Водяны́е часы́, клепси́дра (от др.-греч. κλεψύδρα, из κλέπτω «красть; скрывать» + ὕδωρ «вода»), гидроло́гиум (из др.-греч. ὕδωρ «вода», + λoγoς «слово, учение») — известный со времён ассиро-вавилонян и древнего Египта [1] прибор для измерения промежутков времени в виде цилиндрического сосуда с истекающей струёй воды. Был в употреблении до XVII века.
XI век, часы работы китайского учёного Су Суна (Su Song)
«Часы утекающего времени» работы французского учёного Бернарда Гиттона (Bernard Gitton)[2] в Europa-Center, Берлин
1. История
У римлян были в большом ходу водяные часы самого простого устройства, так, например, ими определялась длина речей ораторов в суде. Первые водяные часы устроил в Риме Сципион Назика (157 г. до н. э.). Водяные часы Помпея славились украшениями из золота и каменьев. В начале VI века славились механизмы Боэция, которые он устраивал для Теодориха и (по просьбе последнего) для бургундского короля Гундобада. Затем, по-видимому, это искусство упало, так как папа Павел I послал Пипину Короткому водяные часы, как крайнюю редкость. Гарун-аль-Рашид прислал Карлу Великому в Ахен (809) водяные часы весьма сложного устройства (металлические шарики, выпадая, били часы). По-видимому, некий монах Pacificus в IX веке начал подражать искусству арабов. В конце X века прославился своими механизмами, тоже отчасти заимствованными от арабов, Герберт (папа Сильвестр II).
Знамениты были ещё водяные часы Оронция Финеуса и Кирхера, основанные на принципе сифона. Многие математики, в том числе в позднейшее время Галилей, Вариньон, Бернулли, решали задачу: «какова должна быть форма сосуда, чтобы вода вытекала вполне равномерно».
2. Устройство
Промежуток времени измерялся количеством воды, вытекавшей капля за каплей из малого отверстия, сделанного на дне сосуда. Таковы были водяные часы египтян [1], вавилонян, древних греков.
У китайцев, индусов и некоторых других народов Азии, наоборот, — пустой полушаровидный сосуд плавал в большом бассейне и мало-помалу наполнялся водой через малое отверстие (героиня поэмы бросает жемчужину в чашу, чтобы замедлить движение воды).
Часы первого типа подверглись значительным усовершенствованиям. Платон описывает механизм из двух конусов, входящих один в другой; при помощи их поддерживался приблизительно постоянный уровень воды в сосуде, и тем регулировалась скорость её вытекания.[3] Полного развития подобные механизмы, т. н. клепсидры, получили в Александрии в III веке до н. э.. Особенно знамениты клепсидры Ктезибия, учителя Герона. Устройство клепсидр, установленных в храме Арсинои, состояло в следующем.
Клепсидра (водяные часы): а — внешний вид; б — разрез; 1 — трубка подачи воды из постороннего источника; 2 — фигура, из глаз которой вода капля за каплей равномерно поступает по трубке 3 в резервуар 4; 5 — пробка с укреплённой на ней фигурой 6, показывающей палочкой время на цилиндрическом циферблате 7; 8 — трубка сифона, по которой в конце суток вода вытекает из наполненного резервуара 4, поворачивая цилиндр 7 вокруг вертикальной оси на 1/365 часть окружности.
При накоплении воды (см. рис.) в камере поплавок 5 с находящейся на нём фигурой 6, подымался и указывал час на колонне. Вода капала из глаз другой фигуры (2). По прошествии суток вода при помощи сифонного устройства 8 вытекала вон и вращала зубчатое колесо 7, а с ним и всю колонну. Полный оборот колонны происходил в год. Кривые «часовые» линии, начерченные на колонне были рассчитаны так, чтобы равномерное поднятие поплавка согласовалось с неравными дневными и ночными часами в различные времена года. Они были неравны, поскольку час у древних греков и римлян определялся как 1/12 промежутка времени от восхода до заката, а этот промежуток в различные дни года различен (в средних широтах).
В средние века получили распространение водяные часы особого устройства, описанные в трактате монаха Александра. Барабан, разделённый стенками на несколько радиальных продольных камер, подвешивался за ось так, что он мог опускаться, развёртывая намотанные на ось верёвки, то есть вращаясь. Вода в боковой камере давила в противоположную сторону и, переливаясь постепенно из одной камеры в другую через малые отверстия в стенках, замедляла разматывание верёвок настолько, что время измерялось этим разматыванием, то есть опусканием барабана.[3]
Примечания
↑ 12 Водяные часы Аменхотепа III Alabaster water clock of King Amenhotep the Third - www.eternalegypt.org/EternalEgyptWebsiteWeb/HomeServlet?ee_website_action_key=action.display.element&story_id=19&module_id=5&language_id=1&element_id=60513&ee_messages=0001.flashrequired.text (англ.)
The Clock of Flowing Time - www.europa-center-berlin.de/en/the-sights/the-clock-of-flowing-time.html (англ.)
