Айзек Азимов - Часы, по которым мы живем. От солнечных часов до лунного календаря
В Древнем мире клепсидры были самым прогрессивным изобретением для определения времени. В 800 году новой эры арабский халиф Гарун аль-Рашид послал Карлу Великому механические часы. Но европейцам было очень сложно изготовить подобные часы. Лишь после 1300 года новой эры европейцы начали делать механические часы в Северной Италии или южной Германии. Шестерни, регулирующие движения стрелки, приводились в действие медленно опускающимися гирями, а не медленно поднимающейся водой. (Никаких: брызг или беспокойств по поводу высыхания.) Такие часы были установлены на башнях кафедральных соборов» чтобы их видели все жители города, К 1472 году немецкий астроном Региомантан (его настоящее имя Иоганн Мюллер) использовал б своей обсерватории часы с заводной гирей.
Еще один прорыв вперед был совершен в 1550 году, когда вместо гирь стали использовать спиральные пружины. Это означало, что часы можно было делать более компактными. Их уже ставили не только на церковных колокольнях, но и в домах.
ПОВОРОТНЫЙ МОМЕНТ
Ни одно из этих механических устройств, приводимых в движение поднимающейся водой или опускающимися гирями, не было предельно точным. Люди были счастливы, если могли определить время ближайшего часа. В 1650 году самые лучшие механические часы ошибались во времени на 5 минут. (Возможно, для того времени это было достаточно хорошо. Не было железнодорожных поездов, имеющих точность движения по графику до минуты, радио или телешоу, начинающихся с точностью до секунд.)
Чтобы сделать механизм более точным, человек должен был найти что-то более стабильное и точное» чем капающая вода или опускающиеся гири.
Поворотный момент произошел в 1581 году. В том году 17-летний итальянский мальчик по имени Галилео Галилей наблюдал в соборе Пизы за качающейся люстрой (вместо слушания молитвы). Он заметил, что приток воздуха заставлял качаться люстру из одной стороны в другую. Такое же время требовалось на ее возвращение в начальное положение. Он проверил это по биению своего пульса.
Маятник (гиря, подвешенная к стержню или веревке; слово латинского происхождения, означающее раскачивание) действительно раскачивается из стороны в сторону в заданное время. Время раскачивания зависит от длины маятника. Длину можно отрегулировать так, чтобы маятник совершал свое раскачивание с точностью до секунды. (Такой маятник открыл французский математик Марии Мерсен в 1644 году, его длина составляла около 85 см.)
В 1657 году голландский астроном Христиан Гюйгенс изобрел часы, в которых висящие гири заставляли маятник двигаться, и постоянное движение маятника (а не самих гирь) обеспечивало работу часов. Такие «часы дедушек» были намного надежнее, чем прежние, и используются до сих пор. Даже первые маятниковые часы спешили или отставали не более чем на 10 секунд в день. К 1730 году отклонения были сокращены до 1, к 1830-му — до 1/10, к 1885-му — 1/100 и к 1925-му — 1/5000 секунды.
Слово «часы» — напоминание о времени, когда церкви отвечали за хронометрию. Об истекших часах извещал звон церковных колоколов, как и на борту корабля, за исключением того, что колокол звонил один раз но истечении каждого часа от 1 до 12, а не получаса, как на корабле. Слово «часы» перво начально означало «колокол», так как во французском языке колокол называет словом «клош».
Но маятниковые часы нельзя было использовать на борту корабля, где движение корабля раскачивало бы маятник. А часы там были чрезвычайно необходимы.
К счастью, есть предмет по размеру меньший, чем маятник, который также двигается равномерно. Из отпускной стали сделали тонкую пружину (волосковая пружина изобретена Гюйгенсом в 1675 году), которая сжималась и ослаблялась при постоянных ритмичных движениях. Если такая пружина будет непрерывно двигаться, медленно раскручивая основную пружину, она будет приводить в действие часовой механизм маленьких часов» которые могут поместиться в кармане и выдержать качку корабля. Такие часы были особенно необходимы людям, стоящим «на часах» на корабле. А такие карманы по сей день называют часовыми.
После Второй мировой войны стало модным на часы надевать ремешки и носить их на запястье. Карманные часы вышли из моды, а наручные стали популярны. Я не расстаюсь с ними никогда. Без них я чувствовал бы себя раздетым.
