Старинный прибор для измерения времени в виде сосуда
древние клепсидры
Что это такое клепсидры?
Клепсидры – это водяные часы, измеряющие время по указателю, передвигаемому под давлением текущей воды внутри скрытого от глаз резервуара. Название сочетает греческие слова: klepto – скрываю, hydor – вода.
Простейшие и сложные конструкции водяных часов были известны со второго тысячелетия до н.э. в странах развитых культур: Греции, Месопотамии, Египте, Индии.
Простейшие клепсидры состояли из двух сосудов, расположенных на разных уровнях. Вода капала из отверстия верхнего в нижний сосуд.
Принцип действия водяных часов
Уровень воды поочередно достигал начертанных на стенке отметок, тем самым отсчитывая «истекшие» промежутки времени.
По конструкции клепсидры разделяются на два вида.
- Вода вытекает из наполненной чаши в резервуар. Уровень ее понижается, проходит отметки сверху вниз, указывая равные промежутки времени.
- Полусферический сосуд с отверстием в дне плавает в емкости и наполняется водой.
Уровень жидкости в нем поднимается от одной отметки к другой, указывая время.
Клепсидрами первого типа пользовались в Древней Греции, Египте, Месопотамии. Шкала водяного механизма была неравномерной. На скорость вытекания капель влияло давление воды в сосуде.
Клепсидра из египетского храма Карнака. 14 век до н.э.
В Древнем Египте решили эту проблему, заменив цилиндрический сосуд емкостью по форме усеченного конуса.
Первый из найденных артефактов такой клепсидры датируется 1380 годом до н.э. Он был обнаружен при раскопках гробницы фараона Аменхотепа III. Протяженность академических занятий учеников Платона в 3 веке до н.э. отмеряла изобретенная им клепсидра – будильник.
Принцип устройства клепсидры – будильника Платона.
Вода наполняла сосуд, постепенно передвигая поршень. Через определенное время сжатый воздух открывал клапан и по трубке вырывался к флейте, извлекая из нее громкие звуки.
Водяные часы механика Ктезибия , жившего 2100 лет назад.
У греков и римлян водяные часы определяли равное для всех ораторов время публичных выступлений. «Aquam perda» (теряю время) стало крылатым выражением для общественных дискуссий.
Древняя клепсидра, «отмеряющая» регламент выступлений.
Специальный служитель стоял у клепсидры и оповещал, когда вода полностью выливалась из сосуда. «Ваше время истекло» – незамедлительно прерывал речь глава собрания. Жители греческого города Помпеи водяные часы почитали как произведение искусства, покрывая драгоценными камнями и золотыми орнаментами.
Клепсидры второго типа были изобретены в Азиатском регионе Древнего мира.
клепсидра государства Междуречья, 13 век.
Китайские водяные сложные механизмы известны с 2500 лет до н.э.
Древняя китайская клепсидра.
Устройства конструкции включали гири, цепные подвески, зубчатые передачи. Императорский дворец украшали клепсидры, последняя чаша которых располагалась на весах. Стрелка перемещалась по шкале и доходила до отметки «1 кэ», что соответствовало 100 минутам.
Медные водяные часы императорского дворца в Китае, 1799 год.
Звуки и созерцание переливающейся воды завораживали царедворцев, настраивали на размышление о скоротечности, безвозвратности «капающего» времени.
В Индии строили величественные водяные монументы. Наполняемые сосуды поражали разнообразием форм и аллегорических представлений. Единицей времени в одном из них было полное погружение в воду искусно изготовленного корабля.
Дворцовая клепсидра 13 века.
Из кувшина льется вода в бассейн, когда поет птица на куполе павильона. Из бассейна через туловище ныряющей утки вода собирается в контейнер, спрятанный в платформе часов.
Самая потрясающая монументальная клепсидра в виде слона находится в музее Ибн Баттута Моли. Дубай.