↑ 12 CLEPSYDRA from Rees’s Clocks, Watches and Chronometers, 1819 - www.ubr.com/clocks/pub/clep/clep.html (англ.)
скачатьДанный реферат составлен на основе статьи из русской Википедии. Синхронизация выполнена 10.07.11 04:37:32Похожие рефераты: Водяные, Водяные клещи, Водяные козлы (род), Водяные змеи, Водяные опоссумы, Водяные полёвки, Водяные оленьки, Водяные знаки, Водяные скорпионы.
Категории: Часы.
Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike.
wreferat.baza-referat.ru
Водяные часы • ru.knowledgr.com
Водяные часы или водяные часы (греческий язык kleptein, 'чтобы украсть'; ὕδωρ hydor, 'вода'), любые часы, в которых время измерено отрегулированным потоком жидкости в (тип притока) или из (тип оттока) судно, где сумма тогда измерена.
Водяные часы, наряду с солнечными часами, вероятно, будут самыми старыми измерительными приборами времени за единственными исключениями, являющимися вертикальным гномоном и считающей день палкой счета. То, где и когда они были сначала изобретены, не известно и дано их большую старину, которой это никогда может не быть. Отток в форме чаши - самая простая форма водяных часов и, как известно, существовал в Вавилоне и в Египте около 16-го века до н.э. У других областей мира, включая Индию и Китай, также есть ранние доказательства водяных часов, но самые ранние даты менее бесспорные. Некоторые авторы, однако, утверждают, что водяные часы уже появились в Китае 4000 до н.э
Некоторые современные часы называют «водяными часами», но работают по-другому от древних. Их хронометрированием управляет маятник, но они используют воду для других целей, таких как обеспечение власти должен был вести часы при помощи водного колеса или чего-то подобного, или при наличии воды в их показах.
Греки и римляне продвинули дизайн водяных часов, чтобы включать водяные часы притока с ранней системой обратной связи, приводом и механизмом избавления, которые были связаны с причудливыми автоматами и привели к улучшенной точности. Дальнейшие достижения были сделаны в Византии, Сирии и Месопотамии, где все более и более точные водяные часы включили сегментальный комплекс и привод epicyclic, водные колеса и programmability, достижения, которые в конечном счете пробились в Европу. Независимо, китайцы разработали свои собственные современные водяные часы, включив механизмы, механизмы избавления и водные колеса, передав их идеи Корее и Японии.
Некоторые проекты водяных часов были развиты независимо, и некоторое знание было передано посредством распространения торговли. Эти ранние водяные часы были калиброваны с солнечными часами. Никогда не достигая уровня точности, сопоставимой с сегодняшними стандартами хронометрирования, водяные часы были самыми точными и обычно использовали устройство хронометрирования в течение многих тысячелетий, пока это не было заменено более точными часами маятника в 17-м веке Европа.
Региональное развитие
Персия
Согласно Callisthenes, персы использовали водяные часы в 328 BCE, чтобы гарантировать справедливое и точное распределение воды от qanats до их акционеров для сельскохозяйственной ирригации. Использование водяных часов в Иране, особенно в Zeebad, относится ко времени 500BCE. Позже они также использовались, чтобы определить точные церковные праздники предысламских религий, такие как Nowruz, Chelah или Yaldā - самые короткие, самые долгие дни, и равной длины и ночи лет. Водяные часы, используемые в Иране, были одним из самых практических древних инструментов для выбора времени ежегодного календаря.
Водяные часы или fenjaan, были самыми точными и обычно использовали устройство хронометрирования для вычисления суммы или время, когда фермер должен взять воду от qanat или хорошо для ирригации, пока это не было заменено более точными текущими часами. Персидские водяные часы были практическим и полезным инструментом для акционеров qanat, чтобы вычислить отрезок времени, они могли отклонить воду к своей ферме. qanat был единственным водным источником для сельского хозяйства и ирригации, таким образом, справедливое и справедливое водное распределение было очень важно. Поэтому очень справедливый и умный старый человек был избран, чтобы быть менеджером водяных часов (MirAab), и по крайней мере два полностью занятых менеджера были необходимы, чтобы управлять и наблюдать число fenjaans и объявить о точном времени в течение дней и ночей.
fenjaan состоял из большого горшка, полного воды и миски с маленьким отверстием в центре. Когда миска стала полной воды, она снизится в горшок, и менеджер освободил бы миску и снова поместил бы ее на вершину воды в горшке. Он сделал бы запись количества раз, которое миска погрузила, поместив маленькие камни во флягу.
Место, где часы были расположены, и его менеджеры, было коллективно известно как khaneh fenjaan. Обычно это было бы верхним этажом трактира с западом - и обращенные к востоку окна, чтобы показать время заката и восхода солнца. Был также другой инструмент хронометрирования, названный staryab или астролябией, но это главным образом использовалось для суеверных верований и не было практично для использования в качестве календаря фермеров. Водяные часы Zeebad Gonabad использовались до 1965, когда ими заменили современные часы.
