Вогненні годинник
Вогненні годинник. Більш зручними і не вимагають постійного нагляду були вогненні годинник, що мали широке поширення.
Одні з вогняних годин, якими користувалися рудокопи стародавнього світу, представляли собою глиняний посуд з такою кількістю масла, якого вистачало па 10 годин горіння світильника. З вигоранням масла в посудині рудокоп закінчував свою роботу в шахті.
У Китаї для вогненних годин зі спеціальних сортів дерева, розтертого в порошок, разом з пахощами готували тісто, з якого робили палички різної форми або частіше довгі, в декілька метрів спіралі (рис. 12). Такі палички (спіралі) могли горіти місяцями, не вимагаючи обслуговуючого персоналу.
Відомі вогненні годинник, що представляють одночасно і будильник (рис. 13). Для таких годин, а вони вперше з'явилися в Китаї, до спіралі або паличок в певних місцях подвешивались металеві кульки, які при згорянні спіралі (палички) падали в порцелянову вазу, виробляючи гучний дзвін.
Європейський варіант вогненних годин, якими особливо часто користувалися в монастирях, являв собою свічки, на яких наносилися мітки. Від згоряння відрізка свічки між мітками відповідало певного проміжку часу.
Однак точність вогненних годин, незалежно від їх конструкції, була дуже низька і багато в чому залежала від стану навколишнього середовища - доступу свіжого повітря, вітру та інших факторів.
Рис. 13. Вогненні годинник-будильник
Водяний годинник. Більш досконалими були водяний годинник, які на відміну від вогненних не вимагали систематичного поновлення. Водяні годинники були відомі і широко використовувалися в Древньому Єгипті, Юдеї, Вавилоні, Китаї. У Греції їх називали «клепсидрою» ( «злодійками води»).
Перші водяний годинник представляли посудину з отвором, з якого вода витікала за певний проміжок часу. Так, наприклад, в Африці, де відчувався брак води, людина, що відав її розподілом ( «укіль-ель-ма»), пускаючи воду на полі селянина, одночасно заповнював і судину. Після закінчення води з посудини припинялася подача води на полі селянина; її пускали на поля іншого хлібороба.
§ 10. Вимірювання часу в давнину
§ 10. Вимірювання часу в давнину
Історія розвитку годин - коштів для вимірювання часу - одна з найцікавіших сторінок боротьби людського генія за розуміння і оволодіння силами природи.
Першими годинами було Сонце. Чим вище вона підіймалась на небосхилі, тим ближче до полудня, а чим нижче спускалося до обрію, тим ближче до вечора, і спочатку в кожних добі люди визначали тільки чотири «години»: ранок, полудень, вечір і ніч.
Рис. 7. Гномон
Сонячний годинник. Першими приладами для вимірювання часу були сонячні годинники. Люди давно помітили, що найдовші тіні від предметів, освітлених Сонцем, бувають вранці, до полудня вони коротшають, а до вечора знову подовжуються. Помітили вони також, що тіні протягом дня змінюють не тільки розміри, але і напрямок. Це явище і було використано для створення найпростіших сонячних годин - гномона [18] . Циферблатом такого годинника служить рівна горизонтальна площадка, на якій вертикально укріплений жердину (стрижень, платівка), який відкидає тінь (рис. 7). Вранці тінь від гномона звернена на захід, в обідню пору в нашому північній півкулі - на північ, а ввечері - на схід. Відповідно до положення тіні і визначається справжнє сонячне час [19] . Однак тінь від гномона в такому годиннику описує протягом дня не окружність, а більш складну криву, яка не залишається постійною не тільки в різні місяці року, але змінюється з кожним днем до дня.
Для позбавлення сонячного годинника від цього недоліку циферблат їх стали робити з кількох ліній з розподілами, кожна з яких призначалася для певного місяця року. Так, наприклад, давньогрецький астроном Аристарх Самоський (кінець IV - перша половина III ст. До н. Е.) Для своїх сонячних годин виконав циферблат в формі чаші з прокресленою на її внутрішній поверхні мережею ліній, а годинник давньогрецького астронома Евдокса (бл. 408 - ок. 355 рр. до н. з.) мали на плоскому циферблаті дуже складну мережу ліній, які отримали назву «Арахнея», що означає «павук».
Рис. 8. Екваторіальний сонячний годинник
Надалі астрономи зрозуміли, що для підвищення точності сонячних годин їх покажчик слід направити на полюс світу, т. Е. До тієї точки небосхилу, яка при обертанні Землі здається нерухомою. Якщо при цьому площину циферблата розташувати паралельно площині небесного екватора, т. Е. Перпендикулярно до стрижня, то кінець тіні стрижня стане описувати коло. Швидкість руху тіні буде рівномірною, і тому на такому циферблаті відстані по колу між часовими мітками (штрихами) виявляться рівними, і їх можна визначити з розрахунку 360 ° = 24 ч. Так були створені екваторіальні сонячний годинник, в яких дошка з циферблатом встановлювалася похило до горизонту під кутом = 90 ° -, де - географічна широта місця установки годин. На них ділення нанесені на обох сторонах циферблата (зверху і знизу), а покажчик проткнути наскрізь (рис. 8). Так, наприклад, при виготовленні екваторіальних сонячного годинника для широти = 55 ° 47 'кут нахилу циферблата повинен бути = 34 ° 13'. У такому годиннику протягом однієї частини року (в північній півкулі з березня по вересень) тінь від стрижня падає на циферблат зверху, а протягом другого - знизу, і тому годинник придатні для всіх днів року. Однак відлік часу, коли тінь падає знизу, скрутний.
Для усунення цього недоліку сонячний годинник стали робити з горизонтально розташованим циферблатом з розподілами, нанесеними з розрахунку tg x = tg t sin, де x - кут при центрі циферблата між полуденної лінією (лінією «північ - південь») і даними розподілом, t = To - 12 ч - годинний кут Сонця, а - географічна широта місцезнаходження годин. На такому циферблаті лінія, що проходить через штрихи, відповідні 6 і 18 годинах, буде перпендикулярна до полуденної лінії. Покажчиком в такому годиннику служить трикутник (рис. 9) з гострим кутом, рівним широті даної місцевості.
Рис. 9. Сонячний годинник з горизонтальним циферблатом
Встановлювався він так, щоб його площина була перпендикулярна до площини циферблата і збігалася з напрямком північ - південь, В такому годиннику швидкість переміщення тіні від трикутника нерівномірна, а тому кути на циферблаті, відповідні годинним проміжків часу, є нерівними.
У давнину сонячний годинник мали широке поширення. У Єгипті за гномон сонячного годинника брали високі обеліски. Паломники Індії користувалися палицями з вправленими в них мініатюрними сонячним годинником.
У 10 р. До н.е. е. за розпорядженням імператора Августа (63 р. до н.е.. - 14 р. н.е..) на честь перемоги над Єгиптом були створені в Римі великі сонячний годинник, гномоном для яких був гранітний обеліск заввишки близько 22 м і масою 250 т. на циферблаті цього годинника розміром 170 на 80 м тінь обеліска падала на 12 секторів зі знаками зодіаку (рис. 10); по годинах такого типу визначали не тільки час доби, а й дату і сезон року [20] .
Зодіаком в Стародавній Греції називали пояс на небосхилі, що включає 12 сузір'їв, розташованих уздовж екліптики. У далекій давнині пояс зодіаку ділили на частини по 30 °; вони мали назви тих сузір'їв, за якими проходила екліптика. У кожній такій частині - знаку зодіаку - Сонце при своєму річному русі знаходилося протягом одного місяця: в знаку Водолія - в січні - лютому, в знаку Риб - в лютому - березні, в знаку Овна - в березні - квітні, в знаку Тельця - в квітні - травні, в знаку Близнюків - в травні - червні, в знаку Рака - в червні - липні, в знаку Лева - в липні - серпні, в знаку Діви - в серпні - вересні, в знаку Терезів - у вересні - жовтні, в знаку Скорпіона - в жовтні - листопаді, в знаку Стрільця - в листопаді - грудні, в знаку Козерога - в грудні - січні. За час з початку нашої ери точка весняного рівнодення внаслідок прецесії змістилася майже на 30 °, і Сонце в грудні - січні проходить по сузір'ю Стрільця, в січні - лютому - по сузір'ю Козерога і т. Д., Але знаки зодіаку залишаються колишніми. Зараз вони практичного значення не мають, в давнину ж застосовувалися для складання гороскопів.
Рис. 20. Знаки зодіаку
В 1278 китайський імператор Кошу-Кінг, прагнучи підвищити точність сонячного годинника, побудував в Пекіні гномон, покажчик якого по висоті дорівнював 40 східцях. У Самарканді узбецький астроном Улугбек (1394-1449), онук відомого завойовника Тамерлана (1336-1405), прагнучи збільшити точність визначення часу за сонячним годинником, спорудив в 1430 р гномон, стрижень якого досягав висоти в 175 ступенів (близько 50 м).
Відомі сонячний годинник, у яких опівдні відзначався дзвінками. В інших годинах за допомогою відповідно встановленого і спрямованого запального скла сонячний промінь керував гарматою, змушуючи її стріляти в певний час.
Сонячний годинник не вимагали заводу, вони не зупинялися і навіть «йшли» правильніше, ніж деякі нинішні годинник, але з двома істотними застереженнями: тільки в денний час і в безхмарну погоду. Їх продовжували будувати аж до XVII і навіть XVIII ст.
Сонячний годинник, як стаціонарні, так і переносні, тривалий час широко використовувалися в суспільній практиці різними народами нашої країни. Стаціонарні годинник виготовлялися з каменю (переважно), рідше з металу і дерева і, як правило, великих розмірів, що дозволяло підвищити їх точність і бачити їх на значній відстані. Багато з них збереглися не тільки в музеях, а й на місці первісної їх установки.
Переносні сонячний годинник, що відрізняються порівняно невеликими розмірами, найчастіше виготовлялися з металу (латуні, бронзи, срібла), дорогих сортів дерева і навіть зі слонової кістки або черепашачого панцира. Для орієнтування по сторонах світу їх, як правило, постачали магнітною стрілкою.
До недавнього часу поява на Русі перших сонячних годин відносили до XV в. Однак при ремонті в м.Чернігові Спасо-Преображенського собору, побудованого в 1031-1036 рр., Був виявлений декор, неглибокі ніші якого зі своєрідним орнаментом представляли, як встановив історик Г. І. Петраш, елементи унікальних сонячних годин циліндричної форми.
Зі збережених документів відомо, що в 1614 р цар Михайло Федорович придбав у московського купця сонячний годинник, а пізніше в XVII в. «Годинник сонячні писані фарбами» були встановлені в палацовому комплексі Ізмайлово (під Москвою). Збереглися сонячний годинник і в селі Коломенському (підмосковна садиба російських царів), встановлені приблизно в той же час. На початку XVIII в. користувалися сонячним годинником, укріпленими на дзвіниці собору Святогорського монастиря, але час їх встановлення не відомо.
Наші співвітчизники, що ходили по північних морях, використовували так звані «матки», що представляють подобу переносних сонячного годинника, забезпечених компасом, що дозволяло орієнтуватися на море. Свідченням широкого використання нашими моряками сонячного годинника різного пристрою є знайдені радянськими вченими в 1940 р па північному березі Таймирського півострова шість сонячних годин, залишених там в 1617 р російської торгово-промислової експедицією.
У Ленінградському музеї Арктики і Антарктики зберігаються троє сонячного годинника, виявлених при розкопках в місті Мангазее в Сибіру. У документі, вперше опублікованому М. І. Бєляєвим в 1952 р, відзначається, що в «розпису товарам», який перевозив «вниз по Олені і морем на Индигирку річку і на Колиму і в інші сторонні річки», згадані «тринадцять маток в кістках ».
Серед майна, залишеного відомим діячем освіти Феофаном Прокоповичем (1681-1736), виявлено кілька сонячних годин, якими він користувався на своїй обсерваторії недалеко від Петергофа (нині Петродворец), і на обсерваторії Л. Д. Меньшикова (1673-1729), виробляючи астрономічні спостереження.
Велика увага сонячним годинником приділяли Петро I (1672-1725) і державний діяч Я. В. Брюс (1670-1735); вони особисто виготовили кілька годин, якими користувалися в астрономічній обсерваторії, яка перебувала між Петергофом і Оранієнбаумом (нині Ломоносов), і в обсерваторії князя А. Д. Меньшикова вони ж і організували підготовку годинних майстрів. Нещодавно реставровані сонячний годинник, встановлені свого часу на будівлі колишнього кадетського корпусу (на Василівському острові в Ленінграді), побудованому в 1738-1753 рр. Збереглися до нашого часу і два мармурових верствах стовпа (колишніх Царскосельской і Петергофской доріг) з сонячним годинником, що представляють квадратні мармурові плити з вартовими шкалами і гномоном, а в м Пушкіна (під Ленінградом) знаходяться і тепер обеліски з сонячним годинником. Більш досконалі сонячний годинник, що враховують зміна висоти Сонця протягом дня, демонструвалися в 1879 р на Раді Московського університету відомим етнографом Е. І. Якушин (1826-1905), отримані ним з Ярославської губернії (див. Книгу «Сонячний годинник і календарні системи народів СРСР »). До 40-х років нашого століття зберігалося кілька сонячних годин, встановлених в різний час в парках Ленінграда і його околиць. Чимало сонячного годинника було споруджено в XVII-XVIII ст. в різних містах, селах, селах нашої країни, особливо в Сибіру і північних районах. Оригінальні сонячний годинник на тумбі були побудовані в 1833 р в г, Таганрозі перед сходами, що ведуть до моря; вони збереглися до наших днів. Багато їх було в Москві і її околицях. Так, наприклад, годинник збереглися на будівлях Історико-архівного інституту, Новодівичого монастиря (побудований в 1525 р), в музеї-садибі Архангельське ... На території будинку-музею батька російської авіації М. Є. Жуковського (1847-1921) в селі Глухово Володимирській області збереглася кам'яна тумба з сонячним годинником, якими він користувався до 1919 р
У 1795 р князь Г. А. Потьомкін (1739-1791) заснував в містечку Дубровці в Білорусії фабрику з виготовлення сонячних годин, перекладену в тому ж році в село Купавна під Москвою; в ній з кріпаків готувалися майстри сонячного годинника.
Найостанніші сонячний годинник в нашій країні були побудовані в 1947 р до 800-річчя Москви на майданчику Московського планетарію. Годинник показує московський час з травня по вересень.
У зв'язку з 750-річчям міста Шяуляй (ЛітССР) в ньому створюється архітектурно-скульптурний ансамбль - тріада «Час - Сонце - Стрілець», відзначений Золотою медаллю Академії мистецтв СРСР, розроблений А. Черняускас, Р. Юрелой, А. Вішнюнасом і С. Кузма. Центральна частина ансамблю - площа, вимощена бруківкою і є циферблатом сонячних годин з числами, 12, 3 і 6, що символізують рік заснування міста (1236). Стрілкою годинника служить залізобетонна 18-метрова колона з позолоченою фігурою стрілка.
Інтерес до сонячних годинників проявляється в різних країнах і в наш час. Так, наприклад, в ГДР налічується 1150 сонячних годин; з них близько 500 таких «хронометрів» використовуються і тепер, а інші зберігаються як культурно-історичні пам'ятники. У Чехословацької Соціалістичної Республіці збереглося кілька десятків годин-пам'яток; вони несли свою службу до кінця XVI ст., а деякі використовуються і зараз. До останніх відносяться годинник на фасаді Шварценбергського палацу, в саду колишнього Страгівського монастиря.
Через відсутність електроенергії під час блокади Ленінграда в 1941-1944 рр. з ініціативи В. І. Прянишникова були встановлені сонячні годинники на краю газону у Великого проспекту і Дев'ятої лінії на Василівському острові. Ними користувалися до закінчення Великої Вітчизняної війни.
Опівдні сонячного дня і тепер в Ленінграді можна перевірити годинник на ділянці вулиці Герцена від арки Головного Штабу до Невського проспекту, так як ця ділянка вулиці розташований точно по полуденної лінії (див. В книзі «Сонячний годинник ...»).
Рис. 11. Пісочний годинник
Пісочний годинник. Надалі були винайдені пісочний годинник. Ними можна було користуватися в будь-який час доби і незалежно від стану погоди. Їх частіше робили у вигляді двох воронкоподібних скляних посудин, поставлених один на інший (рис. 11). Верхній заповнювався піском до певного рівня. Тривалість висипання піску в нижній посудину і служила мірою часу. Такі годинники робили не тільки з двох, але і з більшої кількості судин. Так, наприклад, в одних годинах, що складалися з чотирьох судин, перший посудину опоражнівается за 15, другий - за 30, третій - за 45 хвилин, а четвертий - за 1 годину. Потім судини поверталися спеціально поставленим до них людиною і знову відраховували час, а обслуговує їх обличчя відзначало минулі годинник.
Пісочний годинник широко використовувалися на кораблях - так звані «корабельні склянки», які служили морякам для встановлення часу зміни вахт і відпочинку. У XIII в. сипучу масу для пісочного годинника готували з суміші піску і мармурової пилу, прокипяченной з вином і лимонним соком, повторюючи цю операцію до десяти разів і знімаючи при цьому з'являється накип. Така суміш сипучого матеріалу дозволяла дещо збільшити точність визначення часу. Тепер пісочний годинник широко використовуються переважно в медичній практиці.
Рис. 12. Вогненні годинник
Вогненні годинник. Більш зручними і не вимагають постійного нагляду були вогненні годинник, що мали широке поширення.
Одні з вогняних годин, якими користувалися рудокопи стародавнього світу, представляли собою глиняний посуд з такою кількістю масла, якого вистачало па 10 годин горіння світильника. З вигоранням масла в посудині рудокоп закінчував свою роботу в шахті.