УРАВНИВАНИЕ ЧАСА
Различные хронометрические изобретения от горящих свечей до механических часов вносили важные изменения в понятие часа как интервала времени. Как я уже говорил, тень солнечных часов движется в разные дин с разной скоростью, поэтому часы могут быть длиннее или короче в зависимости от времен ни года, (Часы, длина которых может меняться в зависимости от времени года, называют временные часы. Свечи горят почти равномерно в любой день года (возможно, чуть быстрее в теплые дни). Песок, водяные гири, маятники и пружины также движутся равномерно в любой день года.
Поэтому возникает представление о равных часах независимо от Солнца. Появление механических часов явилось последним штрихом, хотя еще в 1600 году были предприняты попытки приспособить часы для регистрации неравных по продолжительности часов: продолжительность часа прекращала меняться в зависимости от времени года. Эго означает, что в году есть период, когда светлое время суток длится менее 12 часов, и период, когда оно длится дольше, То же самое относится и к ночи. Но как насчет дня и ночи вместе?
Даже первобытный человек уже замечал; когда дни были короче, ночи становились длиннее, и наоборот. Но суммарная продолжительность дня и ночи никогда не менялась ни составляла 24 часа. Таким образом, 24-часовой период стал более важным» чем день или ночь в отдельности.
Хотя понятие о 24-часовом временном периоде известно, как минимум, уже два тысячелетия, старые привычки умирают с трудом. Этот 24-часовой период все еще является 4 новомодными, и в английском языке его называют «день», заимствовав название у светлого времени суток. Если мы говорим «день», то имеем в виду время от восхода Солнца до заката или время от восхода Солнца до следующего восхода? Например, мы говорим о 21 июня как о «самом длинном дне года». Он, конечно, не длиннее любого другого дня, так как его продолжительность составляет 24 часа, как и всех других дней. Но здесь мы имеем в виду лишь часы светлого времени суток, изначальное понимание «дня». Его иногда называют более древним названием — сутки, чтобы отличать от современного 24-часового значения.
Более того, наши часы все еще делят на 12 часов, а не 24. Если мы говорим «3 часа», мы не знаем точно, относится ли это к светлому времени суток или ночи.
Вооруженные силы Соединенных Штатов пытались избавиться от этой неопределенности, считая часы до 24; «3 часа» — «3 ночи», «15 часов» — «3 дня». Но гражданское население все еще не приняло это «новомодное» отношение, которому лишь два тысячелетия.
ДЕЛЕНИЕ ЧАСА
Установив понятие о равных часах, стали думать о делении часов для удобства на более короткие равные интервалы. Когда стали использовать маятниковые часы, хронометраж стал достаточно точным, чтобы произвести это усовершенствование.
Изменили конструкцию зубчатых колес и прикрепили к циферблату новую стрелку, которая совершала полный кругооборот по циферблату за время, которое требовалось старой стрелке, чтобы передвинуться на 1 час. Каждый раз, когда новая стрелка передвигалась на час, проходила 1/12 часа.
Расстояние между делениями часов было разделено на пять равных частей. Каждый раз, когда новая стрелка передвигалась на одно из маленьких делений, проходила 1/60 часа. Эти маленькие интервалы в 1/60 часа называют минутами (от латинского слова, которое означает «маленький»).
Раньше часы были разделены на половины и четверти; мы до сих нор говорим «половина седьмого» и «без четверти семь». Когда определили минуты, мы стали говорить о «5 минутах седьмого» или «без 13 минут семь», хотя проще сказать 6:05 или 6:47. Символ 6:00 является точным обозначением 6 часов. (Вооруженные силы используют такие символы, как 1522 — для 22 минут четвертого дня, даже не ставя двоеточие.)
Наконец, добавили еще одну стрелку, которая совершала полный кругооборот но циферблату за минуту. Каждый раз, когда она передвигалась на одно из 60 маленьких делений на циферблате, проходила 1/60 минуты. Эту новую маленькую единицу времени называют секундой (так как это второе деление часа, деление предыдущего деления).
Таким образом, три указателя или стрелки современных часов называют часовой стрелкой, минутной стрелкой и секундной стрелкой. Часовая стрелка — «маленькая стрелка», так как за час она передвигается лишь на одно деление на циферблате, Минутная стрелка — «большая стрелкам, так как она проходит весь путь по маленьким делениям, чтобы мы смогли определить точную минуту. Вторая стрелка находится на отдельном маленьком циферблате, или ее часто окрашивают в красный цвет, чтобы даже при быстром взгляде на часы можно было определить секунды.
