S.Mihal' "Chasy.
Ot gnomona do atomnyh chasov",
Znanie/NiT<< Predislovie | Oglavlenie | Tvoreniya masterov gnomoniki >>
Solnechnye chasy
Drevneishie sposoby izmereniya vremeni byli izvestny za 2000 let do nashei ery, i ih razvitie prodolzhalos' do pervyh stoletii novogo vremeni. Hronometricheskie pribory togo perioda inogda nazyvayut prosteishimi, ih era zakanchivaetsya pervymi vazhnymi sovershenstvovaniyami mehanicheskih chasov s kolesnoi peredachei. Syuda otnosyatsya mnogie tipy solnechnyh, vodyanyh, ognevyh, pesochnyh i prochih chasov, kotorye kak vazhnye elementy razvitiya sygrali nemaluyu rol' i v istorii hronometrii.
Nesomnenno vazhneishim i samym rasprostranennym prosteishim hronometricheskim priborom byli solnechnye chasy – edinstvennye iz perechislennyh vidov chasov, osnovannye na kazhushemsya sutochnom, a inogda i godovom dvizhenii Solnca. Poyavlenie etih chasov svyazano s momentom, kogda chelovek osoznal vzaimosvyaz' mezhdu dlinoi i polozheniem solnechnoi teni ot teh ili inyh predmetov i polozheniem Solnca na nebe. Tochnaya data vozniknoveniya solnechnyh chasov, kotorye v svoem pervonachal'nom vide imeli formu obeliska, neizvestna. Nekotorye istoricheskie istochniki schitayut samym pervym upominaniem o solnechnyh chasah soobshenie o nih v rukopisi kitaica Chiu-pi perioda okolo 1100 g. do n.e., v kotoroi ukazyvaetsya, chto s pomosh'yu solnechnyh chasov kitaicy legko ustanovili letnyuyu vysotu Solnca v 79o06'20", a zimnyuyu – v 30o22'20", a otsyuda oni opredelili naklon ekliptiki v 23o52'. Samym starym iz sohranivshihsya pis'mennyh dokumentov o solnechnyh chasah, datiruemyh 732 g. do n.e., my nahodim v Biblii, v dvadcatoi glave Knigi Carstv. Pod solnechnymi chasami Aha-za zdes' ponimayutsya obeliskovye solnechnye chasy carya Ahaza, zhivshego okolo 732 g. do n.e. Obnaruzhenie drevneegipetskih solnechnyh chasov XIII i XV vv. do n.e. svidetel'stvuet o tom, chto deistvitel'nyi period vozniknoveniya solnechnyh chasov byl znachitel'no ran'she, chem eto vytekaet iz izvestnyh do sih por pis'mennyh pamyatnikov.
Gnomon, vertikal'nyi obelisk so shkaloi, nanesennoi na zemle, byl pervymi solnechnymi chasami, izmeryavshimi vremya po dline otbrasyvaemoi teni. O tom, chto egiptyanam eti obeliski sluzhili odnovremenno dlya pochitaniya kul'ta boga Solnca, govoryat zapisi drevnih pisatelei Aristofana, Ateneya, Evbola i drugih. Eti svyashennye obeliski stoyali, kak pravilo, pered vhodami v hramy. Rol' gnomonov vypolnyali i pryamye pilony na obshestvennyh ploshadyah, na rynkah. Pervye obeliski i pilony, prednaznachavshiesya v Egipte dlya izmereniya vremeni, byli postroeny, po vsei veroyatnosti, uzhe v XIV v. do n.e. Do sih por sohranilsya takoi obelisk vysotoi v 35,5 m na ploshadi sv. Petra v Rime, kotoryi byl dostavlen tuda v 38 g. Kaliguloi iz Geliopolisa.
Po izmeneniyam dliny i napravleniya teni mozhno bylo ne tol'ko izmeryat' vremya, no takzhe nablyudat' vzaimnye peremesheniya Solnca i Zemli. Net somneniya v tom, chto matematiki i astronomy dopifagoreiskoi epohi, k kotorym otnosilis' takzhe Anaksimandr i Fales, ispol'zovali rezul'taty izmerenii dlya izucheniya dvizheniya kosmicheskih tel. Krome vavilonyan, egiptyan i grekov, izucheniem dvizheniya Solnca zanimalis' i drugie narody, naprimer indusy i peruanskie inki. Astronomicheskie solnechnye chasy inkov imeli razlichnye formy. Nekotorye iz nih byli pohozhi na naklonno ustanovlennye kamennye diski, a drugie – na nizkuyu mnogogrannuyu kamennuyu kolonnu. Podobnye sooruzheniya, cel' kotoryh ne vo vseh sluchayah polnost'yu vyyasnena, byli obnaruzheny i v Evrope. Vblizi Uatmura v Emslande naidena gruppa kamnei, raspolozhennyh kvadratom, samyi krupnyi iz kotoryh nahodilsya v seredine. Ih raspolozhenie v plane svidetel'stvuet o tom, chto uzhe v doistoricheskuyu epohu oni sluzhili dlya polucheniya dannyh o vremeni, s kotorym byli svyazany kul'tovye obryady. Na territorii Velikobritanii do sih por sohranilos' bolee 200 podobnyh