У Китаї для вогненних годин зі спеціальних сортів дерева, розтертого в порошок, разом з пахощами готували тісто, з якого робили палички різної форми або частіше довгі, в декілька метрів спіралі (рис. 12). Такі палички (спіралі) могли горіти місяцями, не вимагаючи обслуговуючого персоналу.
Відомі вогненні годинник, що представляють одночасно і будильник (рис. 13). Для таких годин, а вони вперше з'явилися в Китаї, до спіралі або паличок в певних місцях подвешивались металеві кульки, які при згорянні спіралі (палички) падали в порцелянову вазу, виробляючи гучний дзвін.
Європейський варіант вогненних годин, якими особливо часто користувалися в монастирях, являв собою свічки, на яких наносилися мітки. Від згоряння відрізка свічки між мітками відповідало певного проміжку часу.
Однак точність вогненних годин, незалежно від їх конструкції, була дуже низька і багато в чому залежала від стану навколишнього середовища - доступу свіжого повітря, вітру та інших факторів.
Рис. 13. Вогненні годинник-будильник
Водяний годинник. Більш досконалими були водяний годинник, які на відміну від вогненних не вимагали систематичного поновлення. Водяні годинники були відомі і широко використовувалися в Древньому Єгипті, Юдеї, Вавилоні, Китаї. У Греції їх називали «клепсидрою» ( «злодійками води»).
Перші водяний годинник представляли посудину з отвором, з якого вода витікала за певний проміжок часу. Так, наприклад, в Африці, де відчувався брак води, людина, що відав її розподілом ( «укіль-ель-ма»), пускаючи воду на полі селянина, одночасно заповнював і судину. Після закінчення води з посудини припинялася подача води на полі селянина; її пускали на поля іншого хлібороба.
§ 10. Вимірювання часу в давнину
§ 10. Вимірювання часу в давнину
Історія розвитку годин - коштів для вимірювання часу - одна з найцікавіших сторінок боротьби людського генія за розуміння і оволодіння силами природи.
Першими годинами було Сонце. Чим вище вона підіймалась на небосхилі, тим ближче до полудня, а чим нижче спускалося до обрію, тим ближче до вечора, і спочатку в кожних добі люди визначали тільки чотири «години»: ранок, полудень, вечір і ніч.
Рис. 7. Гномон
Сонячний годинник. Першими приладами для вимірювання часу були сонячні годинники. Люди давно помітили, що найдовші тіні від предметів, освітлених Сонцем, бувають вранці, до полудня вони коротшають, а до вечора знову подовжуються. Помітили вони також, що тіні протягом дня змінюють не тільки розміри, але і напрямок. Це явище і було використано для створення найпростіших сонячних годин - гномона [18] . Циферблатом такого годинника служить рівна горизонтальна площадка, на якій вертикально укріплений жердину (стрижень, платівка), який відкидає тінь (рис. 7). Вранці тінь від гномона звернена на захід, в обідню пору в нашому північній півкулі - на північ, а ввечері - на схід. Відповідно до положення тіні і визначається справжнє сонячне час [19] . Однак тінь від гномона в такому годиннику описує протягом дня не окружність, а більш складну криву, яка не залишається постійною не тільки в різні місяці року, але змінюється з кожним днем до дня.
Для позбавлення сонячного годинника від цього недоліку циферблат їх стали робити з кількох ліній з розподілами, кожна з яких призначалася для певного місяця року. Так, наприклад, давньогрецький астроном Аристарх Самоський (кінець IV - перша половина III ст. До н. Е.) Для своїх сонячних годин виконав циферблат в формі чаші з прокресленою на її внутрішній поверхні мережею ліній, а годинник давньогрецького астронома Евдокса (бл. 408 - ок. 355 рр. до н. з.) мали на плоскому циферблаті дуже складну мережу ліній, які отримали назву «Арахнея», що означає «павук».
Рис. 8. Екваторіальний сонячний годинник
Надалі астрономи зрозуміли, що для підвищення точності сонячних годин їх покажчик слід направити на полюс світу, т. Е. До тієї точки небосхилу, яка при обертанні Землі здається нерухомою. Якщо при цьому площину циферблата розташувати паралельно площині небесного екватора, т. Е. Перпендикулярно до стрижня, то кінець тіні стрижня стане описувати коло. Швидкість руху тіні буде рівномірною, і тому на такому циферблаті відстані по колу між часовими мітками (штрихами) виявляться рівними, і їх можна визначити з розрахунку 360 ° = 24 ч. Так були створені екваторіальні сонячний годинник, в яких дошка з циферблатом встановлювалася похило до горизонту під кутом = 90 ° -, де - географічна широта місця установки годин. На них ділення нанесені на обох сторонах циферблата (зверху і знизу), а покажчик проткнути наскрізь (рис. 8). Так, наприклад, при виготовленні екваторіальних сонячного годинника для широти = 55 ° 47 'кут нахилу циферблата повинен бути = 34 ° 13'. У такому годиннику протягом однієї частини року (в північній півкулі з березня по вересень) тінь від стрижня падає на циферблат зверху, а протягом другого - знизу, і тому годинник придатні для всіх днів року. Однак відлік часу, коли тінь падає знизу, скрутний.
Для усунення цього недоліку сонячний годинник стали робити з горизонтально розташованим циферблатом з розподілами, нанесеними з розрахунку tg x = tg t sin, де x - кут при центрі циферблата між полуденної лінією (лінією «північ - південь») і даними розподілом, t = To - 12 ч - годинний кут Сонця, а - географічна широта місцезнаходження годин. На такому циферблаті лінія, що проходить через штрихи, відповідні 6 і 18 годинах, буде перпендикулярна до полуденної лінії. Покажчиком в такому годиннику служить трикутник (рис. 9) з гострим кутом, рівним широті даної місцевості.
Рис. 9. Сонячний годинник з горизонтальним циферблатом
Встановлювався він так, щоб його площина була перпендикулярна до площини циферблата і збігалася з напрямком північ - південь, В такому годиннику швидкість переміщення тіні від трикутника нерівномірна, а тому кути на циферблаті, відповідні годинним проміжків часу, є нерівними.
У давнину сонячний годинник мали широке поширення. У Єгипті за гномон сонячного годинника брали високі обеліски. Паломники Індії користувалися палицями з вправленими в них мініатюрними сонячним годинником.
У 10 р. До н.е. е. за розпорядженням імператора Августа (63 р. до н.е.. - 14 р. н.е..) на честь перемоги над Єгиптом були створені в Римі великі сонячний годинник, гномоном для яких був гранітний обеліск заввишки близько 22 м і масою 250 т. на циферблаті цього годинника розміром 170 на 80 м тінь обеліска падала на 12 секторів зі знаками зодіаку (рис. 10); по годинах такого типу визначали не тільки час доби, а й дату і сезон року [20] .
Зодіаком в Стародавній Греції називали пояс на небосхилі, що включає 12 сузір'їв, розташованих уздовж екліптики. У далекій давнині пояс зодіаку ділили на частини по 30 °; вони мали назви тих сузір'їв, за якими проходила екліптика. У кожній такій частині - знаку зодіаку - Сонце при своєму річному русі знаходилося протягом одного місяця: в знаку Водолія - в січні - лютому, в знаку Риб - в лютому - березні, в знаку Овна - в березні - квітні, в знаку Тельця - в квітні - травні, в знаку Близнюків - в травні - червні, в знаку Рака - в червні - липні, в знаку Лева - в липні - серпні, в знаку Діви - в серпні - вересні, в знаку Терезів - у вересні - жовтні, в знаку Скорпіона - в жовтні - листопаді, в знаку Стрільця - в листопаді - грудні, в знаку Козерога - в грудні - січні. За час з початку нашої ери точка весняного рівнодення внаслідок прецесії змістилася майже на 30 °, і Сонце в грудні - січні проходить по сузір'ю Стрільця, в січні - лютому - по сузір'ю Козерога і т. Д., Але знаки зодіаку залишаються колишніми. Зараз вони практичного значення не мають, в давнину ж застосовувалися для складання гороскопів.
Рис. 20. Знаки зодіаку
В 1278 китайський імператор Кошу-Кінг, прагнучи підвищити точність сонячного годинника, побудував в Пекіні гномон, покажчик якого по висоті дорівнював 40 східцях. У Самарканді узбецький астроном Улугбек (1394-1449), онук відомого завойовника Тамерлана (1336-1405), прагнучи збільшити точність визначення часу за сонячним годинником, спорудив в 1430 р гномон, стрижень якого досягав висоти в 175 ступенів (близько 50 м).
Відомі сонячний годинник, у яких опівдні відзначався дзвінками. В інших годинах за допомогою відповідно встановленого і спрямованого запального скла сонячний промінь керував гарматою, змушуючи її стріляти в певний час.
Сонячний годинник не вимагали заводу, вони не зупинялися і навіть «йшли» правильніше, ніж деякі нинішні годинник, але з двома істотними застереженнями: тільки в денний час і в безхмарну погоду. Їх продовжували будувати аж до XVII і навіть XVIII ст.
Сонячний годинник, як стаціонарні, так і переносні, тривалий час широко використовувалися в суспільній практиці різними народами нашої країни. Стаціонарні годинник виготовлялися з каменю (переважно), рідше з металу і дерева і, як правило, великих розмірів, що дозволяло підвищити їх точність і бачити їх на значній відстані. Багато з них збереглися не тільки в музеях, а й на місці первісної їх установки.
Переносні сонячний годинник, що відрізняються порівняно невеликими розмірами, найчастіше виготовлялися з металу (латуні, бронзи, срібла), дорогих сортів дерева і навіть зі слонової кістки або черепашачого панцира. Для орієнтування по сторонах світу їх, як правило, постачали магнітною стрілкою.
До недавнього часу поява на Русі перших сонячних годин відносили до XV в. Однак при ремонті в м.Чернігові Спасо-Преображенського собору, побудованого в 1031-1036 рр., Був виявлений декор, неглибокі ніші якого зі своєрідним орнаментом представляли, як встановив історик Г. І. Петраш, елементи унікальних сонячних годин циліндричної форми.
Зі збережених документів відомо, що в 1614 р цар Михайло Федорович придбав у московського купця сонячний годинник, а пізніше в XVII в. «Годинник сонячні писані фарбами» були встановлені в палацовому комплексі Ізмайлово (під Москвою). Збереглися сонячний годинник і в селі Коломенському (підмосковна садиба російських царів), встановлені приблизно в той же час. На початку XVIII в. користувалися сонячним годинником, укріпленими на дзвіниці собору Святогорського монастиря, але час їх встановлення не відомо.
Наші співвітчизники, що ходили по північних морях, використовували так звані «матки», що представляють подобу переносних сонячного годинника, забезпечених компасом, що дозволяло орієнтуватися на море. Свідченням широкого використання нашими моряками сонячного годинника різного пристрою є знайдені радянськими вченими в 1940 р па північному березі Таймирського півострова шість сонячних годин, залишених там в 1617 р російської торгово-промислової експедицією.
У Ленінградському музеї Арктики і Антарктики зберігаються троє сонячного годинника, виявлених при розкопках в місті Мангазее в Сибіру. У документі, вперше опублікованому М. І. Бєляєвим в 1952 р, відзначається, що в «розпису товарам», який перевозив «вниз по Олені і морем на Индигирку річку і на Колиму і в інші сторонні річки», згадані «тринадцять маток в кістках ».
Серед майна, залишеного відомим діячем освіти Феофаном Прокоповичем (1681-1736), виявлено кілька сонячних годин, якими він користувався на своїй обсерваторії недалеко від Петергофа (нині Петродворец), і на обсерваторії Л. Д. Меньшикова (1673-1729), виробляючи астрономічні спостереження.
Велика увага сонячним годинником приділяли Петро I (1672-1725) і державний діяч Я. В. Брюс (1670-1735); вони особисто виготовили кілька годин, якими користувалися в астрономічній обсерваторії, яка перебувала між Петергофом і Оранієнбаумом (нині Ломоносов), і в обсерваторії князя А. Д. Меньшикова вони ж і організували підготовку годинних майстрів. Нещодавно реставровані сонячний годинник, встановлені свого часу на будівлі колишнього кадетського корпусу (на Василівському острові в Ленінграді), побудованому в 1738-1753 рр. Збереглися до нашого часу і два мармурових верствах стовпа (колишніх Царскосельской і Петергофской доріг) з сонячним годинником, що представляють квадратні мармурові плити з вартовими шкалами і гномоном, а в м Пушкіна (під Ленінградом) знаходяться і тепер обеліски з сонячним годинником. Більш досконалі сонячний годинник, що враховують зміна висоти Сонця протягом дня, демонструвалися в 1879 р на Раді Московського університету відомим етнографом Е. І. Якушин (1826-1905), отримані ним з Ярославської губернії (див. Книгу «Сонячний годинник і календарні системи народів СРСР »). До 40-х років нашого століття зберігалося кілька сонячних годин, встановлених в різний час в парках Ленінграда і його околиць. Чимало сонячного годинника було споруджено в XVII-XVIII ст. в різних містах, селах, селах нашої країни, особливо в Сибіру і північних районах. Оригінальні сонячний годинник на тумбі були побудовані в 1833 р в г, Таганрозі перед сходами, що ведуть до моря; вони збереглися до наших днів. Багато їх було в Москві і її околицях. Так, наприклад, годинник збереглися на будівлях Історико-архівного інституту, Новодівичого монастиря (побудований в 1525 р), в музеї-садибі Архангельське ... На території будинку-музею батька російської авіації М. Є. Жуковського (1847-1921) в селі Глухово Володимирській області збереглася кам'яна тумба з сонячним годинником, якими він користувався до 1919 р
У 1795 р князь Г. А. Потьомкін (1739-1791) заснував в містечку Дубровці в Білорусії фабрику з виготовлення сонячних годин, перекладену в тому ж році в село Купавна під Москвою; в ній з кріпаків готувалися майстри сонячного годинника.
Найостанніші сонячний годинник в нашій країні були побудовані в 1947 р до 800-річчя Москви на майданчику Московського планетарію. Годинник показує московський час з травня по вересень.
У зв'язку з 750-річчям міста Шяуляй (ЛітССР) в ньому створюється архітектурно-скульптурний ансамбль - тріада «Час - Сонце - Стрілець», відзначений Золотою медаллю Академії мистецтв СРСР, розроблений А. Черняускас, Р. Юрелой, А. Вішнюнасом і С. Кузма. Центральна частина ансамблю - площа, вимощена бруківкою і є циферблатом сонячних годин з числами, 12, 3 і 6, що символізують рік заснування міста (1236). Стрілкою годинника служить залізобетонна 18-метрова колона з позолоченою фігурою стрілка.
Інтерес до сонячних годинників проявляється в різних країнах і в наш час. Так, наприклад, в ГДР налічується 1150 сонячних годин; з них близько 500 таких «хронометрів» використовуються і тепер, а інші зберігаються як культурно-історичні пам'ятники. У Чехословацької Соціалістичної Республіці збереглося кілька десятків годин-пам'яток; вони несли свою службу до кінця XVI ст., а деякі використовуються і зараз. До останніх відносяться годинник на фасаді Шварценбергського палацу, в саду колишнього Страгівського монастиря.
Через відсутність електроенергії під час блокади Ленінграда в 1941-1944 рр. з ініціативи В. І. Прянишникова були встановлені сонячні годинники на краю газону у Великого проспекту і Дев'ятої лінії на Василівському острові. Ними користувалися до закінчення Великої Вітчизняної війни.
Опівдні сонячного дня і тепер в Ленінграді можна перевірити годинник на ділянці вулиці Герцена від арки Головного Штабу до Невського проспекту, так як ця ділянка вулиці розташований точно по полуденної лінії (див. В книзі «Сонячний годинник ...»).
Рис. 11. Пісочний годинник
Пісочний годинник. Надалі були винайдені пісочний годинник. Ними можна було користуватися в будь-який час доби і незалежно від стану погоди. Їх частіше робили у вигляді двох воронкоподібних скляних посудин, поставлених один на інший (рис. 11). Верхній заповнювався піском до певного рівня. Тривалість висипання піску в нижній посудину і служила мірою часу. Такі годинники робили не тільки з двох, але і з більшої кількості судин. Так, наприклад, в одних годинах, що складалися з чотирьох судин, перший посудину опоражнівается за 15, другий - за 30, третій - за 45 хвилин, а четвертий - за 1 годину. Потім судини поверталися спеціально поставленим до них людиною і знову відраховували час, а обслуговує їх обличчя відзначало минулі годинник.
Пісочний годинник широко використовувалися на кораблях - так звані «корабельні склянки», які служили морякам для встановлення часу зміни вахт і відпочинку. У XIII в. сипучу масу для пісочного годинника готували з суміші піску і мармурової пилу, прокипяченной з вином і лимонним соком, повторюючи цю операцію до десяти разів і знімаючи при цьому з'являється накип. Така суміш сипучого матеріалу дозволяла дещо збільшити точність визначення часу. Тепер пісочний годинник широко використовуються переважно в медичній практиці.
Рис. 12. Вогненні годинник
Вогненні годинник. Більш зручними і не вимагають постійного нагляду були вогненні годинник, що мали широке поширення.
Одні з вогняних годин, якими користувалися рудокопи стародавнього світу, представляли собою глиняний посуд з такою кількістю масла, якого вистачало па 10 годин горіння світильника. З вигоранням масла в посудині рудокоп закінчував свою роботу в шахті.
У Китаї для вогненних годин зі спеціальних сортів дерева, розтертого в порошок, разом з пахощами готували тісто, з якого робили палички різної форми або частіше довгі, в декілька метрів спіралі (рис. 12). Такі палички (спіралі) могли горіти місяцями, не вимагаючи обслуговуючого персоналу.