Конструкция воплощала все знания и технологии водяных часов того времени, характерные особенности древних цивилизаций.
Удивительным образом здесь гармонично соседствуют арабские цифры и почитаемые божества: индийский слон, китайский дракон, египетский феникс.
Водяные часы в Средние века
Средневековая Европа познакомилась с изумительной диковиной в 809 году, когда Халиф Гарун – аль – Рашид прислал в подарок клепсидру французскому королю Карлу Великому.
Скрытый механизм имел циферблат, показывающий время, периодически изнутри на металлическую решетку со звоном падал шар. В полдень открывались ворота и выезжали рыцари. Вплоть до 17 века клепсидры широко применялись во всех сферах жизни. Ньютон проявлял интерес к усовершенствованию конструкции часов. Галилей использовал их, изучая законы падения тел.
Преимущества водяных часов по сравнению с солнечными часами:
- Доведенные до совершенства выверенные конструкции сообщающихся сосудов.
- Удобства в пользовании в любое время суток.
- Определение более точного времени.
Недостатки:
- Древние клепсидры отсчитывали сравнительно большие промежутки времени. Римляне не контролировали минуты и секунды.
Источник
Начинаем серию статей о том, как развивалось часовое дело: от самых первых примитивных устройств для измерения времени, до сложнейших механизмов наших дней
Солнечные часы. Изображение: homesecurity.press
Астролябия, репетир, турбийон – сложные функции, которые еще недавно были нам неизвестны. Для нас обыденны слова “механическое шоу”, “информация с циферблатов индикации”, “запас хода механизма”. Но до нашего века, в котором использование наручных часов бьет все исторические рейтинги, а информация о модификациях доступна в пару кликов, часовые мастера в отсутствие всяких условий проделали огромную работу, изучая новые свойства материалов и проектируя соединения деталей.
За историю своего существования часы уменьшились от башенных до наручных и усовершенствовались от солнечных до атомных. Часовые бренды и независимые мастера все время находят новые решения для улучшения часов, без которых невозможно представить нашу жизнь.
На этой ноте открываем цикл статей “Развитие часовых механизмов”. Сегодня мы отправимся в прошлое, если быть точнее, в древний мир – 1500 год до нашей эры.
СОЛНЕЧНЫЕ ЧАСЫ
Старинные солнечные часы, построенные в 1833 году в городе Таганрог, Россия. Изображение: lookmytrips.com / Егор Груздев
В древнем мире жители разных континентов делили сутки на временные промежутки. Солнечный свет был идеальным ориентиром для определения времени, и по нему абсолютно точно можно было разделить сутки как минимум на два отрезка – день и ночь.
В жарких странах, где тень была спасением, обратили внимание на то, что днем она имела разную длину, да еще и меняла свое направление, гуляя по окружности. Именно тогда начали замерять время “в локтях” (в прямом смысле) – ориентир измерения длины тени. Договоренность о будущей встрече звучала так: “Встречаемся сегодня в пять локтей”.
Наблюдение за игрой солнца и тени положило начало развитию науки под названием “гномоника”, а древнейший предмет, от которого падала тень, носит название “гномон”. По сути первые солнечные часы – это гномон и разметка, по которой перемещалась тень.
В процессе использования геометрические данные самого гномона и индикации были усовершенствованы до такой степени, что по ним можно было определить не только часы дневного времени суток, но и сезон, месяц.
Круглый год из века в век во многих культурах существовали солнечные часы с вечным календарем. Бытует мнение, что многие мегалитические сооружения, в том числе пирамиды, служили в этих целях. Но у солнечных часов был большой недостаток – их невозможно использовать ночью и в пасмурную погоду. Что и привело к смелым и абсолютно новым идеям. Появились огненные, песочные и водяные часы.