ob'ektov. Kak pravilo, eto krugovoe skoplenie kamnei s raspolozhennym poseredine altarem. Naprimer, pri arheologicheskom issledovanii v Staf-fordshaire obnaruzheny chetyre krupnyh kamnya, raspolozhennye v napravlenii glavnyh stran sveta. Prostranstvo, ogranichennoe etimi kamnyami, perekreshivaetsya naklonnym kamnem, vidimo, yavlyavshimsya glavnoi chast'yu bol'shih solnechnyh chasov. Polozhenie etih solnechnyh chasov pozvolyaet, pomimo opredeleniya vremeni sutok, uznat' i vremya letnego i zimnego solncestoyaniya. Odnako samym interesnym ob'ektom etogo roda yavlyaetsya Stounhendzh, raspolozhennyi na Salisburgskoi ravnine v central'noi chasti Velikobritanii v 132 km k zapadu ot Londona. Imeyutsya predpolozheniya, chto koncentricheski raspolozhennaya gruppa kamnei i kolonn, okruzhennaya dvumya kruglymi ryadami kamnei, byla ne tol'ko mestom kul'tovyh obryadov u gallov, brittov i irlandcev, no i astronomicheskim ustroistvom, opredelyayushim vremya solncestoyaniya. Vozniknovenie etogo sooruzheniya s os'yu simmetrii, obrazuemoi shirokoi dorozhkoi i kamennym blokom – gnomonom, nazyvaemogo Friars Heels, nad kotorym vsegda tochno v den' letnego solncestoyaniya voshodit Solnce, otnosyat k periodu 1840 - 1680 gg. do n.e.1 O pervonachal'nom vide vsego ob'ekta v Stounhendzhe sushestvuet mnogo suzhdenii.
Osobo blagopriyatnye klimaticheskie usloviya dlya izmereniya vremeni s pomosh'yu solnechnyh chasov imel Egipet. Izvestiya o samyh drevnih iz drevneegipetskih solnechnyh chasov otnosyatsya k epohe pravleniya Tutmosa III – pervoi polovine XV v. do n.e.2 Eto sravnitel'no nebol'shoi pribor, gorizontal'naya chast' kotorogo – lineika s hronometricheskoi shkaloi dlinoi okolo 30 sm – imeet drugoe, perpendikulyarnoe plecho, otbrasyvayushee ten' na shkalu.
Pri izmerenii vremeni lineika so shkaloi ustanavlivalas' tak, chtoby ten' vertikal'nogo plecha pod lineikoi padala kak raz na lineiku so shkaloi. Rasstoyanie konechnoi tochki teni ot nulevoi pryamoi u osnovaniya ukazatelya ukazyvalo vremya sutok.
Drugim vidom egipetskih solnechnyh chasov byli stupenchatye chasy v vide obeliska s dvumya naklonnymi poverhnostyami, orientirovannymi po osi vostok – zapad i razdelennymi na stupeni. Pri voshode Solnca ten' padala na krai verhnei stupen'ki odnoi iz etih poverhnostei – vostochnoi, zatem postepenno opuskalas', poka k poludnyu polnost'yu ne ischezala. Zatem, posle poludnya, ten' snova poyavlyalas' v nizhnei chasti zapadnoi poverhnosti, otkuda ona vse podymalas' do teh por, poka pri zahode Solnca ne kasalas' grani verhnei stupen'ki.
Na opisannyh vyshe solnechnyh chasah vremya izmeryalos' dlinoi, a ne napravleniem otbrasyvaemoi teni. Odnako egiptyane imeli solnechnye chasy i so shkaloi dlya opredeleniya napravleniya otbrasyvaemoi teni. Samym starym dokazatel'stvom etogo yavlyayutsya, konechno, vertikal'nye solnechnye chasy iz slonovoi kosti, ukrashennye mifologicheskimi rel'efami, naidennye pri raskopkah v meste Gezer v Palestine. Oni voshodyat k epohe pravleniya faraona Mernefta v nachale XIII v. do n.e. Drugie nastennye vertikal'nye solnechnye chasy byli obnaruzheny tozhe pri raskopkah v Luksore. Hronometricheskie shkaly etih chasov byli razlichnymi. Portativnye chasy s perpendikulyarnoi ploskost'yu teni imeli deleniya cherez 13o, a stacionarnye chasy – cherez 15o. Dlya polucheniya pravil'nogo pokazaniya vremeni bylo neobhodimo, chtoby verhnyaya liniya shkaly byla gorizontal'noi i chtoby shkala sostavlyala pryamoi ugol s ploskost'yu mestnogo meridiana. Poskol'ku egiptyanam togo vremeni kompas eshe ne byl izvesten, oni s etoi cel'yu vynuzhdeny byli vesti nablyudeniya za momentami solncestoyanii ili ravnodenstviyami.
Egipetskie gnomony byli ves'ma netochnymi hronometricheskimi priborami. Oni pokazyvali vremya pravil'no lish' dvazhdy v god – v dni vesennego i osennego ravnodenstviya. Pozdnee pod vliyaniem grekov egiptyane stali stroit' solnechnye chasy s osobymi shkalami dlya raznyh mesyacev.