Відомі вогненні годинник, що представляють одночасно і будильник (рис. 13). Для таких годин, а вони вперше з'явилися в Китаї, до спіралі або паличок в певних місцях подвешивались металеві кульки, які при згорянні спіралі (палички) падали в порцелянову вазу, виробляючи гучний дзвін.
Європейський варіант вогненних годин, якими особливо часто користувалися в монастирях, являв собою свічки, на яких наносилися мітки. Від згоряння відрізка свічки між мітками відповідало певного проміжку часу.
Однак точність вогненних годин, незалежно від їх конструкції, була дуже низька і багато в чому залежала від стану навколишнього середовища - доступу свіжого повітря, вітру та інших факторів.
Рис. 13. Вогненні годинник-будильник
Водяний годинник. Більш досконалими були водяний годинник, які на відміну від вогненних не вимагали систематичного поновлення. Водяні годинники були відомі і широко використовувалися в Древньому Єгипті, Юдеї, Вавилоні, Китаї. У Греції їх називали «клепсидрою» ( «злодійками води»).
Перші водяний годинник представляли посудину з отвором, з якого вода витікала за певний проміжок часу. Так, наприклад, в Африці, де відчувався брак води, людина, що відав її розподілом ( «укіль-ель-ма»), пускаючи воду на полі селянина, одночасно заповнював і судину. Після закінчення води з посудини припинялася подача води на полі селянина; її пускали на поля іншого хлібороба.
§ 10. Вимірювання часу в давнину
§ 10. Вимірювання часу в давнину
Історія розвитку годин - коштів для вимірювання часу - одна з найцікавіших сторінок боротьби людського генія за розуміння і оволодіння силами природи.
Першими годинами було Сонце. Чим вище вона підіймалась на небосхилі, тим ближче до полудня, а чим нижче спускалося до обрію, тим ближче до вечора, і спочатку в кожних добі люди визначали тільки чотири «години»: ранок, полудень, вечір і ніч.
Рис. 7. Гномон
Сонячний годинник. Першими приладами для вимірювання часу були сонячні годинники. Люди давно помітили, що найдовші тіні від предметів, освітлених Сонцем, бувають вранці, до полудня вони коротшають, а до вечора знову подовжуються. Помітили вони також, що тіні протягом дня змінюють не тільки розміри, але і напрямок. Це явище і було використано для створення найпростіших сонячних годин - гномона [18] . Циферблатом такого годинника служить рівна горизонтальна площадка, на якій вертикально укріплений жердину (стрижень, платівка), який відкидає тінь (рис. 7). Вранці тінь від гномона звернена на захід, в обідню пору в нашому північній півкулі - на північ, а ввечері - на схід. Відповідно до положення тіні і визначається справжнє сонячне час [19] . Однак тінь від гномона в такому годиннику описує протягом дня не окружність, а більш складну криву, яка не залишається постійною не тільки в різні місяці року, але змінюється з кожним днем до дня.
Для позбавлення сонячного годинника від цього недоліку циферблат їх стали робити з кількох ліній з розподілами, кожна з яких призначалася для певного місяця року. Так, наприклад, давньогрецький астроном Аристарх Самоський (кінець IV - перша половина III ст. До н. Е.) Для своїх сонячних годин виконав циферблат в формі чаші з прокресленою на її внутрішній поверхні мережею ліній, а годинник давньогрецького астронома Евдокса (бл. 408 - ок. 355 рр. до н. з.) мали на плоскому циферблаті дуже складну мережу ліній, які отримали назву «Арахнея», що означає «павук».
Рис. 8. Екваторіальний сонячний годинник
Надалі астрономи зрозуміли, що для підвищення точності сонячних годин їх покажчик слід направити на полюс світу, т. Е. До тієї точки небосхилу, яка при обертанні Землі здається нерухомою. Якщо при цьому площину циферблата розташувати паралельно площині небесного екватора, т. Е. Перпендикулярно до стрижня, то кінець тіні стрижня стане описувати коло. Швидкість руху тіні буде рівномірною, і тому на такому циферблаті відстані по колу між часовими мітками (штрихами) виявляться рівними, і їх можна визначити з розрахунку 360 ° = 24 ч. Так були створені екваторіальні сонячний годинник, в яких дошка з циферблатом встановлювалася похило до горизонту під кутом = 90 ° -, де - географічна широта місця установки годин. На них ділення нанесені на обох сторонах циферблата (зверху і знизу), а покажчик проткнути наскрізь (рис. 8). Так, наприклад, при виготовленні екваторіальних сонячного годинника для широти = 55 ° 47 'кут нахилу циферблата повинен бути = 34 ° 13'. У такому годиннику протягом однієї частини року (в північній півкулі з березня по вересень) тінь від стрижня падає на циферблат зверху, а протягом другого - знизу, і тому годинник придатні для всіх днів року. Однак відлік часу, коли тінь падає знизу, скрутний.
Для усунення цього недоліку сонячний годинник стали робити з горизонтально розташованим циферблатом з розподілами, нанесеними з розрахунку tg x = tg t sin, де x - кут при центрі циферблата між полуденної лінією (лінією «північ - південь») і даними розподілом, t = To - 12 ч - годинний кут Сонця, а - географічна широта місцезнаходження годин. На такому циферблаті лінія, що проходить через штрихи, відповідні 6 і 18 годинах, буде перпендикулярна до полуденної лінії. Покажчиком в такому годиннику служить трикутник (рис. 9) з гострим кутом, рівним широті даної місцевості.
Рис. 9. Сонячний годинник з горизонтальним циферблатом
Встановлювався він так, щоб його площина була перпендикулярна до площини циферблата і збігалася з напрямком північ - південь, В такому годиннику швидкість переміщення тіні від трикутника нерівномірна, а тому кути на циферблаті, відповідні годинним проміжків часу, є нерівними.
У давнину сонячний годинник мали широке поширення. У Єгипті за гномон сонячного годинника брали високі обеліски. Паломники Індії користувалися палицями з вправленими в них мініатюрними сонячним годинником.
У 10 р. До н.е. е. за розпорядженням імператора Августа (63 р. до н.е.. - 14 р. н.е..) на честь перемоги над Єгиптом були створені в Римі великі сонячний годинник, гномоном для яких був гранітний обеліск заввишки близько 22 м і масою 250 т. на циферблаті цього годинника розміром 170 на 80 м тінь обеліска падала на 12 секторів зі знаками зодіаку (рис. 10); по годинах такого типу визначали не тільки час доби, а й дату і сезон року [20] .
Зодіаком в Стародавній Греції називали пояс на небосхилі, що включає 12 сузір'їв, розташованих уздовж екліптики. У далекій давнині пояс зодіаку ділили на частини по 30 °; вони мали назви тих сузір'їв, за якими проходила екліптика. У кожній такій частині - знаку зодіаку - Сонце при своєму річному русі знаходилося протягом одного місяця: в знаку Водолія - в січні - лютому, в знаку Риб - в лютому - березні, в знаку Овна - в березні - квітні, в знаку Тельця - в квітні - травні, в знаку Близнюків - в травні - червні, в знаку Рака - в червні - липні, в знаку Лева - в липні - серпні, в знаку Діви - в серпні - вересні, в знаку Терезів - у вересні - жовтні, в знаку Скорпіона - в жовтні - листопаді, в знаку Стрільця - в листопаді - грудні, в знаку Козерога - в грудні - січні. За час з початку нашої ери точка весняного рівнодення внаслідок прецесії змістилася майже на 30 °, і Сонце в грудні - січні проходить по сузір'ю Стрільця, в січні - лютому - по сузір'ю Козерога і т. Д., Але знаки зодіаку залишаються колишніми. Зараз вони практичного значення не мають, в давнину ж застосовувалися для складання гороскопів.
Рис. 20. Знаки зодіаку
В 1278 китайський імператор Кошу-Кінг, прагнучи підвищити точність сонячного годинника, побудував в Пекіні гномон, покажчик якого по висоті дорівнював 40 східцях. У Самарканді узбецький астроном Улугбек (1394-1449), онук відомого завойовника Тамерлана (1336-1405), прагнучи збільшити точність визначення часу за сонячним годинником, спорудив в 1430 р гномон, стрижень якого досягав висоти в 175 ступенів (близько 50 м).
Відомі сонячний годинник, у яких опівдні відзначався дзвінками. В інших годинах за допомогою відповідно встановленого і спрямованого запального скла сонячний промінь керував гарматою, змушуючи її стріляти в певний час.
Сонячний годинник не вимагали заводу, вони не зупинялися і навіть «йшли» правильніше, ніж деякі нинішні годинник, але з двома істотними застереженнями: тільки в денний час і в безхмарну погоду. Їх продовжували будувати аж до XVII і навіть XVIII ст.
Сонячний годинник, як стаціонарні, так і переносні, тривалий час широко використовувалися в суспільній практиці різними народами нашої країни. Стаціонарні годинник виготовлялися з каменю (переважно), рідше з металу і дерева і, як правило, великих розмірів, що дозволяло підвищити їх точність і бачити їх на значній відстані. Багато з них збереглися не тільки в музеях, а й на місці первісної їх установки.
Переносні сонячний годинник, що відрізняються порівняно невеликими розмірами, найчастіше виготовлялися з металу (латуні, бронзи, срібла), дорогих сортів дерева і навіть зі слонової кістки або черепашачого панцира. Для орієнтування по сторонах світу їх, як правило, постачали магнітною стрілкою.
До недавнього часу поява на Русі перших сонячних годин відносили до XV в. Однак при ремонті в м.Чернігові Спасо-Преображенського собору, побудованого в 1031-1036 рр., Був виявлений декор, неглибокі ніші якого зі своєрідним орнаментом представляли, як встановив історик Г. І. Петраш, елементи унікальних сонячних годин циліндричної форми.
Зі збережених документів відомо, що в 1614 р цар Михайло Федорович придбав у московського купця сонячний годинник, а пізніше в XVII в. «Годинник сонячні писані фарбами» були встановлені в палацовому комплексі Ізмайлово (під Москвою). Збереглися сонячний годинник і в селі Коломенському (підмосковна садиба російських царів), встановлені приблизно в той же час. На початку XVIII в. користувалися сонячним годинником, укріпленими на дзвіниці собору Святогорського монастиря, але час їх встановлення не відомо.
Наші співвітчизники, що ходили по північних морях, використовували так звані «матки», що представляють подобу переносних сонячного годинника, забезпечених компасом, що дозволяло орієнтуватися на море. Свідченням широкого використання нашими моряками сонячного годинника різного пристрою є знайдені радянськими вченими в 1940 р па північному березі Таймирського півострова шість сонячних годин, залишених там в 1617 р російської торгово-промислової експедицією.
У Ленінградському музеї Арктики і Антарктики зберігаються троє сонячного годинника, виявлених при розкопках в місті Мангазее в Сибіру. У документі, вперше опублікованому М. І. Бєляєвим в 1952 р, відзначається, що в «розпису товарам», який перевозив «вниз по Олені і морем на Индигирку річку і на Колиму і в інші сторонні річки», згадані «тринадцять маток в кістках ».
Серед майна, залишеного відомим діячем освіти Феофаном Прокоповичем (1681-1736), виявлено кілька сонячних годин, якими він користувався на своїй обсерваторії недалеко від Петергофа (нині Петродворец), і на обсерваторії Л. Д. Меньшикова (1673-1729), виробляючи астрономічні спостереження.
Велика увага сонячним годинником приділяли Петро I (1672-1725) і державний діяч Я. В. Брюс (1670-1735); вони особисто виготовили кілька годин, якими користувалися в астрономічній обсерваторії, яка перебувала між Петергофом і Оранієнбаумом (нині Ломоносов), і в обсерваторії князя А. Д. Меньшикова вони ж і організували підготовку годинних майстрів. Нещодавно реставровані сонячний годинник, встановлені свого часу на будівлі колишнього кадетського корпусу (на Василівському острові в Ленінграді), побудованому в 1738-1753 рр. Збереглися до нашого часу і два мармурових верствах стовпа (колишніх Царскосельской і Петергофской доріг) з сонячним годинником, що представляють квадратні мармурові плити з вартовими шкалами і гномоном, а в м Пушкіна (під Ленінградом) знаходяться і тепер обеліски з сонячним годинником. Більш досконалі сонячний годинник, що враховують зміна висоти Сонця протягом дня, демонструвалися в 1879 р на Раді Московського університету відомим етнографом Е. І. Якушин (1826-1905), отримані ним з Ярославської губернії (див. Книгу «Сонячний годинник і календарні системи народів СРСР »). До 40-х років нашого століття зберігалося кілька сонячних годин, встановлених в різний час в парках Ленінграда і його околиць. Чимало сонячного годинника було споруджено в XVII-XVIII ст. в різних містах, селах, селах нашої країни, особливо в Сибіру і північних районах. Оригінальні сонячний годинник на тумбі були побудовані в 1833 р в г, Таганрозі перед сходами, що ведуть до моря; вони збереглися до наших днів. Багато їх було в Москві і її околицях. Так, наприклад, годинник збереглися на будівлях Історико-архівного інституту, Новодівичого монастиря (побудований в 1525 р), в музеї-садибі Архангельське ... На території будинку-музею батька російської авіації М. Є. Жуковського (1847-1921) в селі Глухово Володимирській області збереглася кам'яна тумба з сонячним годинником, якими він користувався до 1919 р
У 1795 р князь Г. А. Потьомкін (1739-1791) заснував в містечку Дубровці в Білорусії фабрику з виготовлення сонячних годин, перекладену в тому ж році в село Купавна під Москвою; в ній з кріпаків готувалися майстри сонячного годинника.
Найостанніші сонячний годинник в нашій країні були побудовані в 1947 р до 800-річчя Москви на майданчику Московського планетарію. Годинник показує московський час з травня по вересень.
У зв'язку з 750-річчям міста Шяуляй (ЛітССР) в ньому створюється архітектурно-скульптурний ансамбль - тріада «Час - Сонце - Стрілець», відзначений Золотою медаллю Академії мистецтв СРСР, розроблений А. Черняускас, Р. Юрелой, А. Вішнюнасом і С. Кузма. Центральна частина ансамблю - площа, вимощена бруківкою і є циферблатом сонячних годин з числами, 12, 3 і 6, що символізують рік заснування міста (1236). Стрілкою годинника служить залізобетонна 18-метрова колона з позолоченою фігурою стрілка.
Інтерес до сонячних годинників проявляється в різних країнах і в наш час. Так, наприклад, в ГДР налічується 1150 сонячних годин; з них близько 500 таких «хронометрів» використовуються і тепер, а інші зберігаються як культурно-історичні пам'ятники. У Чехословацької Соціалістичної Республіці збереглося кілька десятків годин-пам'яток; вони несли свою службу до кінця XVI ст., а деякі використовуються і зараз. До останніх відносяться годинник на фасаді Шварценбергського палацу, в саду колишнього Страгівського монастиря.
Через відсутність електроенергії під час блокади Ленінграда в 1941-1944 рр. з ініціативи В. І. Прянишникова були встановлені сонячні годинники на краю газону у Великого проспекту і Дев'ятої лінії на Василівському острові. Ними користувалися до закінчення Великої Вітчизняної війни.
Опівдні сонячного дня і тепер в Ленінграді можна перевірити годинник на ділянці вулиці Герцена від арки Головного Штабу до Невського проспекту, так як ця ділянка вулиці розташований точно по полуденної лінії (див. В книзі «Сонячний годинник ...»).
Рис. 11. Пісочний годинник
Пісочний годинник. Надалі були винайдені пісочний годинник. Ними можна було користуватися в будь-який час доби і незалежно від стану погоди. Їх частіше робили у вигляді двох воронкоподібних скляних посудин, поставлених один на інший (рис. 11). Верхній заповнювався піском до певного рівня. Тривалість висипання піску в нижній посудину і служила мірою часу. Такі годинники робили не тільки з двох, але і з більшої кількості судин. Так, наприклад, в одних годинах, що складалися з чотирьох судин, перший посудину опоражнівается за 15, другий - за 30, третій - за 45 хвилин, а четвертий - за 1 годину. Потім судини поверталися спеціально поставленим до них людиною і знову відраховували час, а обслуговує їх обличчя відзначало минулі годинник.
Пісочний годинник широко використовувалися на кораблях - так звані «корабельні склянки», які служили морякам для встановлення часу зміни вахт і відпочинку. У XIII в. сипучу масу для пісочного годинника готували з суміші піску і мармурової пилу, прокипяченной з вином і лимонним соком, повторюючи цю операцію до десяти разів і знімаючи при цьому з'являється накип. Така суміш сипучого матеріалу дозволяла дещо збільшити точність визначення часу. Тепер пісочний годинник широко використовуються переважно в медичній практиці.
Рис. 12. Вогненні годинник
Вогненні годинник. Більш зручними і не вимагають постійного нагляду були вогненні годинник, що мали широке поширення.
Одні з вогняних годин, якими користувалися рудокопи стародавнього світу, представляли собою глиняний посуд з такою кількістю масла, якого вистачало па 10 годин горіння світильника. З вигоранням масла в посудині рудокоп закінчував свою роботу в шахті.
У Китаї для вогненних годин зі спеціальних сортів дерева, розтертого в порошок, разом з пахощами готували тісто, з якого робили палички різної форми або частіше довгі, в декілька метрів спіралі (рис. 12). Такі палички (спіралі) могли горіти місяцями, не вимагаючи обслуговуючого персоналу.
Відомі вогненні годинник, що представляють одночасно і будильник (рис. 13). Для таких годин, а вони вперше з'явилися в Китаї, до спіралі або паличок в певних місцях подвешивались металеві кульки, які при згорянні спіралі (палички) падали в порцелянову вазу, виробляючи гучний дзвін.
Європейський варіант вогненних годин, якими особливо часто користувалися в монастирях, являв собою свічки, на яких наносилися мітки. Від згоряння відрізка свічки між мітками відповідало певного проміжку часу.
