Изобретение солнечных часов

Гномоны были очень громоздки и поэтому неудобны, — их можно было ставить только на площадях. А тем, кто жил далеко от городского гномона, приходилось ставить собственный и делать его, разумеется, поменьше.

Со временем древние ученые усовершенствовали гномон. Его превратили в солнечные часы с циферблатом. Ведь тень от гномона в течение дня не только укорачивается или удлиняется, но, кроме того, она поворачивается вокруг гномона, как стрелка нынешних часов.

Неизвестные мудрецы Вавилона догадались разметить площадку вокруг гномона часовыми делениями. Гномон приобрел циферблат и стал солнечными часами. Стрелкой служила тень, а механизмом — весь земной шар, который, вращаясь вокруг оси, создает кажущееся движение Солнца по небосводу.

Экваториальные солнечные часы. Их недостаток — в том, что после 23 сентября на высоких широтах северного полушария тень падает на обратную сторону циферблата. На схеме с земным шаром изображен критический момент. После 23 сентября ось по отношению к экватору будет отклоняться вправо. Лицевая часть циферблата будет в тени. Эти часы на высоких широтах хороши только летом.

Изготовление самодельных солнечных часов особых трудностей не представляет. Однако для этого надо знать начатки геометрии и географии не хуже, чем знали эти науки вавилоняне, египтяне или древние греки.

В те далекие времена люди умели намечать на местности полуденную линию и делить циркулем окружность на шесть равных частей. Это же придется вспомнить тем, кто загорится желанием построить солнечные часы. Устройство их ясно показано на рисунке. Оно совсем несложно.

Солнечные часы не могут, конечно, соперничать с механическими часами в равномерности хода. Даже если очень аккуратно их сделать, они неизбежно будут расходиться в показаниях с обычными часами. Причина этого заключается в неравномерности кажущегося движения Солнца вокруг Земли.

Горизонтальные солнечные часы. Этими часами удобно пользоваться во всех широтах, кроме полярных, в любое время года.

Хотя древние ученые и не имели точных механических часов, но неравномерность движения Солнца была замечена и ими.

Чтобы добиться от своих часов большой точности, древние астрономы старались делать их покрупнее. В Индии, например, их строили из камня, и высотой такие часы были почти с двухэтажный дом. Часов в обсерватории было несколько, и вершины их каменных ступенчатых указателей служили астрономам площадкой для наблюдения светил.

Во Флоренции был поставлен гномон высотою в 92 метра, то есть этот гномон немногим уступал по высоте мачтам современных радиостанций.

В Греции солнечные часы иногда изготовляли в виде куба. На гранях мраморного куба размечали циферблаты для разных времен года. Когда замечали, что солнечные часы начинают ошибаться, куб переворачивали нужной гранью вверх, а гномон вынимали из его гнезда и вставляли на новое место в заранее высверленное отверстие.

Арабы делали солнечные часы в виде трости или посоха. Только такой посох-часы был не круглый, а граненый, как карандаш. На каждой грани были нанесены часовые деления и высверлено отверстие для указателя. Указатель — палочка определенной длины — висел сбоку на шнурке.

Отправляясь в путешествие или на пастбище, араб брал с собой часы-посох. Когда нужно было узнать время, владелец часов вставлял палочку в отверстие, соответствующее текущему месяцу, приподнимал посох, чтобы он висел совершенно отвесно, и смотрел, на какое деление падает тень от указателя.

С развитием астрономических знаний, когда все особенности движения Солнца стали понятны, солнечные часы были усовершенствованы; от них добились значительной точности, но зато обращение с такими часами усложнилось.

Очень точный прибор для определения времени по Солнцу изготовил в 1904 году заслуженный русский астроном, почетный член Академии наук СССР — профессор Сергей Павлович Глазенап. Этот прибор изобретатель назвал солнечным кольцом.

Солнечное кольцо С. П. Глазенапа.

Устройство солнечного кольца профессора Глазенапа особенной сложностью не отличается, но своими силами сделать его не так просто, как обычные солнечные часы. Внешний вид прибора показан на рисунке, а правила пользования и описание его устройства подробно изложены в прекрасной книге профессора Глазенапа — «Друзьям и любителям астрономии», переизданной в 1936 году.

С изобретением механических часов солнечные часы почти перестали употреблять. Последние в мире солнечные часы, изготовленные с практической целью, были сделаны в XVIII веке в России. Тогда прокладывали шоссе из Петербурга в Царское Село и солнечные часы, отлитые из чугуна, установили на всех верстовых столбах по этому шоссе.

Путешественник, подъезжая к городу, узнавал, сколько верст осталось и сколько времени он едет.

Несколько старинных верстовых столбов сохранилось около Ленинграда; один из них и поныне стоит на углу Московского проспекта и Фонтанки.

Клепсидры — похитительницы воды

Одновременно или, может быть, немного позже солнечных «дневных» часов были изобретены «ночные» часы. Ведь солнечные часы — все-таки прибор неудобный: набежало облачко — и часы «остановились». После захода солнца они и вовсе бесполезны.

Не годятся солнечные часы и в мореходном деле — на качающейся палубе от них и в ясный день проку мало.

Кроме того, солнечные часы — уличное сооружение; внесенные в комнату, они перестают действовать. Но ведь время нужно знать не только на улице.

В Греции, по существовавшему тогда судебному обычаю, обвинитель и защитник не могли иметь какого-либо преимущества друг перед другом. Они были обязаны говорить перед судьей поровну — одинаковые промежутки времени, а для этого на суде надо было иметь комнатные часы.

Вот и пришлось людям придумывать механизмы, не зависящие от солнечного света. Были изобретены водяные часы, благо устройство их необычайно просто. Бадья, ведро, бак, бочка, любой сосуд с маленькой дырочкой в дне мог служить часами. Сосуд наливают водой, вода вытекает капля за каплей из отверстия, ее уровень понижается и, если на стенке сосуда нанести деления, как на мензурке, то и часы готовы, остается не забывать их «заводить», то есть своевременно наполнять водой или маслом, или даже молоком, как это делали египетские жрецы.

Греки дали водяным часам немного странное название — «клепсидры», что значит: «воровки или похитительницы воды».

Клепсидры служили людям очень долго — свыше тысячи лет — и имели самое различное устройство.

Были клепсидры с поплавком и вертикальной линейкой с часовыми делениями. Линейка была укреплена на поплавке и пропущена в отверстие в крышке. По мере того как вода вытекала, поплавок опускался и линейка показывала деления.

В некоторых клепсидрах к поплавку привязывали шнурок, перекинутый через ролик. К свободному концу шнурка подвешивали какой-либо указатель. В одних часах таким указателем служила серебряная птица; ее клюв скользил по шкале, указывая время.

В Индии в сосуд с водой опускали раковину с маленькой дырочкой. Раковина плавала и понемногу наполнялась водой. Дырочка была сделана такой величины, что вода просачивалась в нее ровно час и затем раковина тонула. Жрец, приставленный к часам, следил за плавающей раковиной и, когда она погружалась на дно, пускал плавать следующую. Когда нужно было узнать, сколько времени, — считали количество утонувших ракушек.

В Китае догадались поставить друг над другом несколько сосудов. Вода, вытекая из верхнего сосуда, попадала в нижние. Это упрощало работу надзирателя за часами. Ему приходилось носить воду только в верхний чан, остальные наполнялись сами собой.