Pervaya vstrecha grekov s solnechnymi chasami proizoshla, po-vidimomu, na ostrove Dodekanes, kuda ih zanesli haldei. Zavoevanie Vavilona Aleksandrom Velikim sposobstvovalo sliyaniyu haldeiskoi i ellinskoi kul'tur. I Anaksimandr Miletskii, kotoryi budto by ustanovil v Grecii pervyi gnomon v konce V v. do n.e., cherpal svoi znaniya, po-vidimomu, v Egipte, gde on izuchal astronomiyu. Ukazyvayut, chto imenno Anaksimandr postroil v Sparte v 547 g. do n.e. pervye solnechnye chasy. Odnako pervonachal'no eti chasy byli prednaznacheny ne dlya izmereniya vremeni sutok, a dlya kontrolya i korrektirovaniya kalendarnyh dannyh.
Sredi prostogo naroda rasprostranilsya obychai izmeryat' vremya dlinoi teni ot sobstvennogo tela. Znanie vremeni imelo dlya greka ves'ma vazhnoe znachenie, tak kak, pomimo sroka ego trudovyh obyazannostei, vremya ukazyvalo na priblizhenie zhelannogo momenta dlya podkrepleniya pishei i dlya otdyha. V knige "De re rustika", napisannoi primerno okolo 400 g., Palladii ukazyvaet, chto dlina teni izmeryalas' takzhe dlinoi chelovecheskoi stopy. Pravil'nost' etogo utverzhdeniya Palladiya podtverzhdayut i tablichki, vytesannye na antichnom hrame V - VI vv. v Tehse v Nubii. Izvestnyi rimskii arhitektor i zodchii Markus Vitruvii, rabotavshii vo vremena pravlenii Cezarya i Avgusta, opisyvaet v svoem sochinenii "Arhitektura" ne menee 13 vidov solnechnyh chasov. K nim otnosyatsya i ne sovsem obychnye dlya severnyh oblastei Evropy gorizontal'nye polye polusfericheskie chasy – tak nazyvaemye gemisfery. Vnutrennyaya poverhnost' polushariya predstavlyala nebesnuyu polusferu s liniei ekvatora, dvumya liniyami solncestoyaniya i s dvenadcatichasovoi shkaloi vremeni. Izobretenie takih chasov pripisyvayut izvestnomu antichnomu astronomu Aristarhu iz Samesa, zhivshemu v 320 - 250 gg. do n.e., kotoryi izgotovil takzhe solnechnye chasy s polukruglymi shkalami, razdelennymi na pyat' chastei (chasov) neodinakovoi dliny. V sovershenstvovanii grecheskih solnechnyh chasov bol'shoe uchastie prinimal i izvestnyi matematik, vrach, osnovatel' grecheskoi astronomii Evdoks iz Knidosa, zhivshii v 408 - 356 gg. do n.e. Byvshii ranee uchenikom Platona, on napisal svoe znamenitoe sochinenie o nebesnyh yavleniyah, dvizheniyah zvezd i atmosfernyh yavleniyah, sklonyayas' v etoi rabote k geocentricheskoi teorii.
Ostryi konec gnomona, sluzhivshii pervonachal'no egiptyanam dlya chetkogo ogranicheniya teni na shkale, greki pozdnee zamenili nebol'shim kruglym otverstiem, tak nazyvaemym solnechnym okom, brosavshim na shkalu nebol'shuyu svetovuyu tochku. Krome ukazannyh vyshe gorizontal'nyh chasov, greki imeli eshe i bolee sovershennye vertikal'nye solnechnye chasy, tak nazyvaemye gemocikly, kotorye oni raspolagali na obshestvennyh zdaniyah.
V Rim solnechnye chasy popali iz Grecii. Rimskii voenachal'nik Papirius Kursor prikazal v 93 g. do n.e. postroit' solnechnye chasy v hrame Kvirinal, a cherez 30 let posle etogo konsul Manlius Valerius Messala privez iz Sicilii drugie solnechnye chasy, kotorye zatem ustanovili na Rimskom forume ryadom s oratorskoi tribunoi. Hotya eti chasy byli skonstruirovany dlya paralleli, nahodivsheisya na 4o yuzhnee, oni vse zhe sluzhili v Rime pochti 100 let – do 164 g. do n.e., poka Kvintii Marcin Filippus ne postroil ryadom s nimi drugie solnechnye chasy, kotorye uzhe byli prisposobleny k geograficheskomu polozheniyu Rima. Okolo 250 g. do n.e., i pozdnee v Rime poyavilis' portativnye solnechnye chasy v vide plastinok iz bronzy ili slonovoi kosti. Pri raskopkah v 1755 g. tam nashli portativnye bronzovye solnechnye chasy rimskogo proishozhdeniya, zasypannye v Portice pri izverzhenii Vezuviya v 79 g. Na poverhnosti chasov imelos' sem' gorizontal'nyh i vertikal'nyh krugov, a pod nimi – nazvaniya 12 mesyacev. Na pravoi storone byl sterzhen', vypolnyavshii rol' gnomona.
Okolo 24 g. do n.e. Vitruvii upomyanul o dorozhnyh solnechnyh chasah. Pravdivost' ego soobsheniya podtverdili raskopki, proizvedennye v 1894 g. u Forbaha, pri kotoryh byli obnaruzheny takie chasy v vide bronzovoi plastinki diametrom 47 mm s pyatimillimetrovym obodom i dvumya otverstiyami: odnim – dlya podveski, a vtorym – dlya prohozhdeniya solnechnogo lucha.
Vse drevnie solnechnye chasy byli osnovany na prostom principe gnomona, u kotorogo dlina i napravlenie otbrasyvaemoi teni zaviseli ne tol'ko ot polozheniya Solnca v dannyi moment na nebosvode, no i ot vremeni goda. Pri rimskom sposobe deleniya dnya i nochi na 12 chasov vesnoi i letom udlinyali dnevnye chasy, a osen'yu i zimoi ih ukorachivali. Antichnye solnechnye chasy vsledstvie svoego nesovershenstva ukazyvali takoe vremya, glavnoi chertoi kotorogo bylo to, chto pod vliyaniem izmenyayushegosya naklona Solnca izmenyalas' v techenie goda dlina dnevnyh i nochnyh chasov.
Bolee pozdnie antichnye i mnogie srednevekovye solnechnye chasy imeli krivolineinye shkaly, ustranyayushie etot nedostatok. Takimi chasami s bolee slozhnymi i bolee tochnymi shkalami vremeni, vychislennymi dlya kvartal'nyh ili mesyachnyh intervalov, pol'zovalis' primerno do XV v. Eshe v konce XIV v. v Central'noi Evrope byli ves'ma rasprostraneny nastennye vertikal'nye solnechnye chasy s gorizontal'noi tenevoi shtangoi, perenyatoi pervonachal'no iz Egipta, gde blagodarya sravnitel'no maloi udalennosti ot ekvatora vremya ukazyvalos' s priemlemoi stepen'yu tochnosti, togda kak v Grecii ili Italii eta tochnost' byla znachitel'no huzhe.
Izmerenie vremeni dlinoi teni koe-gde sohranilos' do pozdnego srednevekov'ya. Izvestnyi puteshestvennik Marko Polo upominaet v odnom meste opisaniya svoego puteshestviya na Vostok v 1298 g., chto: "... opredelyali chasy dnya po dline teni, otbrasyvaemoi stoyashei muzhskoi figuroi". V tu poru byli otdel'nye popytki postroeniya gigantskih solnechnyh chasov. Vrach i geograf Paolo Toskanelli postroil v 1468 - 1482 gg. na kostele sv. Marii de Fiore vo Florencii gnomon vysotoi 84,5 m, s pomosh'yu kotorogo udavalos' izmeryat' s polusekundnoi tochnost'yu mestnyi polden'. S pomosh'yu etogo gnomona Toskanelli udalos' utochnit' dannye astronomicheskih tablic.
Novuyu epohu v razvitii solnechnyh chasov otkrylo vazhnoe izobretenie, datiruyusheesya 1431 g. Princip ego zaklyuchalsya v ustanovke tenevoi strelki v napravlenii zemnoi osi. Etim prostym novovvedeniem, kotoromu predshestvovali dlitel'nye obsuzhdeniya, bylo dostignuto to, chto ten' strelki, nazyvaemoi "poluos'yu", posle etogo novovvedeniya ravnomerno vrashalas' vokrug "poluosi", povorachivayas' kazhdyi chas na 15o. Eto dalo vozmozhnost' vvesti ravnomernoe vremya, kotorym mozhno bylo pol'zovat'sya v techenie vsego goda, prichem otrezki, sootvetstvuyushie chasam, byli odinakovoi dliny nezavisimo ot izmenyayusheisya vysoty Solnca. Odnim iz pervyh upominanii o chasah s "poluos'yu" yavlyaetsya rukopis' Teodorika Ruffi ot 1447 g. Nekotorye solnechnye chasy togo vremeni imeli odnovremenno gnomon i "poluos'". Takie chasy opisany v rukopisi arabskogo astronoma XV v. Sibt-al'-Maridini. Analogichnye chasy postroil primerno v to zhe vremya egipetskii astronom Ibn-al'-Magdi.
Progress, kotorym oznamenovalas' nauka v epohu Vozrozhdeniya, otrazilsya i na konstrukciyah solnechnyh chasov. Sravnitel'no bystro, primerno za 130 let, prezhnie nesovershennye hronometricheskie pribory prevratilis' v ves'ma tochnye dlya svoego vremeni pribory, kotorymi mozhno bylo izmeryat' vremya v lyubom meste zemnogo shara. Eto dostizhenie svyazano s imenami izvestnyh evropeiskih astronomov i matematikov, emu sposobstvovali dal'neishie sovershenstvovaniya i drugih priborov, chto pozvolilo, naprimer, sochetat' solnechnye chasy s kompasom, ispol'zuemym dlya ih pravil'noi ustanovki.
Sami po sebe solnechnye chasy bez kompasa ukazyvali pravil'noe vremya lish' togda, kogda oni byli postroeny s uchetom geograficheskoi shiroty mesta izmereniya, kalendarnoi daty i ugla naklona Solnca vo vremya izmereniya vremeni. Vse eto otoshlo s vvedeniem ekvatorial'nyh chasov s kompasom. Dlya pravil'nogo naklona "poluosi" otnositel'no gorizontal'noi ploskosti dostatochno bylo znat' geograficheskuyu shirotu mesta izmereniya. Naprimer, dlya Pragi, lezhashei na geograficheskoi shirote φ = 50o05'19" (dannye, otnosyashiesya k byvshei observatorii v Klementine), "poluos'" sostavlyaet s gorizontal'noi ploskost'yu imenno takoi ugol. Dlya vertikal'nyh chasov, k kotorym otnositsya bol'shinstvo nastennyh solnechnyh chasov, neobhodimo otklonit' "poluos'" ot steny na dopolnitel'nyi ugol φ = 90o – 50o05'19" = 39o54'41".