Однак точність вогненних годин, незалежно від їх конструкції, була дуже низька і багато в чому залежала від стану навколишнього середовища - доступу свіжого повітря, вітру та інших факторів.
Рис. 13. Вогненні годинник-будильник
Водяний годинник. Більш досконалими були водяний годинник, які на відміну від вогненних не вимагали систематичного поновлення. Водяні годинники були відомі і широко використовувалися в Древньому Єгипті, Юдеї, Вавилоні, Китаї. У Греції їх називали «клепсидрою» ( «злодійками води»).
Перші водяний годинник представляли посудину з отвором, з якого вода витікала за певний проміжок часу. Так, наприклад, в Африці, де відчувався брак води, людина, що відав її розподілом ( «укіль-ель-ма»), пускаючи воду на полі селянина, одночасно заповнював і судину. Після закінчення води з посудини припинялася подача води на полі селянина; її пускали на поля іншого хлібороба.
§ 10. Вимірювання часу в давнину
§ 10. Вимірювання часу в давнину
Історія розвитку годин - коштів для вимірювання часу - одна з найцікавіших сторінок боротьби людського генія за розуміння і оволодіння силами природи.
Першими годинами було Сонце. Чим вище вона підіймалась на небосхилі, тим ближче до полудня, а чим нижче спускалося до обрію, тим ближче до вечора, і спочатку в кожних добі люди визначали тільки чотири «години»: ранок, полудень, вечір і ніч.
Рис. 7. Гномон
Сонячний годинник. Першими приладами для вимірювання часу були сонячні годинники. Люди давно помітили, що найдовші тіні від предметів, освітлених Сонцем, бувають вранці, до полудня вони коротшають, а до вечора знову подовжуються. Помітили вони також, що тіні протягом дня змінюють не тільки розміри, але і напрямок. Це явище і було використано для створення найпростіших сонячних годин - гномона [18] . Циферблатом такого годинника служить рівна горизонтальна площадка, на якій вертикально укріплений жердину (стрижень, платівка), який відкидає тінь (рис. 7). Вранці тінь від гномона звернена на захід, в обідню пору в нашому північній півкулі - на північ, а ввечері - на схід. Відповідно до положення тіні і визначається справжнє сонячне час [19] . Однак тінь від гномона в такому годиннику описує протягом дня не окружність, а більш складну криву, яка не залишається постійною не тільки в різні місяці року, але змінюється з кожним днем до дня.
Для позбавлення сонячного годинника від цього недоліку циферблат їх стали робити з кількох ліній з розподілами, кожна з яких призначалася для певного місяця року. Так, наприклад, давньогрецький астроном Аристарх Самоський (кінець IV - перша половина III ст. До н. Е.) Для своїх сонячних годин виконав циферблат в формі чаші з прокресленою на її внутрішній поверхні мережею ліній, а годинник давньогрецького астронома Евдокса (бл. 408 - ок. 355 рр. до н. з.) мали на плоскому циферблаті дуже складну мережу ліній, які отримали назву «Арахнея», що означає «павук».
Рис. 8. Екваторіальний сонячний годинник
Надалі астрономи зрозуміли, що для підвищення точності сонячних годин їх покажчик слід направити на полюс світу, т. Е. До тієї точки небосхилу, яка при обертанні Землі здається нерухомою. Якщо при цьому площину циферблата розташувати паралельно площині небесного екватора, т. Е. Перпендикулярно до стрижня, то кінець тіні стрижня стане описувати коло. Швидкість руху тіні буде рівномірною, і тому на такому циферблаті відстані по колу між часовими мітками (штрихами) виявляться рівними, і їх можна визначити з розрахунку 360 ° = 24 ч. Так були створені екваторіальні сонячний годинник, в яких дошка з циферблатом встановлювалася похило до горизонту під кутом = 90 ° -, де - географічна широта місця установки годин. На них ділення нанесені на обох сторонах циферблата (зверху і знизу), а покажчик проткнути наскрізь (рис. 8). Так, наприклад, при виготовленні екваторіальних сонячного годинника для широти = 55 ° 47 'кут нахилу циферблата повинен бути = 34 ° 13'. У такому годиннику протягом однієї частини року (в північній півкулі з березня по вересень) тінь від стрижня падає на циферблат зверху, а протягом другого - знизу, і тому годинник придатні для всіх днів року. Однак відлік часу, коли тінь падає знизу, скрутний.
Для усунення цього недоліку сонячний годинник стали робити з горизонтально розташованим циферблатом з розподілами, нанесеними з розрахунку tg x = tg t sin, де x - кут при центрі циферблата між полуденної лінією (лінією «північ - південь») і даними розподілом, t = To - 12 ч - годинний кут Сонця, а - географічна широта місцезнаходження годин. На такому циферблаті лінія, що проходить через штрихи, відповідні 6 і 18 годинах, буде перпендикулярна до полуденної лінії. Покажчиком в такому годиннику служить трикутник (рис. 9) з гострим кутом, рівним широті даної місцевості.
Рис. 9. Сонячний годинник з горизонтальним циферблатом
Встановлювався він так, щоб його площина була перпендикулярна до площини циферблата і збігалася з напрямком північ - південь, В такому годиннику швидкість переміщення тіні від трикутника нерівномірна, а тому кути на циферблаті, відповідні годинним проміжків часу, є нерівними.
У давнину сонячний годинник мали широке поширення. У Єгипті за гномон сонячного годинника брали високі обеліски. Паломники Індії користувалися палицями з вправленими в них мініатюрними сонячним годинником.
У 10 р. До н.е. е. за розпорядженням імператора Августа (63 р. до н.е.. - 14 р. н.е..) на честь перемоги над Єгиптом були створені в Римі великі сонячний годинник, гномоном для яких був гранітний обеліск заввишки близько 22 м і масою 250 т. на циферблаті цього годинника розміром 170 на 80 м тінь обеліска падала на 12 секторів зі знаками зодіаку (рис. 10); по годинах такого типу визначали не тільки час доби, а й дату і сезон року [20] .
Зодіаком в Стародавній Греції називали пояс на небосхилі, що включає 12 сузір'їв, розташованих уздовж екліптики. У далекій давнині пояс зодіаку ділили на частини по 30 °; вони мали назви тих сузір'їв, за якими проходила екліптика. У кожній такій частині - знаку зодіаку - Сонце при своєму річному русі знаходилося протягом одного місяця: в знаку Водолія - в січні - лютому, в знаку Риб - в лютому - березні, в знаку Овна - в березні - квітні, в знаку Тельця - в квітні - травні, в знаку Близнюків - в травні - червні, в знаку Рака - в червні - липні, в знаку Лева - в липні - серпні, в знаку Діви - в серпні - вересні, в знаку Терезів - у вересні - жовтні, в знаку Скорпіона - в жовтні - листопаді, в знаку Стрільця - в листопаді - грудні, в знаку Козерога - в грудні - січні. За час з початку нашої ери точка весняного рівнодення внаслідок прецесії змістилася майже на 30 °, і Сонце в грудні - січні проходить по сузір'ю Стрільця, в січні - лютому - по сузір'ю Козерога і т. Д., Але знаки зодіаку залишаються колишніми. Зараз вони практичного значення не мають, в давнину ж застосовувалися для складання гороскопів.
Рис. 20. Знаки зодіаку
В 1278 китайський імператор Кошу-Кінг, прагнучи підвищити точність сонячного годинника, побудував в Пекіні гномон, покажчик якого по висоті дорівнював 40 східцях. У Самарканді узбецький астроном Улугбек (1394-1449), онук відомого завойовника Тамерлана (1336-1405), прагнучи збільшити точність визначення часу за сонячним годинником, спорудив в 1430 р гномон, стрижень якого досягав висоти в 175 ступенів (близько 50 м).
Відомі сонячний годинник, у яких опівдні відзначався дзвінками. В інших годинах за допомогою відповідно встановленого і спрямованого запального скла сонячний промінь керував гарматою, змушуючи її стріляти в певний час.
Сонячний годинник не вимагали заводу, вони не зупинялися і навіть «йшли» правильніше, ніж деякі нинішні годинник, але з двома істотними застереженнями: тільки в денний час і в безхмарну погоду. Їх продовжували будувати аж до XVII і навіть XVIII ст.
Сонячний годинник, як стаціонарні, так і переносні, тривалий час широко використовувалися в суспільній практиці різними народами нашої країни. Стаціонарні годинник виготовлялися з каменю (переважно), рідше з металу і дерева і, як правило, великих розмірів, що дозволяло підвищити їх точність і бачити їх на значній відстані. Багато з них збереглися не тільки в музеях, а й на місці первісної їх установки.
Переносні сонячний годинник, що відрізняються порівняно невеликими розмірами, найчастіше виготовлялися з металу (латуні, бронзи, срібла), дорогих сортів дерева і навіть зі слонової кістки або черепашачого панцира. Для орієнтування по сторонах світу їх, як правило, постачали магнітною стрілкою.
До недавнього часу поява на Русі перших сонячних годин відносили до XV в. Однак при ремонті в м.Чернігові Спасо-Преображенського собору, побудованого в 1031-1036 рр., Був виявлений декор, неглибокі ніші якого зі своєрідним орнаментом представляли, як встановив історик Г. І. Петраш, елементи унікальних сонячних годин циліндричної форми.
Зі збережених документів відомо, що в 1614 р цар Михайло Федорович придбав у московського купця сонячний годинник, а пізніше в XVII в. «Годинник сонячні писані фарбами» були встановлені в палацовому комплексі Ізмайлово (під Москвою). Збереглися сонячний годинник і в селі Коломенському (підмосковна садиба російських царів), встановлені приблизно в той же час. На початку XVIII в. користувалися сонячним годинником, укріпленими на дзвіниці собору Святогорського монастиря, але час їх встановлення не відомо.
Наші співвітчизники, що ходили по північних морях, використовували так звані «матки», що представляють подобу переносних сонячного годинника, забезпечених компасом, що дозволяло орієнтуватися на море. Свідченням широкого використання нашими моряками сонячного годинника різного пристрою є знайдені радянськими вченими в 1940 р па північному березі Таймирського півострова шість сонячних годин, залишених там в 1617 р російської торгово-промислової експедицією.
У Ленінградському музеї Арктики і Антарктики зберігаються троє сонячного годинника, виявлених при розкопках в місті Мангазее в Сибіру. У документі, вперше опублікованому М. І. Бєляєвим в 1952 р, відзначається, що в «розпису товарам», який перевозив «вниз по Олені і морем на Индигирку річку і на Колиму і в інші сторонні річки», згадані «тринадцять маток в кістках ».
Серед майна, залишеного відомим діячем освіти Феофаном Прокоповичем (1681-1736), виявлено кілька сонячних годин, якими він користувався на своїй обсерваторії недалеко від Петергофа (нині Петродворец), і на обсерваторії Л. Д. Меньшикова (1673-1729), виробляючи астрономічні спостереження.
Велика увага сонячним годинником приділяли Петро I (1672-1725) і державний діяч Я. В. Брюс (1670-1735); вони особисто виготовили кілька годин, якими користувалися в астрономічній обсерваторії, яка перебувала між Петергофом і Оранієнбаумом (нині Ломоносов), і в обсерваторії князя А. Д. Меньшикова вони ж і організували підготовку годинних майстрів. Нещодавно реставровані сонячний годинник, встановлені свого часу на будівлі колишнього кадетського корпусу (на Василівському острові в Ленінграді), побудованому в 1738-1753 рр. Збереглися до нашого часу і два мармурових верствах стовпа (колишніх Царскосельской і Петергофской доріг) з сонячним годинником, що представляють квадратні мармурові плити з вартовими шкалами і гномоном, а в м Пушкіна (під Ленінградом) знаходяться і тепер обеліски з сонячним годинником. Більш досконалі сонячний годинник, що враховують зміна висоти Сонця протягом дня, демонструвалися в 1879 р на Раді Московського університету відомим етнографом Е. І. Якушин (1826-1905), отримані ним з Ярославської губернії (див. Книгу «Сонячний годинник і календарні системи народів СРСР »). До 40-х років нашого століття зберігалося кілька сонячних годин, встановлених в різний час в парках Ленінграда і його околиць. Чимало сонячного годинника було споруджено в XVII-XVIII ст. в різних містах, селах, селах нашої країни, особливо в Сибіру і північних районах. Оригінальні сонячний годинник на тумбі були побудовані в 1833 р в г, Таганрозі перед сходами, що ведуть до моря; вони збереглися до наших днів. Багато їх було в Москві і її околицях. Так, наприклад, годинник збереглися на будівлях Історико-архівного інституту, Новодівичого монастиря (побудований в 1525 р), в музеї-садибі Архангельське ... На території будинку-музею батька російської авіації М. Є. Жуковського (1847-1921) в селі Глухово Володимирській області збереглася кам'яна тумба з сонячним годинником, якими він користувався до 1919 р
У 1795 р князь Г. А. Потьомкін (1739-1791) заснував в містечку Дубровці в Білорусії фабрику з виготовлення сонячних годин, перекладену в тому ж році в село Купавна під Москвою; в ній з кріпаків готувалися майстри сонячного годинника.
Найостанніші сонячний годинник в нашій країні були побудовані в 1947 р до 800-річчя Москви на майданчику Московського планетарію. Годинник показує московський час з травня по вересень.
У зв'язку з 750-річчям міста Шяуляй (ЛітССР) в ньому створюється архітектурно-скульптурний ансамбль - тріада «Час - Сонце - Стрілець», відзначений Золотою медаллю Академії мистецтв СРСР, розроблений А. Черняускас, Р. Юрелой, А. Вішнюнасом і С. Кузма. Центральна частина ансамблю - площа, вимощена бруківкою і є циферблатом сонячних годин з числами, 12, 3 і 6, що символізують рік заснування міста (1236). Стрілкою годинника служить залізобетонна 18-метрова колона з позолоченою фігурою стрілка.
Інтерес до сонячних годинників проявляється в різних країнах і в наш час. Так, наприклад, в ГДР налічується 1150 сонячних годин; з них близько 500 таких «хронометрів» використовуються і тепер, а інші зберігаються як культурно-історичні пам'ятники. У Чехословацької Соціалістичної Республіці збереглося кілька десятків годин-пам'яток; вони несли свою службу до кінця XVI ст., а деякі використовуються і зараз. До останніх відносяться годинник на фасаді Шварценбергського палацу, в саду колишнього Страгівського монастиря.
Через відсутність електроенергії під час блокади Ленінграда в 1941-1944 рр. з ініціативи В. І. Прянишникова були встановлені сонячні годинники на краю газону у Великого проспекту і Дев'ятої лінії на Василівському острові. Ними користувалися до закінчення Великої Вітчизняної війни.
Опівдні сонячного дня і тепер в Ленінграді можна перевірити годинник на ділянці вулиці Герцена від арки Головного Штабу до Невського проспекту, так як ця ділянка вулиці розташований точно по полуденної лінії (див. В книзі «Сонячний годинник ...»).
Рис. 11. Пісочний годинник
Пісочний годинник. Надалі були винайдені пісочний годинник. Ними можна було користуватися в будь-який час доби і незалежно від стану погоди. Їх частіше робили у вигляді двох воронкоподібних скляних посудин, поставлених один на інший (рис. 11). Верхній заповнювався піском до певного рівня. Тривалість висипання піску в нижній посудину і служила мірою часу. Такі годинники робили не тільки з двох, але і з більшої кількості судин. Так, наприклад, в одних годинах, що складалися з чотирьох судин, перший посудину опоражнівается за 15, другий - за 30, третій - за 45 хвилин, а четвертий - за 1 годину. Потім судини поверталися спеціально поставленим до них людиною і знову відраховували час, а обслуговує їх обличчя відзначало минулі годинник.
Пісочний годинник широко використовувалися на кораблях - так звані «корабельні склянки», які служили морякам для встановлення часу зміни вахт і відпочинку. У XIII в. сипучу масу для пісочного годинника готували з суміші піску і мармурової пилу, прокипяченной з вином і лимонним соком, повторюючи цю операцію до десяти разів і знімаючи при цьому з'являється накип. Така суміш сипучого матеріалу дозволяла дещо збільшити точність визначення часу. Тепер пісочний годинник широко використовуються переважно в медичній практиці.
Рис. 12. Вогненні годинник
Вогненні годинник. Більш зручними і не вимагають постійного нагляду були вогненні годинник, що мали широке поширення.
Одні з вогняних годин, якими користувалися рудокопи стародавнього світу, представляли собою глиняний посуд з такою кількістю масла, якого вистачало па 10 годин горіння світильника. З вигоранням масла в посудині рудокоп закінчував свою роботу в шахті.
У Китаї для вогненних годин зі спеціальних сортів дерева, розтертого в порошок, разом з пахощами готували тісто, з якого робили палички різної форми або частіше довгі, в декілька метрів спіралі (рис. 12). Такі палички (спіралі) могли горіти місяцями, не вимагаючи обслуговуючого персоналу.
Відомі вогненні годинник, що представляють одночасно і будильник (рис. 13). Для таких годин, а вони вперше з'явилися в Китаї, до спіралі або паличок в певних місцях подвешивались металеві кульки, які при згорянні спіралі (палички) падали в порцелянову вазу, виробляючи гучний дзвін.
Європейський варіант вогненних годин, якими особливо часто користувалися в монастирях, являв собою свічки, на яких наносилися мітки. Від згоряння відрізка свічки між мітками відповідало певного проміжку часу.
Однак точність вогненних годин, незалежно від їх конструкції, була дуже низька і багато в чому залежала від стану навколишнього середовища - доступу свіжого повітря, вітру та інших факторів.
