Доброй ночи, уважаемые посетители сайта "Дом интересных фактов"!

Водяные часы

Автор статьи: Иван Сухарев

Дата: 2013-08-20

Необходимость делить день на части возникла давно, первоначально она была связана с религиозными обрядами и ритуалами. В дальнейшем появились «рабочие часы», «часы отдыха», «время приема пищи» и т.д. Распорядок дня контролировался по солнечным часам, которые были изобретены в 3-м тысячелетии до н.э. и неустанно совершенствовались на протяжении многих веков. В процессе своего развития солнечные часы показывали весьма точное время, но, при всех своих достоинствах, обязательное условие их работы в виде Солнца существенно ограничивало сферу применения солнечных часов.

Поэтому с незапамятных времен существовала необходимость в таком инструменте измерения времени, который мог бы использоваться в течение и дня, и ночи. При этом совершенно другим должен быть сам принцип подсчета времени. Так и появились в Древнем Вавилоне первые водяные часы. Они представляли собой цилиндрический сосуд, наполненный водой, с отверстием в нижней части, через которое и вытекала вода. Вначале, до деления суток на 24 часа, единицей отсчета времени был факт опорожнения сосуда – об этом жителям громогласно сообщали глашатаи. За световой день это мероприятие происходило несколько раз. Ночью такие часы использовались для своевременной смены дозорных – каждый охранник находился на посту до тех пор, пока вода есть в сосуде. После истечения воды сосуд вновь наполняли до краев, и новая смена воинов обеспечивала крепкий и здоровый сон жителей города.

Водяные часы в форме усеченного конуса.

Вскоре появилась необходимость делить период полного освобождения сосуда от воды на несколько частей, поэтому на стенке сосуда стали наносить деления, которые соответствовали уже шкале солнечных часов. При этом было обнаружено, что при использовании цилиндрических сосудов первые и последние часы были неравными между собой – влияло давление столба воды на скорость вытекания. Приходилось наносить деления на разном расстоянии друг от друга. Этот процесс требовал сложной калибровки и был в результате своем не совсем удобен при подсчетах. Поэтому в Древнем Египте для водяных часов стали использовать сосуды в форме усеченного конуса. В этом случае уровень воды «вытекающих» часов был пропорционален площади поперечного сечения сосуда, поэтому вода из него вытекала равномерно, и часовые отметки можно было делать на одинаковом расстоянии друг от друга. Один из таких сосудов был найден в 1940 году в храме Аммона, время его использование отнесли к периоду Среднего царства, а именно к царствованию Аменхотепа III (1415-1380гг. до н.э.).

Для изготовления таких «истекающих» сосудов использовался математический расчет усеченного конуса, в котором диаметр основания относился к высоте, как 1:3. Справедливости ради необходимо отметить, что более точным является отношении 2:9, а идеальной формой водяных часов был бы параболоид. Но, невзирая на небольшую погрешность, водяные часы замечательно выполняли свою функцию – замещать солнечные часы ночью, в пасмурную погоду, в помещениях без естественного освещения. Более значимой проблемой подсчета времени с помощью водяных часов являлась разная продолжительность часа летом и зимой. Поэтому на стенках сосуда стали делать не одну часовую шкалу, а двенадцать – соответственно для каждого месяца. Водяные часы могли быть не только истекающими, но и наполняемыми. Последние состояли из двух сосудов: из первой емкости, сделанного по всем правилам истекающих водяных часов, вода по трубке попадала во второй сосуд с делениями. Наполняемый сосуд, как правило, был цилиндрической формы, но мог быть и произвольной, тогда его шкалу необходимо было калибровать вытекающими часами со шкалой или же солнечными часами.

В Китае водяными часами пользовались примерно с 2500 года до н.э. Широкое распространение получили часы, состоящие из двух и более чаш, последовательно соединенных между собой. Отдельные экземпляры часов иногда поражают изобретательностью мастеров и их нестандартным подходом. Так, например, существовали часы с несколькими чашами, последняя из которых не имела шкалы, а стояла на весах. Надо же придумать такое – взвешивать время! Один фунт воды в таких часах соответствовал 100 минутам (1 «ке» в китайском варианте).

В Древней Индии повсеместно использовались так называемые «погружаемые» водяные часы. В широкую емкость, наполненную водой, устанавливали меньший по размеру пустой сосуд с отверстием в дне. Время заполнения сосуда являлось единицей измерения времени. Форма пустого сосуда отличалась многообразием и зависела лишь от фантазии мастера. Так, например, были часы, в которых мерилом времени был тонущий корабль. Да, весьма необычно – затонул один корабль, значит, пора обедать, три корабля – всем отбой.

Древнегреческий период жизни водяных часов начинается с V века до н.э. Греки их использовали в совершенно разных сферах деятельности. В суде водяные часы отмеряли время выступления ораторов, доктора с их помощью считали пульс, ученые проводили весьма интересные опыты. Так, например, философ Эмпедокл (490-430гг. до н.э.) с помощью клепсидры (так называли древние греки конструкцию водяных часов, сочетав два слова: «брать» и «воду») доказал материальность воздуха. В его случае клепсидра представляла собой закрытый сосуд с одним отверстием вверху и с несколькими – внизу. Закрыв верхнее отверстие и погрузив сосуд в воду можно было наблюдать, что ничего не происходит. Но стоит убрать верхний затвор, как вода начнет заполнять сосуд, внутри которого образуется множество воздушных пузырьков. До этого научного опыта вещественность воздуха подвергалась большому сомнению.