Sleduyushim obyazatel'nym usloviem dlya pravil'nogo otscheta vremeni v ekvatorial'nyh chasah byla tochnaya ustanovka solnechnyh chasov otnositel'no ploskosti mestnogo meridiana: "poluos'", naklonennaya v napravlenii zemnoi osi, dolzhna byla lezhat' v ploskosti meridiana. Odnako opredelit' napravlenie sever – yug bez podhodyashego posobiya bylo dovol'no trudno, a potomu do vvedeniya kompasa izmerenie vremeni solnechnymi chasami bylo svyazano s ryadom slozhnostei.
Izobretenie kompasa do nachala nashego letoischisleniya pripisyvaetsya kitaicam. Pervye soobsheniya o poyavlenii v Evrope etogo ves'ma vazhnogo pribora poyavilis' lish' v 1195 g. i otnosyatsya k morskomu kompasu. Sochetanie kompasa s solnechnymi chasami yavlyaetsya, po vsei veroyatnosti, delom ruk nemeckih astronomov serediny XV v.
Dovol'no bystro vyyasnilos', chto strelka kompasa ukazyvaet ne pryamo na sever, a otklonyaetsya ot nego pod opredelennym uglom k zapadu. Ob etom magnitnom otklonenii znali uzhe do 1490 g., i izvestno, chto Kolumb v odnom iz svoih plavanii v 1498 g. korrektiroval pokazaniya kompasa. Odnako maloveroyatno, chtoby o magnitnom otklonenii znal francuzskii uchenyi P'er de Mariku, kotoryi odnim iz pervyh zanyalsya izucheniem magnetizma i ego vliyanii uzhe v nachale vtoroi poloviny XIII v.
K pervym sozdatelyam solnechnyh chasov s korrektiruyushim kompasom otnositsya astronom i matematik Regiomontan, nastoyashee imya kotorogo 'ogannes Myuller (1436 - 1476), izvestnyi takzhe pod imenem Zhoan de Monte Regio (de Regiomont), rabotavshii v seredine XV v. v Nyurnberge. On byl avtorom pervogo special'nogo truda o solnechnyh chasah3.
V ego vremya voznikli takzhe pervye uchebniki po solnechnym chasam. S nachala XVI v. teoriyu solnechnyh chasov stali prepodavat' v universitetah Vittenberga, Tyubingena, Ingol'd-shtadta, v Prage i v Shtirskem Gradce kak sostavnuyu chast' matematiki. Tak voznikli trudy "Gnomonices libri octo", izdannye v 1581 g. v Rime, i drugie, avtorami kotoryh v XVII v. byli Hristian Klavius, Atanasius Kirher, Kaspar Shott, Eberhard Vel'cer, '.P. Shtengel', a v XVIII v. – Dzh.U. Myuller, I.F. Penter i dr.
Ekvatorial'nye solnechnye chasy s ciferblatom, parallel'nym ploskosti zemnogo ekvatora, i gnomonom, perpendikulyarnym ei, byli, po sushestvu, prosteishimi chasami s ravnomernoi shkaloi vremeni. Sozdateli takih chasov obychno ishodili iz togo, chto imi budut pol'zovat'sya v razlichnyh geograficheskih shirotah. Inogda takie chasy imeli strelku s zubchatoi peredachei i malyi ciferblat so strelkoi dlya otscheta minutnyh intervalov s tochnost'yu ot 1 do 3 min. Takie chasy nazyvalis' geliohronometrami. Byli i ekvatorial'nye chasy, ustroennye tak, chto ih ciferblat ukazyval neposredstvenno srednee solnechnoe vremya, a ne imenno mestnoe solnechnoe vremya, kak u obychnyh ekvatorial'nyh chasov.
Iz bol'shogo kolichestva razlichnyh solnechnyh chasov, podvergshihsya v techenie ves'ma dlitel'nogo perioda razvitiya razlichnym izmeneniyam, obuslovlennym vremenem, a takzhe vkusom i sposobnostyami ih sozdatelei, s kotorymi prishlos' dolgo sorevnovat'sya bolee sovremennym i bolee vsestoronnim mehanicheskim chasam, my vkratce oharakterizuem lish' te iz nih, s kotorymi chitatel' mozhet chashe vsego vstretit'sya v muzeinyh i dvorcovyh kollekciyah.
Na korpusah solnechnyh chasov obychno ukazyvalas' traektoriya Solnca (ekliptika), ekliptikal'nye tochki, kalendarnye dni i sootvetstvuyushie vysoty Solnca v kazhdyi chas dnya. Kak pravilo, gorizontal'nuyu strelku mozhno bylo podat' vnutr' ili zhe peredvinut' v polozhenie dlya sootvetstvuyushei dnevnoi krivoi.
Izvestny i drugie varianty solnechnyh chasov: s zakruglennymi poverhnostyami ciferblatov, konicheskimi, kolonchatymi, v forme kubka i dr. V razvitii solnechnyh chasov bol'shie zaslugi prinadlezhat izvestnomu cheshskomu matematiku i astronomu Yanu Shindelyu, kotoryi napisal trud o prazhskih kurantah pered svoim pereezdom v Nyurnberg v 1423 g. Solnechnye chasy v vide pologo polushariya so strelkoi, otbrasyvayushei ten' na vnutrennyuyu polost', nachali stroit' s 1445 g. Na osnove etih chasov cherez nekotoroe vremya stali izgotovlyat' kubkovye solnechnye chasy, v chem osobenno otlichilsya v period okolo 1530 g. G. Gartmann iz Nyurnberga.
Solnechnye chasy vstrechalis' ne tol'ko v vide chasov, raspolozhennyh na otkrytom vozduhe – na zemle, kolonnah i t.p., no i v vide nebol'shih nastol'nyh chasov. Ih izgotovlyali iz drevesiny, stekla, a nachinaya s XVI v. i iz izvestnyaka, mramora, slancev, ili zhe ih ciferblaty gravirovali na bronze, medi, serebre, zheleze, cinke i drugih metallah. V Chehii takie chasy izgotovlyal okolo 1600 g. odin iz pervyh mirovyh masterov po stroitel'stvu solnechnyh chasov Erazm Gabermel', a pozdnee, v 1787 - 1803 gg., – master 'ogann Engel'braht. Eti chasy obychno imeli delenie shkal na chetverti chasov, krivye vysot Solnca i t.p. V XVIII v. nekotorye solnechnye chasy imeli i shkaly dlya otscheta minut.
Raznovidnosti solnechnyh chasov byli ves'ma mnogoobrazny.
Sochetanie solnechnyh chasov s kompasom privelo k tomu, chto solnechnye chasy stalo vozmozhnym ispol'zovat' povsemestno i poyavilis' ih portativnye, karmannye ili dorozhnye modeli.
Interesny kol'cevye solnechnye chasy – odin iz variantov dorozhnyh solnechnyh chasov, – kotorye ochen' chasto odnovremenno sluzhili i v kachestve dekorativnoi podveski. Glavnoi chast'yu takih chasov bylo latunnoe kol'co diametrom v neskol'ko santimetrov (ris. 1a) s drugim peredvizhnym kol'com, snabzhennym otverstiem dlya solnechnogo lucha. Na vneshnei poverhnosti glavnogo kol'ca obychno gravirovali nachal'nye bukvy naimenovanii mesyacev, a protiv nih, na vnutrennei poverhnosti, nahodilas' chasovaya shkala. Pered izmereniem nado bylo povernut' men'shee, obychno zheleznoe, kolechko tak, chtoby otverstie dlya lucha lezhalo u naimenovaniya sootvetstvuyushego mesyaca. Pri izmerenii vremeni derzhali chasy v polozhenii, pozvolyayushem solnechnomu luchu prohodit' cherez otverstie v shkale. Pervoe opisanie chasov podobnogo roda v vide perstnya s pechat'yu soderzhitsya v knige "De compositione annuli astronomici", napisannoi vrachom Bone i izdannoi v Parizhe v 1500 g.
Ris. 1. Kol'cevye solnechnye chasy: vysotnye (sleva); ekvatorial'nye (sprava)
Na podobnom principe stroilis' i tak nazyvaemye "ekvatorial'nye kol'ca" – analogichnye chasy, na glavnom kol'ce kotoryh imelis' eshe dva peresekayushihsya drug s drugom kruga. Pozdnee voznik novyi variant (ris. 1b) s poperechinoi vmesto tret'ego kol'ca. Na odnoi storone etoi poperechiny byli ukazany mesyacy, a na drugoi – znaki zodiaka. Poseredine imelas' peremychka s malym otverstiem dlya prohozhdeniya solnechnogo lucha. Pravil'noe polozhenie etih chasov pri izmerenii vremeni bylo takim, kogda solnechnyi luch, prohodyashii cherez otverstie, popadal na central'nuyu liniyu ekvatorial'nogo kruga.
Sushestvovali takzhe prostye kol'cevye chasy so shkalami, otnosyashimisya lish' k opredelennoi geograficheskoi shirote, no dlya razlichnyh mesyacev. Nekotorye kol'cevye solnechnye chasy angliiskogo proishozhdeniya (XVIII v.) imeli po dva solnechnyh otverstiya s otdel'nymi shkalami dlya zimnego i letnego periodov.
Odnoi iz samyh populyarnyh raznovidnostei dorozhnyh solnechnyh chasov byli tak nazyvaemye plastinchatye solnechnye chasy. Pervye ekzemplyary takih chasov poyavilis' v Evrope v 1451 - 1463 gg. Obychno oni sostoyali iz dvuh, a v isklyuchitel'nyh sluchayah – iz treh odinakovyh po velichine chetyrehgrannyh pryamougol'nyh plastinok, soedinennyh podveskami, prichem v nizhnei plastinke obyazatel'no dolzhen byl nahodit'sya kompas. Eti chasy izgotovlyalis' iz samyh razlichnyh materialov: medi, bronzy, ves'ma chasto – iz drevesiny, a pozdnee – i iz slonovoi kosti. K samym starym izgotovitelyam plastinchatyh solnechnyh chasov otnosilsya izvestnyi venskii chasovshik Georg Peierbah. V XVIII v. izgotovili mnogo takih derevyannyh chasov s bumazhnymi shkalami, nakleennymi na vertikal'nye i gorizontal'nye poverhnosti. Krome pravil'noi chetyrehgrannoi formy ili ovala, takie chasy inogda imeli formu shita ili kakogo-libo muzykal'nogo instrumenta.