Рис. 13. Вогненні годинник-будильник
Водяний годинник. Більш досконалими були водяний годинник, які на відміну від вогненних не вимагали систематичного поновлення. Водяні годинники були відомі і широко використовувалися в Древньому Єгипті, Юдеї, Вавилоні, Китаї. У Греції їх називали «клепсидрою» ( «злодійками води»).
Перші водяний годинник представляли посудину з отвором, з якого вода витікала за певний проміжок часу. Так, наприклад, в Африці, де відчувався брак води, людина, що відав її розподілом ( «укіль-ель-ма»), пускаючи воду на полі селянина, одночасно заповнював і судину. Після закінчення води з посудини припинялася подача води на полі селянина; її пускали на поля іншого хлібороба.
§ 10. Вимірювання часу в давнину
§ 10. Вимірювання часу в давнину
Історія розвитку годин - коштів для вимірювання часу - одна з найцікавіших сторінок боротьби людського генія за розуміння і оволодіння силами природи.
Першими годинами було Сонце. Чим вище вона підіймалась на небосхилі, тим ближче до полудня, а чим нижче спускалося до обрію, тим ближче до вечора, і спочатку в кожних добі люди визначали тільки чотири «години»: ранок, полудень, вечір і ніч.
Рис. 7. Гномон
Сонячний годинник. Першими приладами для вимірювання часу були сонячні годинники. Люди давно помітили, що найдовші тіні від предметів, освітлених Сонцем, бувають вранці, до полудня вони коротшають, а до вечора знову подовжуються. Помітили вони також, що тіні протягом дня змінюють не тільки розміри, але і напрямок. Це явище і було використано для створення найпростіших сонячних годин - гномона [18] . Циферблатом такого годинника служить рівна горизонтальна площадка, на якій вертикально укріплений жердину (стрижень, платівка), який відкидає тінь (рис. 7). Вранці тінь від гномона звернена на захід, в обідню пору в нашому північній півкулі - на північ, а ввечері - на схід. Відповідно до положення тіні і визначається справжнє сонячне час [19] . Однак тінь від гномона в такому годиннику описує протягом дня не окружність, а більш складну криву, яка не залишається постійною не тільки в різні місяці року, але змінюється з кожним днем до дня.
Для позбавлення сонячного годинника від цього недоліку циферблат їх стали робити з кількох ліній з розподілами, кожна з яких призначалася для певного місяця року. Так, наприклад, давньогрецький астроном Аристарх Самоський (кінець IV - перша половина III ст. До н. Е.) Для своїх сонячних годин виконав циферблат в формі чаші з прокресленою на її внутрішній поверхні мережею ліній, а годинник давньогрецького астронома Евдокса (бл. 408 - ок. 355 рр. до н. з.) мали на плоскому циферблаті дуже складну мережу ліній, які отримали назву «Арахнея», що означає «павук».
Рис. 8. Екваторіальний сонячний годинник
Надалі астрономи зрозуміли, що для підвищення точності сонячних годин їх покажчик слід направити на полюс світу, т. Е. До тієї точки небосхилу, яка при обертанні Землі здається нерухомою. Якщо при цьому площину циферблата розташувати паралельно площині небесного екватора, т. Е. Перпендикулярно до стрижня, то кінець тіні стрижня стане описувати коло. Швидкість руху тіні буде рівномірною, і тому на такому циферблаті відстані по колу між часовими мітками (штрихами) виявляться рівними, і їх можна визначити з розрахунку 360 ° = 24 ч. Так були створені екваторіальні сонячний годинник, в яких дошка з циферблатом встановлювалася похило до горизонту під кутом = 90 ° -, де - географічна широта місця установки годин. На них ділення нанесені на обох сторонах циферблата (зверху і знизу), а покажчик проткнути наскрізь (рис. 8). Так, наприклад, при виготовленні екваторіальних сонячного годинника для широти = 55 ° 47 'кут нахилу циферблата повинен бути = 34 ° 13'. У такому годиннику протягом однієї частини року (в північній півкулі з березня по вересень) тінь від стрижня падає на циферблат зверху, а протягом другого - знизу, і тому годинник придатні для всіх днів року. Однак відлік часу, коли тінь падає знизу, скрутний.
Для усунення цього недоліку сонячний годинник стали робити з горизонтально розташованим циферблатом з розподілами, нанесеними з розрахунку tg x = tg t sin, де x - кут при центрі циферблата між полуденної лінією (лінією «північ - південь») і даними розподілом, t = To - 12 ч - годинний кут Сонця, а - географічна широта місцезнаходження годин. На такому циферблаті лінія, що проходить через штрихи, відповідні 6 і 18 годинах, буде перпендикулярна до полуденної лінії. Покажчиком в такому годиннику служить трикутник (рис. 9) з гострим кутом, рівним широті даної місцевості.
Рис. 9. Сонячний годинник з горизонтальним циферблатом
Встановлювався він так, щоб його площина була перпендикулярна до площини циферблата і збігалася з напрямком північ - південь, В такому годиннику швидкість переміщення тіні від трикутника нерівномірна, а тому кути на циферблаті, відповідні годинним проміжків часу, є нерівними.
У давнину сонячний годинник мали широке поширення. У Єгипті за гномон сонячного годинника брали високі обеліски. Паломники Індії користувалися палицями з вправленими в них мініатюрними сонячним годинником.
У 10 р. До н.е. е. за розпорядженням імператора Августа (63 р. до н.е.. - 14 р. н.е..) на честь перемоги над Єгиптом були створені в Римі великі сонячний годинник, гномоном для яких був гранітний обеліск заввишки близько 22 м і масою 250 т. на циферблаті цього годинника розміром 170 на 80 м тінь обеліска падала на 12 секторів зі знаками зодіаку (рис. 10); по годинах такого типу визначали не тільки час доби, а й дату і сезон року [20] .
Зодіаком в Стародавній Греції називали пояс на небосхилі, що включає 12 сузір'їв, розташованих уздовж екліптики. У далекій давнині пояс зодіаку ділили на частини по 30 °; вони мали назви тих сузір'їв, за якими проходила екліптика. У кожній такій частині - знаку зодіаку - Сонце при своєму річному русі знаходилося протягом одного місяця: в знаку Водолія - в січні - лютому, в знаку Риб - в лютому - березні, в знаку Овна - в березні - квітні, в знаку Тельця - в квітні - травні, в знаку Близнюків - в травні - червні, в знаку Рака - в червні - липні, в знаку Лева - в липні - серпні, в знаку Діви - в серпні - вересні, в знаку Терезів - у вересні - жовтні, в знаку Скорпіона - в жовтні - листопаді, в знаку Стрільця - в листопаді - грудні, в знаку Козерога - в грудні - січні. За час з початку нашої ери точка весняного рівнодення внаслідок прецесії змістилася майже на 30 °, і Сонце в грудні - січні проходить по сузір'ю Стрільця, в січні - лютому - по сузір'ю Козерога і т. Д., Але знаки зодіаку залишаються колишніми. Зараз вони практичного значення не мають, в давнину ж застосовувалися для складання гороскопів.
Рис. 20. Знаки зодіаку
В 1278 китайський імператор Кошу-Кінг, прагнучи підвищити точність сонячного годинника, побудував в Пекіні гномон, покажчик якого по висоті дорівнював 40 східцях. У Самарканді узбецький астроном Улугбек (1394-1449), онук відомого завойовника Тамерлана (1336-1405), прагнучи збільшити точність визначення часу за сонячним годинником, спорудив в 1430 р гномон, стрижень якого досягав висоти в 175 ступенів (близько 50 м).
Відомі сонячний годинник, у яких опівдні відзначався дзвінками. В інших годинах за допомогою відповідно встановленого і спрямованого запального скла сонячний промінь керував гарматою, змушуючи її стріляти в певний час.
Сонячний годинник не вимагали заводу, вони не зупинялися і навіть «йшли» правильніше, ніж деякі нинішні годинник, але з двома істотними застереженнями: тільки в денний час і в безхмарну погоду. Їх продовжували будувати аж до XVII і навіть XVIII ст.
Сонячний годинник, як стаціонарні, так і переносні, тривалий час широко використовувалися в суспільній практиці різними народами нашої країни. Стаціонарні годинник виготовлялися з каменю (переважно), рідше з металу і дерева і, як правило, великих розмірів, що дозволяло підвищити їх точність і бачити їх на значній відстані. Багато з них збереглися не тільки в музеях, а й на місці первісної їх установки.
Переносні сонячний годинник, що відрізняються порівняно невеликими розмірами, найчастіше виготовлялися з металу (латуні, бронзи, срібла), дорогих сортів дерева і навіть зі слонової кістки або черепашачого панцира. Для орієнтування по сторонах світу їх, як правило, постачали магнітною стрілкою.
До недавнього часу поява на Русі перших сонячних годин відносили до XV в. Однак при ремонті в м.Чернігові Спасо-Преображенського собору, побудованого в 1031-1036 рр., Був виявлений декор, неглибокі ніші якого зі своєрідним орнаментом представляли, як встановив історик Г. І. Петраш, елементи унікальних сонячних годин циліндричної форми.
Зі збережених документів відомо, що в 1614 р цар Михайло Федорович придбав у московського купця сонячний годинник, а пізніше в XVII в. «Годинник сонячні писані фарбами» були встановлені в палацовому комплексі Ізмайлово (під Москвою). Збереглися сонячний годинник і в селі Коломенському (підмосковна садиба російських царів), встановлені приблизно в той же час. На початку XVIII в. користувалися сонячним годинником, укріпленими на дзвіниці собору Святогорського монастиря, але час їх встановлення не відомо.
Наші співвітчизники, що ходили по північних морях, використовували так звані «матки», що представляють подобу переносних сонячного годинника, забезпечених компасом, що дозволяло орієнтуватися на море. Свідченням широкого використання нашими моряками сонячного годинника різного пристрою є знайдені радянськими вченими в 1940 р па північному березі Таймирського півострова шість сонячних годин, залишених там в 1617 р російської торгово-промислової експедицією.
У Ленінградському музеї Арктики і Антарктики зберігаються троє сонячного годинника, виявлених при розкопках в місті Мангазее в Сибіру. У документі, вперше опублікованому М. І. Бєляєвим в 1952 р, відзначається, що в «розпису товарам», який перевозив «вниз по Олені і морем на Индигирку річку і на Колиму і в інші сторонні річки», згадані «тринадцять маток в кістках ».
Серед майна, залишеного відомим діячем освіти Феофаном Прокоповичем (1681-1736), виявлено кілька сонячних годин, якими він користувався на своїй обсерваторії недалеко від Петергофа (нині Петродворец), і на обсерваторії Л. Д. Меньшикова (1673-1729), виробляючи астрономічні спостереження.
Велика увага сонячним годинником приділяли Петро I (1672-1725) і державний діяч Я. В. Брюс (1670-1735); вони особисто виготовили кілька годин, якими користувалися в астрономічній обсерваторії, яка перебувала між Петергофом і Оранієнбаумом (нині Ломоносов), і в обсерваторії князя А. Д. Меньшикова вони ж і організували підготовку годинних майстрів. Нещодавно реставровані сонячний годинник, встановлені свого часу на будівлі колишнього кадетського корпусу (на Василівському острові в Ленінграді), побудованому в 1738-1753 рр. Збереглися до нашого часу і два мармурових верствах стовпа (колишніх Царскосельской і Петергофской доріг) з сонячним годинником, що представляють квадратні мармурові плити з вартовими шкалами і гномоном, а в м Пушкіна (під Ленінградом) знаходяться і тепер обеліски з сонячним годинником. Більш досконалі сонячний годинник, що враховують зміна висоти Сонця протягом дня, демонструвалися в 1879 р на Раді Московського університету відомим етнографом Е. І. Якушин (1826-1905), отримані ним з Ярославської губернії (див. Книгу «Сонячний годинник і календарні системи народів СРСР »). До 40-х років нашого століття зберігалося кілька сонячних годин, встановлених в різний час в парках Ленінграда і його околиць. Чимало сонячного годинника було споруджено в XVII-XVIII ст. в різних містах, селах, селах нашої країни, особливо в Сибіру і північних районах. Оригінальні сонячний годинник на тумбі були побудовані в 1833 р в г, Таганрозі перед сходами, що ведуть до моря; вони збереглися до наших днів. Багато їх було в Москві і її околицях. Так, наприклад, годинник збереглися на будівлях Історико-архівного інституту, Новодівичого монастиря (побудований в 1525 р), в музеї-садибі Архангельське ... На території будинку-музею батька російської авіації М. Є. Жуковського (1847-1921) в селі Глухово Володимирській області збереглася кам'яна тумба з сонячним годинником, якими він користувався до 1919 р
У 1795 р князь Г. А. Потьомкін (1739-1791) заснував в містечку Дубровці в Білорусії фабрику з виготовлення сонячних годин, перекладену в тому ж році в село Купавна під Москвою; в ній з кріпаків готувалися майстри сонячного годинника.
Найостанніші сонячний годинник в нашій країні були побудовані в 1947 р до 800-річчя Москви на майданчику Московського планетарію. Годинник показує московський час з травня по вересень.
У зв'язку з 750-річчям міста Шяуляй (ЛітССР) в ньому створюється архітектурно-скульптурний ансамбль - тріада «Час - Сонце - Стрілець», відзначений Золотою медаллю Академії мистецтв СРСР, розроблений А. Черняускас, Р. Юрелой, А. Вішнюнасом і С. Кузма. Центральна частина ансамблю - площа, вимощена бруківкою і є циферблатом сонячних годин з числами, 12, 3 і 6, що символізують рік заснування міста (1236). Стрілкою годинника служить залізобетонна 18-метрова колона з позолоченою фігурою стрілка.
Інтерес до сонячних годинників проявляється в різних країнах і в наш час. Так, наприклад, в ГДР налічується 1150 сонячних годин; з них близько 500 таких «хронометрів» використовуються і тепер, а інші зберігаються як культурно-історичні пам'ятники. У Чехословацької Соціалістичної Республіці збереглося кілька десятків годин-пам'яток; вони несли свою службу до кінця XVI ст., а деякі використовуються і зараз. До останніх відносяться годинник на фасаді Шварценбергського палацу, в саду колишнього Страгівського монастиря.
Через відсутність електроенергії під час блокади Ленінграда в 1941-1944 рр. з ініціативи В. І. Прянишникова були встановлені сонячні годинники на краю газону у Великого проспекту і Дев'ятої лінії на Василівському острові. Ними користувалися до закінчення Великої Вітчизняної війни.
Опівдні сонячного дня і тепер в Ленінграді можна перевірити годинник на ділянці вулиці Герцена від арки Головного Штабу до Невського проспекту, так як ця ділянка вулиці розташований точно по полуденної лінії (див. В книзі «Сонячний годинник ...»).
Рис. 11. Пісочний годинник
Пісочний годинник. Надалі були винайдені пісочний годинник. Ними можна було користуватися в будь-який час доби і незалежно від стану погоди. Їх частіше робили у вигляді двох воронкоподібних скляних посудин, поставлених один на інший (рис. 11). Верхній заповнювався піском до певного рівня. Тривалість висипання піску в нижній посудину і служила мірою часу. Такі годинники робили не тільки з двох, але і з більшої кількості судин. Так, наприклад, в одних годинах, що складалися з чотирьох судин, перший посудину опоражнівается за 15, другий - за 30, третій - за 45 хвилин, а четвертий - за 1 годину. Потім судини поверталися спеціально поставленим до них людиною і знову відраховували час, а обслуговує їх обличчя відзначало минулі годинник.
Пісочний годинник широко використовувалися на кораблях - так звані «корабельні склянки», які служили морякам для встановлення часу зміни вахт і відпочинку. У XIII в. сипучу масу для пісочного годинника готували з суміші піску і мармурової пилу, прокипяченной з вином і лимонним соком, повторюючи цю операцію до десяти разів і знімаючи при цьому з'являється накип. Така суміш сипучого матеріалу дозволяла дещо збільшити точність визначення часу. Тепер пісочний годинник широко використовуються переважно в медичній практиці.
Рис. 12. Вогненні годинник
Вогненні годинник. Більш зручними і не вимагають постійного нагляду були вогненні годинник, що мали широке поширення.
Одні з вогняних годин, якими користувалися рудокопи стародавнього світу, представляли собою глиняний посуд з такою кількістю масла, якого вистачало па 10 годин горіння світильника. З вигоранням масла в посудині рудокоп закінчував свою роботу в шахті.
У Китаї для вогненних годин зі спеціальних сортів дерева, розтертого в порошок, разом з пахощами готували тісто, з якого робили палички різної форми або частіше довгі, в декілька метрів спіралі (рис. 12). Такі палички (спіралі) могли горіти місяцями, не вимагаючи обслуговуючого персоналу.
Відомі вогненні годинник, що представляють одночасно і будильник (рис. 13). Для таких годин, а вони вперше з'явилися в Китаї, до спіралі або паличок в певних місцях подвешивались металеві кульки, які при згорянні спіралі (палички) падали в порцелянову вазу, виробляючи гучний дзвін.
Європейський варіант вогненних годин, якими особливо часто користувалися в монастирях, являв собою свічки, на яких наносилися мітки. Від згоряння відрізка свічки між мітками відповідало певного проміжку часу.
Однак точність вогненних годин, незалежно від їх конструкції, була дуже низька і багато в чому залежала від стану навколишнього середовища - доступу свіжого повітря, вітру та інших факторів.
Рис. 13. Вогненні годинник-будильник
Водяний годинник. Більш досконалими були водяний годинник, які на відміну від вогненних не вимагали систематичного поновлення. Водяні годинники були відомі і широко використовувалися в Древньому Єгипті, Юдеї, Вавилоні, Китаї. У Греції їх називали «клепсидрою» ( «злодійками води»).