ОГНЕННЫЕ ЧАСЫ
Антикварные китайские огненные часы, 19 век. Изображения: sellingantiques.co.uk
Огненные часы представляли собой восковые свечи, палочки или шнуры, сгорающие за определенное время до условной черты. Зачастую на разные участки их длины прикрепляли груз, который в момент перегорания на определенном участке падал и, ударяясь о металлическую основу – поднос или тарелку, своим звуком информировал о прошедшем отрезке времени.
Сегодня мы можем приобрести такие часы в магазине в виде ароматных палочек, которые имеют конкретное время полного прогорания, или в виде обычной свечи, поделив ее на равномерные отрезки.
ПЕСОЧНЫЕ ЧАСЫ
Песочные часы времен Второй мировой войны. Изображения: ebth.com
Песочные часы – до сих пор спутники нашего времени. В современной жизни их можно встретить чаще всего в медицине, где песочные часы используют для замера времени лечебных процедур.
Принцип песочных часов известен многим – в корпусе, напоминающем две соединенные вершины пирамиды, находится порция песка, который пересыпается из одного сосуда в другой, таким образом отмеряя промежуток времени. Как только песок пересыпается, часы переворачивают, и процесс повторяется. Размер сосуда и количество песка определяли время, которое эти часы засекают.
Отметим, что песочные часы вошли в обиход только после изобретения и распространения прозрачного стекла. Хотя в Древнем Египте находили свидетельства попыток создать песочные часы из яичной скорлупы.
ВОДЯНЫЕ ЧАСЫ
Водяные часы. Изображения: nationalmediamuseum.org.uk, art.com / Dmitri Kessel
Водяные часы – клепсидра – по своему принципу похожи на песочные. Это сосуд с водой, имеющий в своем основании отверстие, через которое она убывает, а по пустому пространству можно определить время.
Представим мерный стакан, из которого вытекает вода, и при помощи рисок и остатка определяем, сколько времени прошло. Форма сосуда и размер отверстия рассчитаны таким образом, чтобы разница количества воды и давления не влияла на скорость убывания воды из сосуда.
Из интересных фактов можно отметить, что появлению клепсидр предшествовало изобретение первого торгового аппарата (водного!). На главных площадях городов Ближнего Востока стоял кувшин с водой, попить из которого можно было, бросив в него монетку. Монетка падала, давила своим весом на рычаг, последний проваливался на время, толкая помпу, которая изнутри кувшина открывала доступ воды в носик. Стоит отметить, что желание зарабатывать на продаже воды из кувшина все-таки было первичнее желания изобрести механизм.
Схема механизма древней клепсидры. Изображение: Vintage Design Pics
Однако и клепсидру оснастили колесами, чтобы усовершенствовать механизм. Сначала из одного сосуда вытекала вода в другой, в котором находился поплавок с указателем, и по мере наполнения водой этот указатель поднимался, указывая на временную шкалу (подобный механизм по сей день используется в сантехнических конструкциях), одновременно вода вытекала из второго сосуда на лопасти колеса, которое входило в сцепление с колесной парой. Вращаясь, колесная пара превращала индикацию времени в полноценный механический театр.
Песочные, водяные и огненные часы зарекомендовали себя как приборы времени, в особенности в ночное время суток. А также неплохо выполняли задачи, поставленные астрономами, которые не имели возможности продолжать изучение небесных тел без часов.
В итоге настал момент, когда модификации часов, работающих с помощью природных явлений, зашли в тупик, и единственным решением этой проблемы было изобретение полностью механических часов, результат которых зависел не от законов природы, а от владения мастерством.
Об этих этапах развития мы поговорим в следующей статье.
Текст: Денис Гавриков, часовой мастер, преподаватель в «Первой часовой школе»
Источник
Часы-свечи
Одним из наиболее простых способов определения времени, которым пользовались наши предки, являются обычные свечи. Время узнавали, ориентируясь на продолжительность их сгорания. На свечу по всей её длине наносились специальные отметки. Каждый интервал разметки представлял собой определённый временной промежуток — чаще всего, это был один час.