Indiiskie puteshestvenniki, kotorye, otpravlyalis' v Benares, obychno nosili s soboi derevyannye vos'migrannye palki s metallicheskim ostriem dlinoi 160 sm s vyrezannymi chasovymi shkalami, predstavlyayushie soboi takzhe dorozhnye solnechnye chasy (ashadah). Ruchka takoi palki prosverlivalas' obychno chetyr'mya skvoznymi otverstiyami. V otverstie nad shkaloi dlya sootvetstvuyushego mesyaca vdvigalsya sterzhen' dlinoi okolo 15 sm tak, chtoby ego ostrie pri vertikal'nom polozhenii palki otbrasyvalo ten' na shkalu.
Na palke dolzhno bylo byt' 12 shkal. Poskol'ku dlya dnei, udalennyh ot solncestoyaniya na odinakovoe vremya, deistvovali odinakovye usloviya, to dostatochno bylo imet' 8 shkal. Naimenovanie "ashadah" eti chasy poluchili po tomu sezonu (iyun' – iyul'), v kotorom sovershalis' puteshestviya.
K dorozhnym chasam otnosilis' i futlyarnye solnechnye chasy samyh raznoobraznyh form. Ochen' chasto oni sostoyali iz neskol'kih plastinok, soedinennyh podveskami, i raspolagalis' v obshem futlyare iz pozolochennoi ili poserebrennoi latuni ili medi. Inogda k nim dobavlyali lunnye chasy, kotorye ukazyvali izmeneniya polozheniya Luny. Glavnoi chast'yu lunnyh chasov byla povorotnaya pereschetnaya shkala, nazyvavshayasya vol'veloi, kotoraya sluzhila v kachestve perevodnoi tablicy dlya opredeleniya srednego solnechnogo vremeni.
Dlya dorozhnyh nuzhd futlyarnye chasy snabzhalis' tablicami ili shkalami dlya razlichnyh geograficheskih shirot. Takie chasy imeli chetyrehgrannuyu, shestigrannuyu, vos'migrannuyu, krugluyu ili zhe inuyu formu. Erazm Gabermel', rabotavshii v konce XVI i nachale XVII v. pri prazhskom dvore imperatora Rudol'fa II, byl odnim iz nemnogih, kto izgotovlyal takie chasy v vide knigi (ris. 2). Solnechnye chasy v vide knigi delali takzhe U. Shnip i H. Kening, oba – mastera XVI v. Na nekotoryh chasah etogo roda shkaly byli ves'ma slozhnymi. Pomimo vechnogo grigorianskogo ili yulianskogo kalendarya, prodolzhitel'nostei dnya i nochi, vremeni voshoda i zahoda Solnca, nekotorye iz chasov etogo roda ukazyvali i lunnye ili zvezdnye chasy.
V muzeinyh ili chastnyh kollekciyah my chasto vstrechaemsya s poliedricheskimi solnechnymi chasami, osnovoi kotoryh bylo mnogoploskostnoe telo, obychno v vide kuba ili kvadrata. Bol'shinstvo poverhnostei takih chasov byvayut funkcional'nymi, i kazhdaya iz nih predstavlyaet soboi opredelennyi tip chasov. Zdes' mozhno naiti, naprimer, naryadu s gorizontal'nymi chasami polyarnye, severnye, chasy ravnodeistviya i t.d. Konstrukciya poliedricheskih chasov pozvolyala ih tvorcam fantazirovat'. Oni imeli raznoobraznye formy v vide krestov, shitov, kubkov i t.d.
Iz poliedricheskih chasov byli sozdany posle 1500 g. prizmaticheskie solnechnye chasy vos'migrannoi formy.
K mnogopoverhnostnym chasam otnosyatsya i piramidal'nye solnechnye chasy s gorizontal'nymi solnechnymi chasami, raspolozhennymi na skoshennoi poverhnosti usechennoi piramidy, ili chetyrehgrannye chasy v vide dvoinoi piramidy. Eti chasy izgotovlyali iz razlichnyh metallov, drevesiny, bumagi, a dlya bol'shih chasov primenyali i kamen'.
Ris. 3. Analemmaticheskie solnechnye chasy
Drugimi interesnymi ekvatorial'nymi chasami yavlyayutsya analemmaticheskie solnechnye chasy (ris. 3), strelka kotoryh takzhe napravlena perpendikulyarno ploskosti chasovoi shkaly, no eta shkala lezhit ne v ploskosti, parallel'noi ekvatoru, a v gorizontal'noi ploskosti, naprimer neposredstvenno na zemle. Esli by nam ponadobilos' izmeryat' etimi chasami vremya, to nado bylo by vynesti chasovuyu shkalu na ellipticheskuyu krivuyu i pri etom odnovremenno izmenyat' polozhenie strelki v meridional'noi ploskosti primenitel'no k sezonu goda. Opisanie etih chasov poyavilos' v astronomicheskih trudah XVI v., no detal'nymi izmereniyami s pomosh'yu etih chasov stal zanimat'sya lish' v seredine XVIII v. astronom i direktor Parizhskoi observatorii Dzhozef Dzharom Laland.