Перші водяний годинник представляли посудину з отвором, з якого вода витікала за певний проміжок часу. Так, наприклад, в Африці, де відчувався брак води, людина, що відав її розподілом ( «укіль-ель-ма»), пускаючи воду на полі селянина, одночасно заповнював і судину. Після закінчення води з посудини припинялася подача води на полі селянина; її пускали на поля іншого хлібороба.
§ 10. Вимірювання часу в давнину
§ 10. Вимірювання часу в давнину
Історія розвитку годин - коштів для вимірювання часу - одна з найцікавіших сторінок боротьби людського генія за розуміння і оволодіння силами природи.
Першими годинами було Сонце. Чим вище вона підіймалась на небосхилі, тим ближче до полудня, а чим нижче спускалося до обрію, тим ближче до вечора, і спочатку в кожних добі люди визначали тільки чотири «години»: ранок, полудень, вечір і ніч.
Рис. 7. Гномон
Сонячний годинник. Першими приладами для вимірювання часу були сонячні годинники. Люди давно помітили, що найдовші тіні від предметів, освітлених Сонцем, бувають вранці, до полудня вони коротшають, а до вечора знову подовжуються. Помітили вони також, що тіні протягом дня змінюють не тільки розміри, але і напрямок. Це явище і було використано для створення найпростіших сонячних годин - гномона [18] . Циферблатом такого годинника служить рівна горизонтальна площадка, на якій вертикально укріплений жердину (стрижень, платівка), який відкидає тінь (рис. 7). Вранці тінь від гномона звернена на захід, в обідню пору в нашому північній півкулі - на північ, а ввечері - на схід. Відповідно до положення тіні і визначається справжнє сонячне час [19] . Однак тінь від гномона в такому годиннику описує протягом дня не окружність, а більш складну криву, яка не залишається постійною не тільки в різні місяці року, але змінюється з кожним днем до дня.
Для позбавлення сонячного годинника від цього недоліку циферблат їх стали робити з кількох ліній з розподілами, кожна з яких призначалася для певного місяця року. Так, наприклад, давньогрецький астроном Аристарх Самоський (кінець IV - перша половина III ст. До н. Е.) Для своїх сонячних годин виконав циферблат в формі чаші з прокресленою на її внутрішній поверхні мережею ліній, а годинник давньогрецького астронома Евдокса (бл. 408 - ок. 355 рр. до н. з.) мали на плоскому циферблаті дуже складну мережу ліній, які отримали назву «Арахнея», що означає «павук».
Рис. 8. Екваторіальний сонячний годинник
Надалі астрономи зрозуміли, що для підвищення точності сонячних годин їх покажчик слід направити на полюс світу, т. Е. До тієї точки небосхилу, яка при обертанні Землі здається нерухомою. Якщо при цьому площину циферблата розташувати паралельно площині небесного екватора, т. Е. Перпендикулярно до стрижня, то кінець тіні стрижня стане описувати коло. Швидкість руху тіні буде рівномірною, і тому на такому циферблаті відстані по колу між часовими мітками (штрихами) виявляться рівними, і їх можна визначити з розрахунку 360 ° = 24 ч. Так були створені екваторіальні сонячний годинник, в яких дошка з циферблатом встановлювалася похило до горизонту під кутом = 90 ° -, де - географічна широта місця установки годин. На них ділення нанесені на обох сторонах циферблата (зверху і знизу), а покажчик проткнути наскрізь (рис. 8). Так, наприклад, при виготовленні екваторіальних сонячного годинника для широти = 55 ° 47 'кут нахилу циферблата повинен бути = 34 ° 13'. У такому годиннику протягом однієї частини року (в північній півкулі з березня по вересень) тінь від стрижня падає на циферблат зверху, а протягом другого - знизу, і тому годинник придатні для всіх днів року. Однак відлік часу, коли тінь падає знизу, скрутний.
Для усунення цього недоліку сонячний годинник стали робити з горизонтально розташованим циферблатом з розподілами, нанесеними з розрахунку tg x = tg t sin, де x - кут при центрі циферблата між полуденної лінією (лінією «північ - південь») і даними розподілом, t = To - 12 ч - годинний кут Сонця, а - географічна широта місцезнаходження годин. На такому циферблаті лінія, що проходить через штрихи, відповідні 6 і 18 годинах, буде перпендикулярна до полуденної лінії. Покажчиком в такому годиннику служить трикутник (рис. 9) з гострим кутом, рівним широті даної місцевості.
Рис. 9. Сонячний годинник з горизонтальним циферблатом
Встановлювався він так, щоб його площина була перпендикулярна до площини циферблата і збігалася з напрямком північ - південь, В такому годиннику швидкість переміщення тіні від трикутника нерівномірна, а тому кути на циферблаті, відповідні годинним проміжків часу, є нерівними.
У давнину сонячний годинник мали широке поширення. У Єгипті за гномон сонячного годинника брали високі обеліски. Паломники Індії користувалися палицями з вправленими в них мініатюрними сонячним годинником.
У 10 р. До н.е. е. за розпорядженням імператора Августа (63 р. до н.е.. - 14 р. н.е..) на честь перемоги над Єгиптом були створені в Римі великі сонячний годинник, гномоном для яких був гранітний обеліск заввишки близько 22 м і масою 250 т. на циферблаті цього годинника розміром 170 на 80 м тінь обеліска падала на 12 секторів зі знаками зодіаку (рис. 10); по годинах такого типу визначали не тільки час доби, а й дату і сезон року [20] .
Зодіаком в Стародавній Греції називали пояс на небосхилі, що включає 12 сузір'їв, розташованих уздовж екліптики. У далекій давнині пояс зодіаку ділили на частини по 30 °; вони мали назви тих сузір'їв, за якими проходила екліптика. У кожній такій частині - знаку зодіаку - Сонце при своєму річному русі знаходилося протягом одного місяця: в знаку Водолія - в січні - лютому, в знаку Риб - в лютому - березні, в знаку Овна - в березні - квітні, в знаку Тельця - в квітні - травні, в знаку Близнюків - в травні - червні, в знаку Рака - в червні - липні, в знаку Лева - в липні - серпні, в знаку Діви - в серпні - вересні, в знаку Терезів - у вересні - жовтні, в знаку Скорпіона - в жовтні - листопаді, в знаку Стрільця - в листопаді - грудні, в знаку Козерога - в грудні - січні. За час з початку нашої ери точка весняного рівнодення внаслідок прецесії змістилася майже на 30 °, і Сонце в грудні - січні проходить по сузір'ю Стрільця, в січні - лютому - по сузір'ю Козерога і т. Д., Але знаки зодіаку залишаються колишніми. Зараз вони практичного значення не мають, в давнину ж застосовувалися для складання гороскопів.
Рис. 20. Знаки зодіаку
В 1278 китайський імператор Кошу-Кінг, прагнучи підвищити точність сонячного годинника, побудував в Пекіні гномон, покажчик якого по висоті дорівнював 40 східцях. У Самарканді узбецький астроном Улугбек (1394-1449), онук відомого завойовника Тамерлана (1336-1405), прагнучи збільшити точність визначення часу за сонячним годинником, спорудив в 1430 р гномон, стрижень якого досягав висоти в 175 ступенів (близько 50 м).
Відомі сонячний годинник, у яких опівдні відзначався дзвінками. В інших годинах за допомогою відповідно встановленого і спрямованого запального скла сонячний промінь керував гарматою, змушуючи її стріляти в певний час.
Сонячний годинник не вимагали заводу, вони не зупинялися і навіть «йшли» правильніше, ніж деякі нинішні годинник, але з двома істотними застереженнями: тільки в денний час і в безхмарну погоду. Їх продовжували будувати аж до XVII і навіть XVIII ст.
Сонячний годинник, як стаціонарні, так і переносні, тривалий час широко використовувалися в суспільній практиці різними народами нашої країни. Стаціонарні годинник виготовлялися з каменю (переважно), рідше з металу і дерева і, як правило, великих розмірів, що дозволяло підвищити їх точність і бачити їх на значній відстані. Багато з них збереглися не тільки в музеях, а й на місці первісної їх установки.
Переносні сонячний годинник, що відрізняються порівняно невеликими розмірами, найчастіше виготовлялися з металу (латуні, бронзи, срібла), дорогих сортів дерева і навіть зі слонової кістки або черепашачого панцира. Для орієнтування по сторонах світу їх, як правило, постачали магнітною стрілкою.
До недавнього часу поява на Русі перших сонячних годин відносили до XV в. Однак при ремонті в м.Чернігові Спасо-Преображенського собору, побудованого в 1031-1036 рр., Був виявлений декор, неглибокі ніші якого зі своєрідним орнаментом представляли, як встановив історик Г. І. Петраш, елементи унікальних сонячних годин циліндричної форми.
Зі збережених документів відомо, що в 1614 р цар Михайло Федорович придбав у московського купця сонячний годинник, а пізніше в XVII в. «Годинник сонячні писані фарбами» були встановлені в палацовому комплексі Ізмайлово (під Москвою). Збереглися сонячний годинник і в селі Коломенському (підмосковна садиба російських царів), встановлені приблизно в той же час. На початку XVIII в. користувалися сонячним годинником, укріпленими на дзвіниці собору Святогорського монастиря, але час їх встановлення не відомо.
Наші співвітчизники, що ходили по північних морях, використовували так звані «матки», що представляють подобу переносних сонячного годинника, забезпечених компасом, що дозволяло орієнтуватися на море. Свідченням широкого використання нашими моряками сонячного годинника різного пристрою є знайдені радянськими вченими в 1940 р па північному березі Таймирського півострова шість сонячних годин, залишених там в 1617 р російської торгово-промислової експедицією.
У Ленінградському музеї Арктики і Антарктики зберігаються троє сонячного годинника, виявлених при розкопках в місті Мангазее в Сибіру. У документі, вперше опублікованому М. І. Бєляєвим в 1952 р, відзначається, що в «розпису товарам», який перевозив «вниз по Олені і морем на Индигирку річку і на Колиму і в інші сторонні річки», згадані «тринадцять маток в кістках ».
Серед майна, залишеного відомим діячем освіти Феофаном Прокоповичем (1681-1736), виявлено кілька сонячних годин, якими він користувався на своїй обсерваторії недалеко від Петергофа (нині Петродворец), і на обсерваторії Л. Д. Меньшикова (1673-1729), виробляючи астрономічні спостереження.
Велика увага сонячним годинником приділяли Петро I (1672-1725) і державний діяч Я. В. Брюс (1670-1735); вони особисто виготовили кілька годин, якими користувалися в астрономічній обсерваторії, яка перебувала між Петергофом і Оранієнбаумом (нині Ломоносов), і в обсерваторії князя А. Д. Меньшикова вони ж і організували підготовку годинних майстрів. Нещодавно реставровані сонячний годинник, встановлені свого часу на будівлі колишнього кадетського корпусу (на Василівському острові в Ленінграді), побудованому в 1738-1753 рр. Збереглися до нашого часу і два мармурових верствах стовпа (колишніх Царскосельской і Петергофской доріг) з сонячним годинником, що представляють квадратні мармурові плити з вартовими шкалами і гномоном, а в м Пушкіна (під Ленінградом) знаходяться і тепер обеліски з сонячним годинником. Більш досконалі сонячний годинник, що враховують зміна висоти Сонця протягом дня, демонструвалися в 1879 р на Раді Московського університету відомим етнографом Е. І. Якушин (1826-1905), отримані ним з Ярославської губернії (див. Книгу «Сонячний годинник і календарні системи народів СРСР »). До 40-х років нашого століття зберігалося кілька сонячних годин, встановлених в різний час в парках Ленінграда і його околиць. Чимало сонячного годинника було споруджено в XVII-XVIII ст. в різних містах, селах, селах нашої країни, особливо в Сибіру і північних районах. Оригінальні сонячний годинник на тумбі були побудовані в 1833 р в г, Таганрозі перед сходами, що ведуть до моря; вони збереглися до наших днів. Багато їх було в Москві і її околицях. Так, наприклад, годинник збереглися на будівлях Історико-архівного інституту, Новодівичого монастиря (побудований в 1525 р), в музеї-садибі Архангельське ... На території будинку-музею батька російської авіації М. Є. Жуковського (1847-1921) в селі Глухово Володимирській області збереглася кам'яна тумба з сонячним годинником, якими він користувався до 1919 р
У 1795 р князь Г. А. Потьомкін (1739-1791) заснував в містечку Дубровці в Білорусії фабрику з виготовлення сонячних годин, перекладену в тому ж році в село Купавна під Москвою; в ній з кріпаків готувалися майстри сонячного годинника.
Найостанніші сонячний годинник в нашій країні були побудовані в 1947 р до 800-річчя Москви на майданчику Московського планетарію. Годинник показує московський час з травня по вересень.
У зв'язку з 750-річчям міста Шяуляй (ЛітССР) в ньому створюється архітектурно-скульптурний ансамбль - тріада «Час - Сонце - Стрілець», відзначений Золотою медаллю Академії мистецтв СРСР, розроблений А. Черняускас, Р. Юрелой, А. Вішнюнасом і С. Кузма. Центральна частина ансамблю - площа, вимощена бруківкою і є циферблатом сонячних годин з числами, 12, 3 і 6, що символізують рік заснування міста (1236). Стрілкою годинника служить залізобетонна 18-метрова колона з позолоченою фігурою стрілка.
Інтерес до сонячних годинників проявляється в різних країнах і в наш час. Так, наприклад, в ГДР налічується 1150 сонячних годин; з них близько 500 таких «хронометрів» використовуються і тепер, а інші зберігаються як культурно-історичні пам'ятники. У Чехословацької Соціалістичної Республіці збереглося кілька десятків годин-пам'яток; вони несли свою службу до кінця XVI ст., а деякі використовуються і зараз. До останніх відносяться годинник на фасаді Шварценбергського палацу, в саду колишнього Страгівського монастиря.
Через відсутність електроенергії під час блокади Ленінграда в 1941-1944 рр. з ініціативи В. І. Прянишникова були встановлені сонячні годинники на краю газону у Великого проспекту і Дев'ятої лінії на Василівському острові. Ними користувалися до закінчення Великої Вітчизняної війни.
Опівдні сонячного дня і тепер в Ленінграді можна перевірити годинник на ділянці вулиці Герцена від арки Головного Штабу до Невського проспекту, так як ця ділянка вулиці розташований точно по полуденної лінії (див. В книзі «Сонячний годинник ...»).
Рис. 11. Пісочний годинник
Пісочний годинник. Надалі були винайдені пісочний годинник. Ними можна було користуватися в будь-який час доби і незалежно від стану погоди. Їх частіше робили у вигляді двох воронкоподібних скляних посудин, поставлених один на інший (рис. 11). Верхній заповнювався піском до певного рівня. Тривалість висипання піску в нижній посудину і служила мірою часу. Такі годинники робили не тільки з двох, але і з більшої кількості судин. Так, наприклад, в одних годинах, що складалися з чотирьох судин, перший посудину опоражнівается за 15, другий - за 30, третій - за 45 хвилин, а четвертий - за 1 годину. Потім судини поверталися спеціально поставленим до них людиною і знову відраховували час, а обслуговує їх обличчя відзначало минулі годинник.
Пісочний годинник широко використовувалися на кораблях - так звані «корабельні склянки», які служили морякам для встановлення часу зміни вахт і відпочинку. У XIII в. сипучу масу для пісочного годинника готували з суміші піску і мармурової пилу, прокипяченной з вином і лимонним соком, повторюючи цю операцію до десяти разів і знімаючи при цьому з'являється накип. Така суміш сипучого матеріалу дозволяла дещо збільшити точність визначення часу. Тепер пісочний годинник широко використовуються переважно в медичній практиці.
Рис. 12. Вогненні годинник
Вогненні годинник. Більш зручними і не вимагають постійного нагляду були вогненні годинник, що мали широке поширення.
Одні з вогняних годин, якими користувалися рудокопи стародавнього світу, представляли собою глиняний посуд з такою кількістю масла, якого вистачало па 10 годин горіння світильника. З вигоранням масла в посудині рудокоп закінчував свою роботу в шахті.
У Китаї для вогненних годин зі спеціальних сортів дерева, розтертого в порошок, разом з пахощами готували тісто, з якого робили палички різної форми або частіше довгі, в декілька метрів спіралі (рис. 12). Такі палички (спіралі) могли горіти місяцями, не вимагаючи обслуговуючого персоналу.
Відомі вогненні годинник, що представляють одночасно і будильник (рис. 13). Для таких годин, а вони вперше з'явилися в Китаї, до спіралі або паличок в певних місцях подвешивались металеві кульки, які при згорянні спіралі (палички) падали в порцелянову вазу, виробляючи гучний дзвін.
Європейський варіант вогненних годин, якими особливо часто користувалися в монастирях, являв собою свічки, на яких наносилися мітки. Від згоряння відрізка свічки між мітками відповідало певного проміжку часу.
Однак точність вогненних годин, незалежно від їх конструкції, була дуже низька і багато в чому залежала від стану навколишнього середовища - доступу свіжого повітря, вітру та інших факторів.
Рис. 13. Вогненні годинник-будильник
Водяний годинник. Більш досконалими були водяний годинник, які на відміну від вогненних не вимагали систематичного поновлення. Водяні годинники були відомі і широко використовувалися в Древньому Єгипті, Юдеї, Вавилоні, Китаї. У Греції їх називали «клепсидрою» ( «злодійками води»).
Перші водяний годинник представляли посудину з отвором, з якого вода витікала за певний проміжок часу. Так, наприклад, в Африці, де відчувався брак води, людина, що відав її розподілом ( «укіль-ель-ма»), пускаючи воду на полі селянина, одночасно заповнював і судину. Після закінчення води з посудини припинялася подача води на полі селянина; її пускали на поля іншого хлібороба.
§ 10. Вимірювання часу в давнину
§ 10. Вимірювання часу в давнину
Історія розвитку годин - коштів для вимірювання часу - одна з найцікавіших сторінок боротьби людського генія за розуміння і оволодіння силами природи.