Часы с катящимся шариком
Это оригинальное устройство было изобретено в 17 веке французским учёным Nicolas Grollier. Суть конструкции состояла в передвижении шарика по зигзагообразной дорожке. Обычно на её прохождение шарику требовалось от 15 секунд до 1 минуты. Как только шар достигал конечной точки своего маршрута, срабатывал механизм, который перемещал стрелки часов вперёд и одновременно возвращал шарик в исходное положение. Однако одним из самых главных недостатков всей этой системы являлось то, что дорожка быстро загрязнялась. Это, в свою очередь, замедляло движение шарика и приводило к неправильному измерению времени.
Водяные часы
Пожалуй, это самое древнее устройство для измерения времени. Чтобы отсчитывать временные интервалы, использовали сосуд, в который набиралась вода таким образом, чтобы она стекала с горлышка ко дну. На сосуде была разметка, благодаря которой можно было определить по уровню набравшейся воды, сколько времени прошло.
Часы с ладаном
Этот способ измерения времени был изобретён в Китае ещё в 6 веке. Главными достоинствами этого метода являлись простота его использования и возможность насладиться приятным ароматом сжигаемого ладана. Чтобы отмерять временные промежутки, пользовались палочками ладана. Их поджигали и, как только они сгорали, делался вывод о том, что прошёл определённым временной интервал. Короткие палочки использовались для отсчёта коротких промежутков времени, с помощью длинными иногда отмеряли целые дни.
Часы в виде слона
Такие часы можно было по праву назвать шедевром роботехники, ах создателя — Аль-Джазари — гениальным конструктором. Часовой механизм представлял собой чашу с отверстиями, расположенную в резервуаре с водой, который находился в животе слона. Через каждые 30 минут чаша наполнялась и погружалась в воду. А это приводило в движение металлические шарики и нити, идущие от домика на спине у слона, вызывая целую череду действий. Когда получасовой цикл заканчивался, чаша автоматически поднималась на поверхность и процесс начинался снова.
Часы Merkhet
Древние египтяне изобрели уникальный астрономический прибор, с помощью которого можно было определить время ночью по звёздам. Устройство состояло из верёвки с прикреплённым к одному из её концов грузом. Когда два устройства Merkhet равнялись по Северной звезде, они образовывали небесный меридиан в небе. Время определялось по количеству звёзд, пересекающих образованную линию.
Автоматические часы
Для отсчёта времени в подобных устройствах использовались различные фигурки. Самыми популярными из таких приборов стали часы с кукушкой. Но если принцип работы часов с кукушкой предельно прост, то в остальных видах автоматических часов всё гораздо сложнее. Некоторые из современных устройств могут содержать в своих конструкциях десятки колокольчиков, а фигурки — исполнять самые невиданные трюки, например, танцевать или показывать исторические сценки.
Обелиски
Высокие прямоугольные сооружения, именуемые «Обелисками» стали результатом творения древних египтян. Эти священные конструкции располагались, как правило у входа в храм. По отбрасываемой от обелисков в солнечные дни тени можно было определить время — на землю рядом с ними была нанесена специальная шкала.
Ртутные часы
Несмотря на то, что водяные часы были одним из древнейших изобретений, их невозможно было использовать зимой — на морозе вода превращалась в лёд. Эту проблему решил китайский астроном и инженер Zhang Sixun. Вместо воды он использовал ртуть, которая сохранялась в жидкой форме даже при температуре ниже -39°C.
Астрономические часы
Помимо своего прямого предназначения — определения времени, такие часы использовались и при астрономических наблюдениях. Творение Аль-Джазари, построенное в 1206г оду, фактически представляет собой ранний образец программируемого автомата. Этот сложный десятиметровый механизм мог показывать знаки зодиака, солнечную и лунную орбиты, фазы луны.
Источник