Izvestny i original'nye tak nazyvaemye refrakcionnye solnechnye chasy, kotorye imeyut chashu s chasovoi shkaloi i tenevuyu strelku. Ih rabota osnovana na tom izvestnom yavlenii, chto svetovoi luch, padayushii naklonno na ploskost' razdela dvuh razlichnyh sred, prelomlyaetsya. Pered izmereniem nado chashu napolnit' do opredelennoi vysoty vodoi. Tenevoi luch strelki prelomlyaetsya na linii razgranicheniya vozduha i vody, i lish' etot prelomlennyi luch ukazyvaet na pogruzhennoi v vodu vremennoi shkale dannoe vremya. Refrakcionnye chasy imeli formy kubkov i razlichnyh sosudov.
Priblizitel'no v nachale XVI v. poyavilis' okonnye solnechnye chasy. Oni byli vertikal'nymi, i ih ciferblatom byla poverhnost' okna hrama ili ratushi. Ciferblat etih chasov, vstrechayushihsya dovol'no chasto v Germanii i v Anglii, obychno sostoit iz mozaichnoi filenki, zalitoi svincom. Prozrachnaya shkala pozvolyala nablyudat' vremya, ne vyhodya iz zdaniya, i oblegchala kontrol' drugih hronometricheskih priborov, naprimer vodyanyh ili kol'cevyh chasov, nahodyashihsya vnutri zdaniya. Tehnika izgotovleniya prozrachnogo ciferblata byla razlichnoi. Naryadu s mozaikoi primenyalsya neposredstvennyi risunok na stekle, a pozdnee stali gravirovat' shkaly na stekle ili zhe nakleivat' na nego bumazhnye ciferblaty. Vneshnyaya strelka otbrasyvala ten' na ciferblat, ustroennyi tak, chtoby konec teni ukazyval ne tol'ko chasy, no i polozhenie Solnca v zodiake.
Byli i zerkal'nye solnechnye chasy, kotorye otrazhali solnechnyi luch zerkalom na ciferblat, raspolozhennyi na stene doma. Pervym takie chasy opisal '.B. Benediktus v svoei knige "De gnomonum umbrarumque solarium usus liber", izdannoi v Turine v 1574 g. Po nepodtverzhdennym svedeniyam, konstruirovaniem zerkal'nyh chasov zanimalsya budto by i Nikolai Kopernik, o chem svidetel'stvuet i ciferblat zerkal'nyh chasov, sohranivshiisya na zamke v Ol'shtyne. O praktike stroitel'stva takih chasov govoryat svedeniya o tom, chto v 20-h i 30-h godah XVII v. etim zanimalis' Shenberger, G. Tagliani i Atanasius Kirher, kotoryi opublikoval svoi dannye ob etih chasah v knige "Primitiae gnomonicae catoptricae hoc est Horologiographiae novae specularis", izdannoi v 1635 g. v Avin'one.
Krome chasov iz dragocennyh i obychnyh metallov, kamnya, dereva i bumagi, lyudi izyskivali i primitivnye sposoby izmereniya vremeni po teni, kogda edinstvennym posobiem dlya etogo byla chelovecheskaya ruka s pyat'yu pal'cami. Pervye soobsheniya o takih solnechnyh chasah otnosyatsya k nachalu XVI v. Tenevym ukazatelem byli palec, palka, stebel' ili stvol cvetka. V literature opisanie etogo primitivnogo sposoba izmereniya vremeni vstrechaetsya pod nazvaniem manuale horoloqium. Prosteishim sposobom izmereniya vremeni s pomosh'yu tak nazyvaemyh sel'skih chasov bylo to, chto levuyu ruku povorachivali ladon'yu vverh i ee napravlennyi vverh bol'shoi palec vypolnyal rol' tenevoi strelki. V zavisimosti ot dliny etoi teni v sravnenii s ostal'nymi pal'cami ruki mozhno bylo primerno opredelit' vremya. Etot prostoi sposob izmereniya vremeni sohranyalsya sredi sel'skogo naseleniya ves'ma dolgoe vremya. Vo Francii, v Yuzhnoi Germanii i nekotoryh drugih mestah etot sposob horosho byl izvesten dazhe v proshlom veke. V kachestve tenevogo ukazatelya dostatochno bylo korotkoi vetochki dlinoi s mizinec, kotoruyu derzhali perpendikulyarno mezhdu mizincem i bezymyannym pal'cem.
1 Bolee tochnaya data, ustanovlennaya sovremennym angliiskim issledovatelem Dzh. Hokinsom, – 1850 g. do n.e. (Prim. nauch. red.)
2 Izvestny bolee rannie svedeniya o solnechnyh chasah v Drevnem Egipte, naprimer izobrazhenie solnechnyh chasov i sposoba pol'zovaniya imi na grobnice Seti okolo 1300 g. do n.e. (Prim. nauch. red.)
3 Eta disciplina – gnomonika – yavlyaetsya pervoi v mire teoriei nauchnogo priborostroeniya, ee nachalo datiruetsya ne XV v., a 400 g., kogda osnovy gnomoniki byli izlozheny v drevneindiiskom traktate "Sur'ya sidd-hant" ("Nauka solnca"), zatem u Ariabhata (V v.) i t.d. (Prim. nauch. red.)
<< Predislovie | Oglavlenie | Tvoreniya masterov gnomoniki >>
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
istoriya astronomii - vremya - Chasy
Publikacii so slovami: istoriya astronomii - vremya - Chasy | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