Першими годинами було Сонце. Чим вище вона підіймалась на небосхилі, тим ближче до полудня, а чим нижче спускалося до обрію, тим ближче до вечора, і спочатку в кожних добі люди визначали тільки чотири «години»: ранок, полудень, вечір і ніч.
Рис. 7. Гномон
Сонячний годинник. Першими приладами для вимірювання часу були сонячні годинники. Люди давно помітили, що найдовші тіні від предметів, освітлених Сонцем, бувають вранці, до полудня вони коротшають, а до вечора знову подовжуються. Помітили вони також, що тіні протягом дня змінюють не тільки розміри, але і напрямок. Це явище і було використано для створення найпростіших сонячних годин - гномона [18] . Циферблатом такого годинника служить рівна горизонтальна площадка, на якій вертикально укріплений жердину (стрижень, платівка), який відкидає тінь (рис. 7). Вранці тінь від гномона звернена на захід, в обідню пору в нашому північній півкулі - на північ, а ввечері - на схід. Відповідно до положення тіні і визначається справжнє сонячне час [19] . Однак тінь від гномона в такому годиннику описує протягом дня не окружність, а більш складну криву, яка не залишається постійною не тільки в різні місяці року, але змінюється з кожним днем до дня.
Для позбавлення сонячного годинника від цього недоліку циферблат їх стали робити з кількох ліній з розподілами, кожна з яких призначалася для певного місяця року. Так, наприклад, давньогрецький астроном Аристарх Самоський (кінець IV - перша половина III ст. До н. Е.) Для своїх сонячних годин виконав циферблат в формі чаші з прокресленою на її внутрішній поверхні мережею ліній, а годинник давньогрецького астронома Евдокса (бл. 408 - ок. 355 рр. до н. з.) мали на плоскому циферблаті дуже складну мережу ліній, які отримали назву «Арахнея», що означає «павук».
Рис. 8. Екваторіальний сонячний годинник
Надалі астрономи зрозуміли, що для підвищення точності сонячних годин їх покажчик слід направити на полюс світу, т. Е. До тієї точки небосхилу, яка при обертанні Землі здається нерухомою. Якщо при цьому площину циферблата розташувати паралельно площині небесного екватора, т. Е. Перпендикулярно до стрижня, то кінець тіні стрижня стане описувати коло. Швидкість руху тіні буде рівномірною, і тому на такому циферблаті відстані по колу між часовими мітками (штрихами) виявляться рівними, і їх можна визначити з розрахунку 360 ° = 24 ч. Так були створені екваторіальні сонячний годинник, в яких дошка з циферблатом встановлювалася похило до горизонту під кутом = 90 ° -, де - географічна широта місця установки годин. На них ділення нанесені на обох сторонах циферблата (зверху і знизу), а покажчик проткнути наскрізь (рис. 8). Так, наприклад, при виготовленні екваторіальних сонячного годинника для широти = 55 ° 47 'кут нахилу циферблата повинен бути = 34 ° 13'. У такому годиннику протягом однієї частини року (в північній півкулі з березня по вересень) тінь від стрижня падає на циферблат зверху, а протягом другого - знизу, і тому годинник придатні для всіх днів року. Однак відлік часу, коли тінь падає знизу, скрутний.
Для усунення цього недоліку сонячний годинник стали робити з горизонтально розташованим циферблатом з розподілами, нанесеними з розрахунку tg x = tg t sin, де x - кут при центрі циферблата між полуденної лінією (лінією «північ - південь») і даними розподілом, t = To - 12 ч - годинний кут Сонця, а - географічна широта місцезнаходження годин. На такому циферблаті лінія, що проходить через штрихи, відповідні 6 і 18 годинах, буде перпендикулярна до полуденної лінії. Покажчиком в такому годиннику служить трикутник (рис. 9) з гострим кутом, рівним широті даної місцевості.
Рис. 9. Сонячний годинник з горизонтальним циферблатом
Встановлювався він так, щоб його площина була перпендикулярна до площини циферблата і збігалася з напрямком північ - південь, В такому годиннику швидкість переміщення тіні від трикутника нерівномірна, а тому кути на циферблаті, відповідні годинним проміжків часу, є нерівними.
У давнину сонячний годинник мали широке поширення. У Єгипті за гномон сонячного годинника брали високі обеліски. Паломники Індії користувалися палицями з вправленими в них мініатюрними сонячним годинником.
У 10 р. До н.е. е. за розпорядженням імператора Августа (63 р. до н.е.. - 14 р. н.е..) на честь перемоги над Єгиптом були створені в Римі великі сонячний годинник, гномоном для яких був гранітний обеліск заввишки близько 22 м і масою 250 т. на циферблаті цього годинника розміром 170 на 80 м тінь обеліска падала на 12 секторів зі знаками зодіаку (рис. 10); по годинах такого типу визначали не тільки час доби, а й дату і сезон року [20] .
Зодіаком в Стародавній Греції називали пояс на небосхилі, що включає 12 сузір'їв, розташованих уздовж екліптики. У далекій давнині пояс зодіаку ділили на частини по 30 °; вони мали назви тих сузір'їв, за якими проходила екліптика. У кожній такій частині - знаку зодіаку - Сонце при своєму річному русі знаходилося протягом одного місяця: в знаку Водолія - в січні - лютому, в знаку Риб - в лютому - березні, в знаку Овна - в березні - квітні, в знаку Тельця - в квітні - травні, в знаку Близнюків - в травні - червні, в знаку Рака - в червні - липні, в знаку Лева - в липні - серпні, в знаку Діви - в серпні - вересні, в знаку Терезів - у вересні - жовтні, в знаку Скорпіона - в жовтні - листопаді, в знаку Стрільця - в листопаді - грудні, в знаку Козерога - в грудні - січні. За час з початку нашої ери точка весняного рівнодення внаслідок прецесії змістилася майже на 30 °, і Сонце в грудні - січні проходить по сузір'ю Стрільця, в січні - лютому - по сузір'ю Козерога і т. Д., Але знаки зодіаку залишаються колишніми. Зараз вони практичного значення не мають, в давнину ж застосовувалися для складання гороскопів.
Рис. 20. Знаки зодіаку
В 1278 китайський імператор Кошу-Кінг, прагнучи підвищити точність сонячного годинника, побудував в Пекіні гномон, покажчик якого по висоті дорівнював 40 східцях. У Самарканді узбецький астроном Улугбек (1394-1449), онук відомого завойовника Тамерлана (1336-1405), прагнучи збільшити точність визначення часу за сонячним годинником, спорудив в 1430 р гномон, стрижень якого досягав висоти в 175 ступенів (близько 50 м).
Відомі сонячний годинник, у яких опівдні відзначався дзвінками. В інших годинах за допомогою відповідно встановленого і спрямованого запального скла сонячний промінь керував гарматою, змушуючи її стріляти в певний час.
Сонячний годинник не вимагали заводу, вони не зупинялися і навіть «йшли» правильніше, ніж деякі нинішні годинник, але з двома істотними застереженнями: тільки в денний час і в безхмарну погоду. Їх продовжували будувати аж до XVII і навіть XVIII ст.
Сонячний годинник, як стаціонарні, так і переносні, тривалий час широко використовувалися в суспільній практиці різними народами нашої країни. Стаціонарні годинник виготовлялися з каменю (переважно), рідше з металу і дерева і, як правило, великих розмірів, що дозволяло підвищити їх точність і бачити їх на значній відстані. Багато з них збереглися не тільки в музеях, а й на місці первісної їх установки.
Переносні сонячний годинник, що відрізняються порівняно невеликими розмірами, найчастіше виготовлялися з металу (латуні, бронзи, срібла), дорогих сортів дерева і навіть зі слонової кістки або черепашачого панцира. Для орієнтування по сторонах світу їх, як правило, постачали магнітною стрілкою.
До недавнього часу поява на Русі перших сонячних годин відносили до XV в. Однак при ремонті в м.Чернігові Спасо-Преображенського собору, побудованого в 1031-1036 рр., Був виявлений декор, неглибокі ніші якого зі своєрідним орнаментом представляли, як встановив історик Г. І. Петраш, елементи унікальних сонячних годин циліндричної форми.
Зі збережених документів відомо, що в 1614 р цар Михайло Федорович придбав у московського купця сонячний годинник, а пізніше в XVII в. «Годинник сонячні писані фарбами» були встановлені в палацовому комплексі Ізмайлово (під Москвою). Збереглися сонячний годинник і в селі Коломенському (підмосковна садиба російських царів), встановлені приблизно в той же час. На початку XVIII в. користувалися сонячним годинником, укріпленими на дзвіниці собору Святогорського монастиря, але час їх встановлення не відомо.
Наші співвітчизники, що ходили по північних морях, використовували так звані «матки», що представляють подобу переносних сонячного годинника, забезпечених компасом, що дозволяло орієнтуватися на море. Свідченням широкого використання нашими моряками сонячного годинника різного пристрою є знайдені радянськими вченими в 1940 р па північному березі Таймирського півострова шість сонячних годин, залишених там в 1617 р російської торгово-промислової експедицією.
У Ленінградському музеї Арктики і Антарктики зберігаються троє сонячного годинника, виявлених при розкопках в місті Мангазее в Сибіру. У документі, вперше опублікованому М. І. Бєляєвим в 1952 р, відзначається, що в «розпису товарам», який перевозив «вниз по Олені і морем на Индигирку річку і на Колиму і в інші сторонні річки», згадані «тринадцять маток в кістках ».
Серед майна, залишеного відомим діячем освіти Феофаном Прокоповичем (1681-1736), виявлено кілька сонячних годин, якими він користувався на своїй обсерваторії недалеко від Петергофа (нині Петродворец), і на обсерваторії Л. Д. Меньшикова (1673-1729), виробляючи астрономічні спостереження.
Велика увага сонячним годинником приділяли Петро I (1672-1725) і державний діяч Я. В. Брюс (1670-1735); вони особисто виготовили кілька годин, якими користувалися в астрономічній обсерваторії, яка перебувала між Петергофом і Оранієнбаумом (нині Ломоносов), і в обсерваторії князя А. Д. Меньшикова вони ж і організували підготовку годинних майстрів. Нещодавно реставровані сонячний годинник, встановлені свого часу на будівлі колишнього кадетського корпусу (на Василівському острові в Ленінграді), побудованому в 1738-1753 рр. Збереглися до нашого часу і два мармурових верствах стовпа (колишніх Царскосельской і Петергофской доріг) з сонячним годинником, що представляють квадратні мармурові плити з вартовими шкалами і гномоном, а в м Пушкіна (під Ленінградом) знаходяться і тепер обеліски з сонячним годинником. Більш досконалі сонячний годинник, що враховують зміна висоти Сонця протягом дня, демонструвалися в 1879 р на Раді Московського університету відомим етнографом Е. І. Якушин (1826-1905), отримані ним з Ярославської губернії (див. Книгу «Сонячний годинник і календарні системи народів СРСР »). До 40-х років нашого століття зберігалося кілька сонячних годин, встановлених в різний час в парках Ленінграда і його околиць. Чимало сонячного годинника було споруджено в XVII-XVIII ст. в різних містах, селах, селах нашої країни, особливо в Сибіру і північних районах. Оригінальні сонячний годинник на тумбі були побудовані в 1833 р в г, Таганрозі перед сходами, що ведуть до моря; вони збереглися до наших днів. Багато їх було в Москві і її околицях. Так, наприклад, годинник збереглися на будівлях Історико-архівного інституту, Новодівичого монастиря (побудований в 1525 р), в музеї-садибі Архангельське ... На території будинку-музею батька російської авіації М. Є. Жуковського (1847-1921) в селі Глухово Володимирській області збереглася кам'яна тумба з сонячним годинником, якими він користувався до 1919 р
У 1795 р князь Г. А. Потьомкін (1739-1791) заснував в містечку Дубровці в Білорусії фабрику з виготовлення сонячних годин, перекладену в тому ж році в село Купавна під Москвою; в ній з кріпаків готувалися майстри сонячного годинника.
Найостанніші сонячний годинник в нашій країні були побудовані в 1947 р до 800-річчя Москви на майданчику Московського планетарію. Годинник показує московський час з травня по вересень.
У зв'язку з 750-річчям міста Шяуляй (ЛітССР) в ньому створюється архітектурно-скульптурний ансамбль - тріада «Час - Сонце - Стрілець», відзначений Золотою медаллю Академії мистецтв СРСР, розроблений А. Черняускас, Р. Юрелой, А. Вішнюнасом і С. Кузма. Центральна частина ансамблю - площа, вимощена бруківкою і є циферблатом сонячних годин з числами, 12, 3 і 6, що символізують рік заснування міста (1236). Стрілкою годинника служить залізобетонна 18-метрова колона з позолоченою фігурою стрілка.
Інтерес до сонячних годинників проявляється в різних країнах і в наш час. Так, наприклад, в ГДР налічується 1150 сонячних годин; з них близько 500 таких «хронометрів» використовуються і тепер, а інші зберігаються як культурно-історичні пам'ятники. У Чехословацької Соціалістичної Республіці збереглося кілька десятків годин-пам'яток; вони несли свою службу до кінця XVI ст., а деякі використовуються і зараз. До останніх відносяться годинник на фасаді Шварценбергського палацу, в саду колишнього Страгівського монастиря.
Через відсутність електроенергії під час блокади Ленінграда в 1941-1944 рр. з ініціативи В. І. Прянишникова були встановлені сонячні годинники на краю газону у Великого проспекту і Дев'ятої лінії на Василівському острові. Ними користувалися до закінчення Великої Вітчизняної війни.
Опівдні сонячного дня і тепер в Ленінграді можна перевірити годинник на ділянці вулиці Герцена від арки Головного Штабу до Невського проспекту, так як ця ділянка вулиці розташований точно по полуденної лінії (див. В книзі «Сонячний годинник ...»).
Рис. 11. Пісочний годинник
Пісочний годинник. Надалі були винайдені пісочний годинник. Ними можна було користуватися в будь-який час доби і незалежно від стану погоди. Їх частіше робили у вигляді двох воронкоподібних скляних посудин, поставлених один на інший (рис. 11). Верхній заповнювався піском до певного рівня. Тривалість висипання піску в нижній посудину і служила мірою часу. Такі годинники робили не тільки з двох, але і з більшої кількості судин. Так, наприклад, в одних годинах, що складалися з чотирьох судин, перший посудину опоражнівается за 15, другий - за 30, третій - за 45 хвилин, а четвертий - за 1 годину. Потім судини поверталися спеціально поставленим до них людиною і знову відраховували час, а обслуговує їх обличчя відзначало минулі годинник.
Пісочний годинник широко використовувалися на кораблях - так звані «корабельні склянки», які служили морякам для встановлення часу зміни вахт і відпочинку. У XIII в. сипучу масу для пісочного годинника готували з суміші піску і мармурової пилу, прокипяченной з вином і лимонним соком, повторюючи цю операцію до десяти разів і знімаючи при цьому з'являється накип. Така суміш сипучого матеріалу дозволяла дещо збільшити точність визначення часу. Тепер пісочний годинник широко використовуються переважно в медичній практиці.
Рис. 12. Вогненні годинник
Вогненні годинник. Більш зручними і не вимагають постійного нагляду були вогненні годинник, що мали широке поширення.
Одні з вогняних годин, якими користувалися рудокопи стародавнього світу, представляли собою глиняний посуд з такою кількістю масла, якого вистачало па 10 годин горіння світильника. З вигоранням масла в посудині рудокоп закінчував свою роботу в шахті.
У Китаї для вогненних годин зі спеціальних сортів дерева, розтертого в порошок, разом з пахощами готували тісто, з якого робили палички різної форми або частіше довгі, в декілька метрів спіралі (рис. 12). Такі палички (спіралі) могли горіти місяцями, не вимагаючи обслуговуючого персоналу.
Відомі вогненні годинник, що представляють одночасно і будильник (рис. 13). Для таких годин, а вони вперше з'явилися в Китаї, до спіралі або паличок в певних місцях подвешивались металеві кульки, які при згорянні спіралі (палички) падали в порцелянову вазу, виробляючи гучний дзвін.
Європейський варіант вогненних годин, якими особливо часто користувалися в монастирях, являв собою свічки, на яких наносилися мітки. Від згоряння відрізка свічки між мітками відповідало певного проміжку часу.
Однак точність вогненних годин, незалежно від їх конструкції, була дуже низька і багато в чому залежала від стану навколишнього середовища - доступу свіжого повітря, вітру та інших факторів.
Рис. 13. Вогненні годинник-будильник
Водяний годинник. Більш досконалими були водяний годинник, які на відміну від вогненних не вимагали систематичного поновлення. Водяні годинники були відомі і широко використовувалися в Древньому Єгипті, Юдеї, Вавилоні, Китаї. У Греції їх називали «клепсидрою» ( «злодійками води»).
Перші водяний годинник представляли посудину з отвором, з якого вода витікала за певний проміжок часу. Так, наприклад, в Африці, де відчувався брак води, людина, що відав її розподілом ( «укіль-ель-ма»), пускаючи воду на полі селянина, одночасно заповнював і судину. Після закінчення води з посудини припинялася подача води на полі селянина; її пускали на поля іншого хлібороба.
§ 10. Вимірювання часу в давнину
§ 10. Вимірювання часу в давнину
Історія розвитку годин - коштів для вимірювання часу - одна з найцікавіших сторінок боротьби людського генія за розуміння і оволодіння силами природи.
Першими годинами було Сонце. Чим вище вона підіймалась на небосхилі, тим ближче до полудня, а чим нижче спускалося до обрію, тим ближче до вечора, і спочатку в кожних добі люди визначали тільки чотири «години»: ранок, полудень, вечір і ніч.
Рис. 7. Гномон
Сонячний годинник. Першими приладами для вимірювання часу були сонячні годинники. Люди давно помітили, що найдовші тіні від предметів, освітлених Сонцем, бувають вранці, до полудня вони коротшають, а до вечора знову подовжуються. Помітили вони також, що тіні протягом дня змінюють не тільки розміри, але і напрямок. Це явище і було використано для створення найпростіших сонячних годин - гномона [18] . Циферблатом такого годинника служить рівна горизонтальна площадка, на якій вертикально укріплений жердину (стрижень, платівка), який відкидає тінь (рис. 7). Вранці тінь від гномона звернена на захід, в обідню пору в нашому північній півкулі - на північ, а ввечері - на схід. Відповідно до положення тіні і визначається справжнє сонячне час [19] . Однак тінь від гномона в такому годиннику описує протягом дня не окружність, а більш складну криву, яка не залишається постійною не тільки в різні місяці року, але змінюється з кожним днем до дня.
Для позбавлення сонячного годинника від цього недоліку циферблат їх стали робити з кількох ліній з розподілами, кожна з яких призначалася для певного місяця року. Так, наприклад, давньогрецький астроном Аристарх Самоський (кінець IV - перша половина III ст. До н. Е.) Для своїх сонячних годин виконав циферблат в формі чаші з прокресленою на її внутрішній поверхні мережею ліній, а годинник давньогрецького астронома Евдокса (бл. 408 - ок. 355 рр. до н. з.) мали на плоскому циферблаті дуже складну мережу ліній, які отримали назву «Арахнея», що означає «павук».
Рис. 8. Екваторіальний сонячний годинник
Надалі астрономи зрозуміли, що для підвищення точності сонячних годин їх покажчик слід направити на полюс світу, т. Е. До тієї точки небосхилу, яка при обертанні Землі здається нерухомою. Якщо при цьому площину циферблата розташувати паралельно площині небесного екватора, т. Е. Перпендикулярно до стрижня, то кінець тіні стрижня стане описувати коло. Швидкість руху тіні буде рівномірною, і тому на такому циферблаті відстані по колу між часовими мітками (штрихами) виявляться рівними, і їх можна визначити з розрахунку 360 ° = 24 ч. Так були створені екваторіальні сонячний годинник, в яких дошка з циферблатом встановлювалася похило до горизонту під кутом = 90 ° -, де - географічна широта місця установки годин. На них ділення нанесені на обох сторонах циферблата (зверху і знизу), а покажчик проткнути наскрізь (рис. 8). Так, наприклад, при виготовленні екваторіальних сонячного годинника для широти = 55 ° 47 'кут нахилу циферблата повинен бути = 34 ° 13'. У такому годиннику протягом однієї частини року (в північній півкулі з березня по вересень) тінь від стрижня падає на циферблат зверху, а протягом другого - знизу, і тому годинник придатні для всіх днів року. Однак відлік часу, коли тінь падає знизу, скрутний.
Для усунення цього недоліку сонячний годинник стали робити з горизонтально розташованим циферблатом з розподілами, нанесеними з розрахунку tg x = tg t sin, де x - кут при центрі циферблата між полуденної лінією (лінією «північ - південь») і даними розподілом, t = To - 12 ч - годинний кут Сонця, а - географічна широта місцезнаходження годин. На такому циферблаті лінія, що проходить через штрихи, відповідні 6 і 18 годинах, буде перпендикулярна до полуденної лінії. Покажчиком в такому годиннику служить трикутник (рис. 9) з гострим кутом, рівним широті даної місцевості.
Рис. 9. Сонячний годинник з горизонтальним циферблатом
Встановлювався він так, щоб його площина була перпендикулярна до площини циферблата і збігалася з напрямком північ - південь, В такому годиннику швидкість переміщення тіні від трикутника нерівномірна, а тому кути на циферблаті, відповідні годинним проміжків часу, є нерівними.
У давнину сонячний годинник мали широке поширення. У Єгипті за гномон сонячного годинника брали високі обеліски. Паломники Індії користувалися палицями з вправленими в них мініатюрними сонячним годинником.
У 10 р. До н.е. е. за розпорядженням імператора Августа (63 р. до н.е.. - 14 р. н.е..) на честь перемоги над Єгиптом були створені в Римі великі сонячний годинник, гномоном для яких був гранітний обеліск заввишки близько 22 м і масою 250 т. на циферблаті цього годинника розміром 170 на 80 м тінь обеліска падала на 12 секторів зі знаками зодіаку (рис. 10); по годинах такого типу визначали не тільки час доби, а й дату і сезон року [20] .
Зодіаком в Стародавній Греції називали пояс на небосхилі, що включає 12 сузір'їв, розташованих уздовж екліптики. У далекій давнині пояс зодіаку ділили на частини по 30 °; вони мали назви тих сузір'їв, за якими проходила екліптика. У кожній такій частині - знаку зодіаку - Сонце при своєму річному русі знаходилося протягом одного місяця: в знаку Водолія - в січні - лютому, в знаку Риб - в лютому - березні, в знаку Овна - в березні - квітні, в знаку Тельця - в квітні - травні, в знаку Близнюків - в травні - червні, в знаку Рака - в червні - липні, в знаку Лева - в липні - серпні, в знаку Діви - в серпні - вересні, в знаку Терезів - у вересні - жовтні, в знаку Скорпіона - в жовтні - листопаді, в знаку Стрільця - в листопаді - грудні, в знаку Козерога - в грудні - січні. За час з початку нашої ери точка весняного рівнодення внаслідок прецесії змістилася майже на 30 °, і Сонце в грудні - січні проходить по сузір'ю Стрільця, в січні - лютому - по сузір'ю Козерога і т. Д., Але знаки зодіаку залишаються колишніми. Зараз вони практичного значення не мають, в давнину ж застосовувалися для складання гороскопів.
Рис. 20. Знаки зодіаку
В 1278 китайський імператор Кошу-Кінг, прагнучи підвищити точність сонячного годинника, побудував в Пекіні гномон, покажчик якого по висоті дорівнював 40 східцях. У Самарканді узбецький астроном Улугбек (1394-1449), онук відомого завойовника Тамерлана (1336-1405), прагнучи збільшити точність визначення часу за сонячним годинником, спорудив в 1430 р гномон, стрижень якого досягав висоти в 175 ступенів (близько 50 м).
Відомі сонячний годинник, у яких опівдні відзначався дзвінками. В інших годинах за допомогою відповідно встановленого і спрямованого запального скла сонячний промінь керував гарматою, змушуючи її стріляти в певний час.
Сонячний годинник не вимагали заводу, вони не зупинялися і навіть «йшли» правильніше, ніж деякі нинішні годинник, але з двома істотними застереженнями: тільки в денний час і в безхмарну погоду. Їх продовжували будувати аж до XVII і навіть XVIII ст.
Сонячний годинник, як стаціонарні, так і переносні, тривалий час широко використовувалися в суспільній практиці різними народами нашої країни. Стаціонарні годинник виготовлялися з каменю (переважно), рідше з металу і дерева і, як правило, великих розмірів, що дозволяло підвищити їх точність і бачити їх на значній відстані. Багато з них збереглися не тільки в музеях, а й на місці первісної їх установки.
Переносні сонячний годинник, що відрізняються порівняно невеликими розмірами, найчастіше виготовлялися з металу (латуні, бронзи, срібла), дорогих сортів дерева і навіть зі слонової кістки або черепашачого панцира. Для орієнтування по сторонах світу їх, як правило, постачали магнітною стрілкою.
До недавнього часу поява на Русі перших сонячних годин відносили до XV в. Однак при ремонті в м.Чернігові Спасо-Преображенського собору, побудованого в 1031-1036 рр., Був виявлений декор, неглибокі ніші якого зі своєрідним орнаментом представляли, як встановив історик Г. І. Петраш, елементи унікальних сонячних годин циліндричної форми.
Зі збережених документів відомо, що в 1614 р цар Михайло Федорович придбав у московського купця сонячний годинник, а пізніше в XVII в. «Годинник сонячні писані фарбами» були встановлені в палацовому комплексі Ізмайлово (під Москвою). Збереглися сонячний годинник і в селі Коломенському (підмосковна садиба російських царів), встановлені приблизно в той же час. На початку XVIII в. користувалися сонячним годинником, укріпленими на дзвіниці собору Святогорського монастиря, але час їх встановлення не відомо.
Наші співвітчизники, що ходили по північних морях, використовували так звані «матки», що представляють подобу переносних сонячного годинника, забезпечених компасом, що дозволяло орієнтуватися на море. Свідченням широкого використання нашими моряками сонячного годинника різного пристрою є знайдені радянськими вченими в 1940 р па північному березі Таймирського півострова шість сонячних годин, залишених там в 1617 р російської торгово-промислової експедицією.
У Ленінградському музеї Арктики і Антарктики зберігаються троє сонячного годинника, виявлених при розкопках в місті Мангазее в Сибіру. У документі, вперше опублікованому М. І. Бєляєвим в 1952 р, відзначається, що в «розпису товарам», який перевозив «вниз по Олені і морем на Индигирку річку і на Колиму і в інші сторонні річки», згадані «тринадцять маток в кістках ».
Серед майна, залишеного відомим діячем освіти Феофаном Прокоповичем (1681-1736), виявлено кілька сонячних годин, якими він користувався на своїй обсерваторії недалеко від Петергофа (нині Петродворец), і на обсерваторії Л. Д. Меньшикова (1673-1729), виробляючи астрономічні спостереження.
Велика увага сонячним годинником приділяли Петро I (1672-1725) і державний діяч Я. В. Брюс (1670-1735); вони особисто виготовили кілька годин, якими користувалися в астрономічній обсерваторії, яка перебувала між Петергофом і Оранієнбаумом (нині Ломоносов), і в обсерваторії князя А. Д. Меньшикова вони ж і організували підготовку годинних майстрів. Нещодавно реставровані сонячний годинник, встановлені свого часу на будівлі колишнього кадетського корпусу (на Василівському острові в Ленінграді), побудованому в 1738-1753 рр. Збереглися до нашого часу і два мармурових верствах стовпа (колишніх Царскосельской і Петергофской доріг) з сонячним годинником, що представляють квадратні мармурові плити з вартовими шкалами і гномоном, а в м Пушкіна (під Ленінградом) знаходяться і тепер обеліски з сонячним годинником. Більш досконалі сонячний годинник, що враховують зміна висоти Сонця протягом дня, демонструвалися в 1879 р на Раді Московського університету відомим етнографом Е. І. Якушин (1826-1905), отримані ним з Ярославської губернії (див. Книгу «Сонячний годинник і календарні системи народів СРСР »). До 40-х років нашого століття зберігалося кілька сонячних годин, встановлених в різний час в парках Ленінграда і його околиць. Чимало сонячного годинника було споруджено в XVII-XVIII ст. в різних містах, селах, селах нашої країни, особливо в Сибіру і північних районах. Оригінальні сонячний годинник на тумбі були побудовані в 1833 р в г, Таганрозі перед сходами, що ведуть до моря; вони збереглися до наших днів. Багато їх було в Москві і її околицях. Так, наприклад, годинник збереглися на будівлях Історико-архівного інституту, Новодівичого монастиря (побудований в 1525 р), в музеї-садибі Архангельське ... На території будинку-музею батька російської авіації М. Є. Жуковського (1847-1921) в селі Глухово Володимирській області збереглася кам'яна тумба з сонячним годинником, якими він користувався до 1919 р
У 1795 р князь Г. А. Потьомкін (1739-1791) заснував в містечку Дубровці в Білорусії фабрику з виготовлення сонячних годин, перекладену в тому ж році в село Купавна під Москвою; в ній з кріпаків готувалися майстри сонячного годинника.
Найостанніші сонячний годинник в нашій країні були побудовані в 1947 р до 800-річчя Москви на майданчику Московського планетарію. Годинник показує московський час з травня по вересень.
У зв'язку з 750-річчям міста Шяуляй (ЛітССР) в ньому створюється архітектурно-скульптурний ансамбль - тріада «Час - Сонце - Стрілець», відзначений Золотою медаллю Академії мистецтв СРСР, розроблений А. Черняускас, Р. Юрелой, А. Вішнюнасом і С. Кузма. Центральна частина ансамблю - площа, вимощена бруківкою і є циферблатом сонячних годин з числами, 12, 3 і 6, що символізують рік заснування міста (1236). Стрілкою годинника служить залізобетонна 18-метрова колона з позолоченою фігурою стрілка.
Інтерес до сонячних годинників проявляється в різних країнах і в наш час. Так, наприклад, в ГДР налічується 1150 сонячних годин; з них близько 500 таких «хронометрів» використовуються і тепер, а інші зберігаються як культурно-історичні пам'ятники. У Чехословацької Соціалістичної Республіці збереглося кілька десятків годин-пам'яток; вони несли свою службу до кінця XVI ст., а деякі використовуються і зараз. До останніх відносяться годинник на фасаді Шварценбергського палацу, в саду колишнього Страгівського монастиря.
Через відсутність електроенергії під час блокади Ленінграда в 1941-1944 рр. з ініціативи В. І. Прянишникова були встановлені сонячні годинники на краю газону у Великого проспекту і Дев'ятої лінії на Василівському острові. Ними користувалися до закінчення Великої Вітчизняної війни.
Опівдні сонячного дня і тепер в Ленінграді можна перевірити годинник на ділянці вулиці Герцена від арки Головного Штабу до Невського проспекту, так як ця ділянка вулиці розташований точно по полуденної лінії (див. В книзі «Сонячний годинник ...»).
Рис. 11. Пісочний годинник
Пісочний годинник. Надалі були винайдені пісочний годинник. Ними можна було користуватися в будь-який час доби і незалежно від стану погоди. Їх частіше робили у вигляді двох воронкоподібних скляних посудин, поставлених один на інший (рис. 11). Верхній заповнювався піском до певного рівня. Тривалість висипання піску в нижній посудину і служила мірою часу. Такі годинники робили не тільки з двох, але і з більшої кількості судин. Так, наприклад, в одних годинах, що складалися з чотирьох судин, перший посудину опоражнівается за 15, другий - за 30, третій - за 45 хвилин, а четвертий - за 1 годину. Потім судини поверталися спеціально поставленим до них людиною і знову відраховували час, а обслуговує їх обличчя відзначало минулі годинник.
Пісочний годинник широко використовувалися на кораблях - так звані «корабельні склянки», які служили морякам для встановлення часу зміни вахт і відпочинку. У XIII в. сипучу масу для пісочного годинника готували з суміші піску і мармурової пилу, прокипяченной з вином і лимонним соком, повторюючи цю операцію до десяти разів і знімаючи при цьому з'являється накип. Така суміш сипучого матеріалу дозволяла дещо збільшити точність визначення часу. Тепер пісочний годинник широко використовуються переважно в медичній практиці.
Рис. 12. Вогненні годинник
Вогненні годинник. Більш зручними і не вимагають постійного нагляду були вогненні годинник, що мали широке поширення.
Одні з вогняних годин, якими користувалися рудокопи стародавнього світу, представляли собою глиняний посуд з такою кількістю масла, якого вистачало па 10 годин горіння світильника. З вигоранням масла в посудині рудокоп закінчував свою роботу в шахті.
У Китаї для вогненних годин зі спеціальних сортів дерева, розтертого в порошок, разом з пахощами готували тісто, з якого робили палички різної форми або частіше довгі, в декілька метрів спіралі (рис. 12). Такі палички (спіралі) могли горіти місяцями, не вимагаючи обслуговуючого персоналу.
Відомі вогненні годинник, що представляють одночасно і будильник (рис. 13). Для таких годин, а вони вперше з'явилися в Китаї, до спіралі або паличок в певних місцях подвешивались металеві кульки, які при згорянні спіралі (палички) падали в порцелянову вазу, виробляючи гучний дзвін.
Європейський варіант вогненних годин, якими особливо часто користувалися в монастирях, являв собою свічки, на яких наносилися мітки. Від згоряння відрізка свічки між мітками відповідало певного проміжку часу.
Однак точність вогненних годин, незалежно від їх конструкції, була дуже низька і багато в чому залежала від стану навколишнього середовища - доступу свіжого повітря, вітру та інших факторів.
Рис. 13. Вогненні годинник-будильник
Водяний годинник. Більш досконалими були водяний годинник, які на відміну від вогненних не вимагали систематичного поновлення. Водяні годинники були відомі і широко використовувалися в Древньому Єгипті, Юдеї, Вавилоні, Китаї. У Греції їх називали «клепсидрою» ( «злодійками води»).
Перші водяний годинник представляли посудину з отвором, з якого вода витікала за певний проміжок часу. Так, наприклад, в Африці, де відчувався брак води, людина, що відав її розподілом ( «укіль-ель-ма»), пускаючи воду на полі селянина, одночасно заповнював і судину. Після закінчення води з посудини припинялася подача води на полі селянина; її пускали на поля іншого хлібороба.
В подальшому створювалися водяний годинник самої різної конструкції, і визначення часу за такими годинах вироблялося по швидкості витікання води з однієї судини в іншій. Судини мали мітки, якими користувалися для відліку проміжків часу. Клепсидри використовували не тільки в побуті (особливо вночі), а й для регламентації часу виступи ораторів на громадських зборах і судах, при розлученні варт і в інших випадках.
Точність часу по сонячним, пісочним, вогненним і водяним годинами не перевищувала кількох хвилин і навіть десятків хвилин на добу, чого, втім, було досить для економічних і суспільних запитів того часу.
Своєрідні ручні «водяні» годинник з високою точністю ходу створені в наш час в Техаському університеті (США). Джерелом енергії для них є підсолена вода. Один раз в тиждень кілька крапель води пускаються в спеціальний отвір. Рекламується безвідмовна робота годин протягом десяти років, якщо вода буде в годинах постійно.