В Древней Греции способы изготовления водяных часов, будем называть их теперь по-гречески – клепсидрами, начали совмещаться с научными достижениями. Это привело к значительному прогрессу часового мастерства и превращению его в часовое искусство. На отдельной ступени развития водяных часов в Древней Греции, а правильной будет сказать – на отдельном постаменте, находятся водяные часы-будильник Платона. В этой конструкции вода через равные промежутки времени вытесняла определенный объем воздуха, который устремлялся по трубке к флейте. Раздавался звук, которым Платон объявлял о начале или о завершении занятий в Академии своим ученикам. Прибор Платона является весьма значимым изобретением еще и потому, что впервые в гидравлике был применен принцип реле.

Таким же принципом через многие столетия, в 1500г., воспользовался при создании своего будильника Леонардо да Винчи. Причем о будильнике Платона он ничего не знал. Интересный факт. Существует множество изобретений и открытий, совершенных разными людьми независимо друг от друга, но, как правило, временной интервал между ними либо отсутствует, либо весьма незначителен. А в нашем случае он гигантский – около двух тысячелетий (без одного века, если уж быть точными)!

Через 200 лет после работы Платона другой древнегреческий ученый – Ктезибий – значительно усовершенствовал и усложнил конструкцию клепсидры. Его часы представляли собой пустотелую колонну. Верхняя часть колонны являлась циферблатом, на котором по спирали были нанесены часовые отметки с учетом разной продолжительности дневных и ночных часов летом и зимой. В нижней части колонны находился механизм водяных часов, состоящий из поршня с цилиндром, двух шестеренчатых передач, сифона и соединительных труб. Возле основания циферблата были установлены два херувима. Один из них являлся «плакальщиком» - капающие из его глаз слезы постепенно наполняли небольшой бассейн, из которого вода поступала в цилиндр с поршнем. Второй херувимчик был закреплен на поршне и являлся (а точнее, жезл в его руке) непосредственно указателем времени. Вода поступала в цилиндр, выдавливала поршень, херувим поднимался до отметки соответствующего часа. После этого срабатывал сифон, цилиндр освобождался от воды, и все начиналось сначала. Более того, глаза плачущего херувима были обрамлены драгоценными камнями, предотвращая преждевременный износ отверстий от водяной коррозии. Водяные часы Ктезибия обладали большой точностью, что позволило их использовать для астрономических наблюдений.

Часы Архимеда имели еще более сложную конструкцию, хотя в основе работали на тех же принципах, что и часы Ктезибия. В центре композиции находились два горных склона, между которых росло дерево. Среди корней дерева были норы, а на ветках сидели маленькие птички. В верхней части колонны находилось двенадцать дверей, человеческое лицо, палач с мечом и двенадцать пленников, закованных в цепи. Каждый час происходило целое представление: из клюва вороны в медный таз выпадал металлический шарик, глаза на лице меняли свой цвет, палач рубил голову одному из пленников, через открывающиеся двери проезжали вооруженные всадники, из нор у дерева выползали две змеи, а птицы на ветках отчаянно щебетали. Более того, каждые шесть часов флейтист у подножия часов начинал играть. Часовой механизм был весьма громоздким сооружением, ведь для каждого ежечасного действия необходимо было организовать гидравлическую систему, поэтому колонна часов Архимеда имела высоту в 4 метра! В этих часах использовались опрокидывающиеся сосуды, шкивы, шестеренчатые передачи, сифоны.

Кстати, многие ученые сомневаются в причастности Архимеда к изобретению этих часов, так как нет ни греческих, ни латинских свидетельств, доказывающих, что Архимед когда-либо занимался конструированием водяных часов.

Настоящим шедевром совмещения гномоники (напомним, гномоника – наука о часах) с другими науками являются водяные часы, созданные в сирийском городе Газе неизвестным мастером. Используя все вышеперечисленные методы и механизмы, на сцене каждый час из указанной Гелиосом (бог Солнца) двери выходил Геракл и совершал один из своих подвигов. Сами часы занимали часть помещения и были ограждены от любопытных колоннами и заостренными прутьями. В часах были два ряда дверей – дневные и ночные. Днем соответствующая часу дверь распахивалась, и из нее вылетал орел. Ночью же в просвете двери появлялся светильник. Голова Горгоны на самом верху каждый час вращала глазами, а Геракл после совершения подвига бил палицей в медный гонг. Монументальное сооружение, тем более что мы не упомянули еще о нескольких мифологических сюжетах, представленных в часах движущимися фигурами.

Отдельного упоминания в истории водяных часов заслуживают часы Гарун-аль-Рашида, подаренные им Карлу Великому в 807 году; дамасские башенные часы изобретателя Ридвана начала 12 века; знаменитые арабские часы «Менганах» 1358 года.

О водяных часах можно рассказывать очень долго, и все равно не уложиться во времени или, как в нашем случае, в формат статьи. Поэтому о часах раннего и средневекового Китая и Европы мы поговорим в следующих статьях.

Ну, а в качестве промежуточного итога подчеркну, что водяные часы являются, несомненно, одним из самых красивых памятников слияния самого времени, научных изысканий, фантазии изобретателя, таланта мастера и способности все это выразить в одном предмете, оставив в каждом из них частицу своей души.

На этом все. До следующих встреч на страницах сайта «Дом интересных Фактов».

Количество просмотров: 5827

Вы можете поделиться своим мнением о статье со всеми друзьями и знакомыми в социальных сетях:

Комментарии к этой статье:

Добавить комментарий:

Введите результат вычислений с картинки: