Часы и время

Огненные часы и песчаные склянки

Было время, когда часами служили свечи, размеченные по длине на равные дольки. Каждая долька сгорала приблизительно за одно и то же время. Вот вам и часы.

Более удобными огненными часами могла служить масляная лампа. Сколько прошло времени, было видно по уровню еще не сгоревшего масла. Во Франции в 1819 году появились лампы-часы с циферблатом и часовой стрелкой. По мере сгорания масла плавающий в нем поплавок опускался и тянул за шнурок. А тот поворачивал стрелку на циферблате.

Свеча, размеченная на равные доли, служила примитивными часами

Лампа-часы, имевшая циферблат и часовую стрелку

В лампах-часах время определялось по уровню еще не сгоревшего масла

Китайский огненный будильник в виде лодочки над бронзовым блюдом

Большими мастерами устраивать огненные часы были китайцы. Они изобрели особые долго горящие палочки и сделали из них будильники.

Для этого горящую палочку укладывали в фарфоровую лодочку, а поперек перебрасывали нитку с двумя грузиками. Нитка должна была лежать в том месте палочки, куда огонь добирался в назначенный час. Тогда нитка перегорала, грузики падали, ударялись о бронзовую тарелку и будили хозяина часов.

Китайский будильник из медленно горящей спирали

Делали еще такой будильник: из долго горящей спирали, подвешенной к стойке над большим медным блюдом. В определенном месте к спирали привязывали грузик, который тоже падал и подавал сигнал в заданный момент.

Песочные часы, которые применяются до сих пор

Китайские огненные будильники давно уже существовали, когда появились песочные часы. Их многие знают, потому что они применяются до сих пор.

Это – две стеклянные «луковицы», соединенные вместе узким горлышком. Из верхней «луковицы» в нижнюю медленно пересыпается песок. Чем его больше, тем дольше он будет пересыпаться и, значит, тем больше пройдет времени.

Особенно популярны были песочные часы в Средние века. Точность их работы зависела от качества песка. Приготовить же хороший песок было делом весьма хлопотным. Смесь морского песка и мраморных опилок кипятили на медленном огне в вине и лимонном соке, сушили и снова кипятили. И так десять раз!

«Склянки» из четырех песочных часов. Каждые рассчитаны на свое время. Стрелку передвигали вручную

На каждом корабле непременно имелись песочные часы. Там их называли склянками. По ним звонили в колокол, рынду, когда наступало время сменять вахту. Моряки говорили «отбить склянки». Да и сейчас говорят по старинке, хотя в наше время на кораблях никаких «склянок» нет, а пользуются современными, точными часами.

Загадки времени: Биологические «часы»

Ученые давно задумывались над тем, как люди, не имея часов, все-таки чувствуют время, будто работают в них какие-то особые, биологические, «часы». И не только люди, но и животные, и даже растения.

Ставились опыты: добровольцы опускались глубоко под землю, куда не доходили ни звуки, ни свет. Но и там они сохраняли свой обычный ритм жизни.

Испытания также показали, что короткие промежутки времени люди определяют «на глазок» достаточно верно. При этом, если предлагалось определить конкретный промежуток, например, 10 минут, одни всегда оканчивали опыт немного раньше, другие, напротив, немного позже.

Что же это за «часы», которые сидят внутри каждого из нас и довольно точно отсчитывают время? Может быть, человек слышит удары собственного сердца, и оно служит ему живым хронометром? Однако было установлено, что сердце здесь ни при чем.

Тогда, возможно, биологические «часы» находятся в мозгу человека? Такое предположение оказалось ближе к истине. Выяснилось, что время ощущается не каким-то одним участком мозга, а всем мозгом целиком. Это удалось проверить с помощью компьютера, в который была заложена математическая модель сети нервных клеток мозга, нейронов.

Было также установлено, что музыкальный слух, способность к распознаванию речи тесно связаны с чувством времени, с точной работой биологических «часов». А неправильное восприятие времени может служить признаком начала некоторых заболеваний.

Циферблаты на башнях

Время шло. Строились новые города, а в них – величественные соборы и высокие здания с башнями. Время стало цениться иначе, больше, чем раньше. И вот на башнях и колокольнях появились совершенно другие часы – механические, с большим круглым циферблатом и пока единственной часовой стрелкой, часы для всех горожан.

Считается, что самые первые башенные часы были установлены в 1335 году в итальянском городе Милане. За Италией потянулись и другие страны Европы. В 1352 году раздался бой общественных часов во французском городе Страсбурге. Десять лет спустя – в немецком Нюрнберге. Еще через десять лет – в Париже и почти тогда же в Лондоне.

