Водяные часы. Огневые, водяные, песочные и механические часы. История создания часов

Первые прообразы современных часов появились в древнейшие времена, когда человек осознал понятие времени и необходимость его измерять. Солнечные, огневые, песочные и водяные часы постоянно развивались и улучшались. Именно они заложили основы гениальных изобретений средневековых механиков, более совершенными версиями которых мы пользуемся и сегодня. Любопытно проследить исторический путь, который прошёл прибор для измерения времени, начиная от зари человечества и вплоть до сегодняшнего дня…

Самые первые часы – солнечные

Сам термин "часы" (clock) впервые вошёл в обиход в четырнадцатом веке как производное от латинского слова, обозначающего "звонок". Первый же прибор для измерения времени, если верить учёным, появился примерно три с половиной тысячи лет назад в древнем Вавилоне. Он представлял собой не что иное, как солнечные часы (гномон).

До нас дошло описание солнечных часов из древнего Египта. О них поведала надпись на стене гробницы фараона Сети (рубеж XIV-XIII столетий до нашей эры). Это была прямоугольная пластина с делениями. На одном из концов её, направленном строго на восток, был закреплён невысокий брус с горизонтальной длинной планкой. Планка отбрасывала тень на метки в пластине, и по ним определялся час дня как одна двенадцатая часть временного промежутка между восходом солнца и его закатом. После полудня пластину следовало перевернуть так, чтобы конец с планкой был направлен на запад.

Более поздним вариантом таких часов была переносная наклонная плоскость округлой формы с нанесёнными делениями, которая ориентировалась на солнце. Тень, указывающую время, давал отвес, закреплённый посередине плоскости.

Огневые часы, отмеряющие время и ночью

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

Водяные часы – клепсидра

Следующим шагом в истории приборов для измерения времени стало изобретение такого их варианта, который отличался бы точностью и удобством, а также не зависел бы от времени суток. Такими чертами обладали водяные часы. Местом их возникновения тоже считают Египет, только более позднего времени – около 1400 года до нашей эры. Они представляли собой две ёмкости, наполненные водой до разного уровня. В процессе перетекания жидкости из одного сосуда в другой по меткам, нанесённым на ёмкости, можно было определить время.

Водяные часы быстро завоевали популярность в быту, в армии, в официальных учреждениях, на стадионах и в школах. В Александрии – богатейшем городе Египта – появились первые мастерские по их изготовлению. В дальнейшем эту находку взяли на вооружение и значительно усовершенствовали древние греки. Клепсидра, что по-гречески означает "похитительница", – вот как называются водяные часы вплоть до сегодняшних дней.

Именно учёные Греции первыми осознали необходимость разделить год на двенадцать месяцев, в каждом из которых было бы по тридцать дней. Вавилоняне и египтяне впоследствии подхватили эту идею, разделив день на часы, минуты и секунды.

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

Афинская башня Ветров

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

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

Песочные часы

Данная разновидность часов возникла относительно недавно – около тысячи лет назад - и получила распространение одновременно с развитием стеклодувного производства. Она представляет собой два сообщающихся сосуда, закреплённых в прочной оправе. Принцип работы основан на пересыпании из одной чаши в другую через узенькое отверстие за определённый промежуток времени точно откалиброванного количества речного песка. Однако эти часы позволяют измерять исключительно маленькие временные отрезки, а также требуют того, чтобы их постоянно переворачивали.

Механические часы

Началом современного этапа в истории развития приборов, позволяющих измерять время, стало появление механических часов. Первые башенные часы представляли собой огромные механизмы, приводимые в действие гирей, которая была подвешена к ведущему валу на канате. Регулировал их ход шпиндель – устройство, напоминающее коромысло с подвешенными к нему грузами. Вращаясь попеременно то в правую, то в левую сторону, шпиндель за счёт инерции грузов замедлял движение колёс часового механизма. Подобный прибор для измерения времени обладал весьма низкой точностью, а погрешность его показаний за сутки порой превышала шестьдесят минут.

Механические часы стали более совершенными после того, как итальянским учёным Галилео Галилеем был изобретён маятник. Во второй половине XVII века голландец Христиан Гюйгенс применил эту находку на практике. Им же был изобретён балансовый регулятор, который лёг в основу конструкции карманных и наручных часов.

Первый экземпляр карманных часов был создан в 1500 году, после изобретения в Германии заводной пружины. А разработка в семнадцатом столетии спиральной пружины-балансира значительно повысила точность хода, что позволило впоследствии добавить минутную и секундную стрелки.

В начале следующего столетия механизм был дополнен прочными опорами из рубина и сапфира, что делало ход часов ещё более точным и уменьшало трение шестерёнок. А в 1927 году свет увидели кварцевые часы – самые точные в сравнении со всеми предшественниками.

С дальнейшим развитием техники приборы для измерения времени постепенно дополнялись всё более сложными устройствами. В современном мире работа по их созданию превратилась в настоящее искусство. Существующие образцы помимо основного свойства – показывать время – поражают своим разнообразием и творческой выдумкой мастеров.