Башенные часы, установленные в Париже на Дворце правосудия более шести веков назад

Страсбургские башенные часы

Особенно знаменитыми стали часы Страсбургского собора. Недаром их называли «непревзойденным чудом механики». Эти часы дважды переделывались и становились все интереснее. Особенно поражало театральное представление автоматов, которое начиналось ежедневно ровно в полдень. «Надо быть очевидцем, – писал один из посетителей собора, – чтобы понять то восхищение, которое охватывает всякого при виде этого чуда искусства».

Башенные часы на площади св. Марка в Венеции

Механизм английских башенных часов, изготовленных в 1415 году

Знаменитые часы Биг-Бен, украшающие Вестминстерскую башню в Лондоне

А в Лондоне по указу короля Эдуарда III огромные часы были установлены на Вестминстерской башне, над зданием Английского парламента. Почти пять веков раздавался в лондонском тумане бой Биг-Тома (Большого Тома), как прозвали англичане свои первые башенные часы. Потом Биг-Тома сменил Биг-Бен, который в то время был самыми большими в мире часами с четырьмя циферблатами диаметром по 7 метров. Они служат лондонцам до сих пор.

Тот, кто впервые приезжает во французский город Дижон, не может не заметить жакемаров на церкви Пресвятой Девы. Так называются особые башенные часы. У них нет ни циферблата, ни стрелок. Есть только большой колокол, рядом с которым стоят бронзовые Жакемары – муж, жена и мальчишка, их сын.

Жакемары – необычные башенные часы во французском городе Дижоне

Жакемар-старший – в широкополой шляпе, с трубкой в зубах и тяжелым молотком в правой руке. Она – в крестьянском платье и тоже с молотком. Когда наступает очередной час, Жакемары ударяют молотками по колоколу. Мальчишка же отбивает четверти часа, ударяя в свой колокольчик.

Есть жакемары (так стали называться эти часы-автоматы) и в других странах.

Управляет билянец

Деление суток на неравные дневные и ночные часы сильно усложняло обслуживание башенных часов. Поэтому со временем перешли на часы равной продолжительности дня и ночи.

Двигателем часов служила тяжелая гиря весом в две сотни килограммов. Она была прикреплена к длинному канату, намотанному на вал. Вал вращался за счет веса гири, а с него вращение через зубчатые колеса передавалось часовой стрелке, все еще единственной. Минутная появится не скоро.

Понятно, что канат размотался бы за считанные секунды, будь вал полностью свободным. Но этому препятствовал балансир фолио, или билянец, как его называли в России. Он заставлял часовой механизм действовать постепенно, равномерно, небольшими толчками.

В механизме часов, кроме обычных шестеренок, имелось колесо с острыми, как у пилы, зубцами, похожее на царскую корону. Оно так и называлось – коронным. Рядом с ним находилась ось, шпиндель с двумя лопатками, или, как говорят часовщики, палетами. Они были расставлены таким образом, что при повороте оси могли по очереди входить в промежуток между зубцами коронного колеса: одна внизу «короны», другая – вверху.

Два бронзовых великана ежечасно отбивают время на башенных часах в Лейпциге

Это тоже жакемары на башенных часах в бельгийском городе Льеже

На шпиндель была насажена поперечина, билянец, с двумя грузами на концах, регулятор хода часов. Скажем, верхняя палета находилась между зубцами коронного колеса. Вращаясь под действием гири, колесо толкало палету и поворачивало шпиндель на пол-оборота, проскакивая ровно на один зуб. Поворачивался и билянец. Но в это же самое время другая палета попадала в промежуток между нижними зубцами «короны» и на секунду задерживала ее движение, а значит, и всего часового механизма. Но задерживало только на секунду. В следующее мгновение коронное колесо выталкивало нижнюю палету, и билянец делал поворот в другую сторону. И так беспрерывно: движение – задержка, движение – задержка. Благодаря массивному билянцу часы со шпиндельным ходом шли относительно точно, в сравнении с часами других типов. Конечно, механизм с билянцем нельзя назвать совершенным. Точность хода часов с таким регулятором оставляла желать лучшего. За сутки они могли отставать или уходить вперед на десятки минут. Но другого регулятора часов тогда еще не придумали.

Билянец со шпинделем, палетами и коронным колесом

Устройство механизма часов с билянцем и гирей

Самозвонно и самодвижно

Самые первые механические часы на Руси появились более шести веков назад, в 1404 году. Они были установлены на одной из башен московского белокаменного Кремля.