Египет
Самые старые водяные часы который есть даты вещественных доказательств к c. 1417-1379 BCE, во время господства Аменхотепа III, где это использовалось в Храме Аминь-ре в Карнаке. Самая старая документация водяных часов - надпись могилы 16-го века египетский чиновник суда BCE Аменемхет, который идентифицирует его как его изобретателя. Эти простые водяные часы, которые имели тип оттока, были каменными судами со скошенными сторонами, которые позволили воде капать по почти постоянному уровню от маленького отверстия около основания. Было двенадцать отдельных колонок с последовательно расположенными маркировками на внутренней части, чтобы измерить течение «часов», поскольку уровень воды достиг их. Колонки были в течение каждого из этих двенадцати месяцев, чтобы допускать изменения сезонных часов. Эти часы использовались священниками, чтобы определить время ночью так, чтобы обряды храма и жертвы могли быть выполнены в правильный час. Эти часы, возможно, использовались при свете дня также.
Вавилон
В Вавилоне водяные часы имели тип оттока и были цилиндрическими в форме. Использование водяных часов как помощь астрономическим вычислениям относится ко времени Старого вавилонского периода (c. 2000 BCE–c. 1600 BCE).
В то время как нет никаких выживающих водяных часов из месопотамской области, большинство доказательств их существования прибывает из писем на глиняных таблетках. Две коллекции таблеток, например, являются Enuma-Anu-Enlil (1600–1200 BCE) и MUL.APIN (7-й век до н.э). В этих таблетках водяные часы используются в отношении оплаты часов ночи и дня (охранники).
Эти часы были уникальны, поскольку у них не было индикатора, такого как руки (как, как правило, используются сегодня), или радовал метки (как использовались в Египте). Вместо этого они показывают измеренное время «весом воды, вытекающей» из него. Объем был измерен в полных единицах, названных обеспечением качества. Вес, мана (греческое отделение приблизительно за один фунт), является весом воды в водяных часах.
Важно отметить, что в течение вавилонских времен, время было измерено с временными часами. Так, в то время как сезоны изменились, также - продолжительность дня. «Чтобы определить длину 'ночных часов' в летнем солнцестоянии, нужно было вылить две маны воды в цилиндрические водяные часы; его освобождение указало на конец часов. Одна шестая маны должна была быть добавлена каждый последующий полумесяц. В равноденствии должна была быть освобождена три маны, чтобы соответствовать часам, и четыре маны была освобождена для каждых часов зимней ночи в период солнцестояния».
Индия
Н. Камесвара Рао предполагает, что горшки, выкопанные от Mohenjo daro, возможно, использовались в качестве водяных часов; они сужены в основании, имеют отверстие на стороне и подобны посуде, используемой, чтобы выступить, abhishekam (вылейте святую воду) на shivalingam.
Н. Нараари Акар и Сабхэш Кэк предполагают, что использование водяных часов в древней Индии упомянуто в Atharvaveda с 2-го тысячелетия BCE.
Ghati или Kapala (водяные часы или водяные часы) упомянуты в Jyotisha Vedanga, где количество воды, которая измеряет nadika (24 минуты) упомянуто. Более развитая форма водяных часов описана в главе xiii, 23 из Suryasiddhanta.
В Nalanda буддистский университет, четыре часа в день и четыре часа ночью был измерен водяными часами, которые состояли из медной миски, держащей два больших плавания в большей миске, наполненной водой. Миска была заполнена водой от маленького отверстия в его основании; это снизилось, когда полностью заполнено и было отмечено избиением барабана в дневном времени. Количество воды добавило, менялся в зависимости от сезонов, и эти часы управлялись студентами университета.
Описание водяных часов в Pancasiddhantika астролога Варахимиры (505) добавляет более подробную информацию к отчету, сделанному в Suryasiddhanta. Описание, данное математиком Брэхмэгаптой в его работе Brahmasphutasiddhanta, соответствует тому данному в Suryasiddhanta. Астроном Лаллэчарья описывает этот инструмент подробно. На практике размеры были определены экспериментом.
Китай
В Китае, а также всюду по восточной Азии, водяные часы были очень важны в исследовании астрономии и астрологии. Самая старая ссылка датирует использование водяных часов в Китае к 6-му веку BCE. Приблизительно от 200 BCE вперед, водяные часы оттока были заменены почти везде в Китае типом притока с прутом индикатора, касавшимся плавание.
Хуань Тань (40 BCE – 30 CE), Секретарь в Суде, отвечающем за водяные часы, написал, что должен был сравнить водяные часы с солнечными часами из-за того, как температура и влажность затронули их точность, демонстрируя, что эффекты испарения, а также температуры на скорости, в который потоки воды, были известны в это время. В 976, Чжан Сысюнь решил проблему воды в водяных часах, замораживающихся в холодной погоде при помощи жидкой ртути вместо этого. Снова, вместо того, чтобы использовать воду, ранний инженер династии Мин Чжань Сиюань (c. 1360-1380), создал управляемые песком часы колеса, улучшенные Чжоу Шусюэ (c. 1530-1558).
Использование водяных часов, чтобы вести механизмы, иллюстрирующие астрономические явления, началось с Чжан Хэна (78-139) в 117, кто также использовал водяное колесо. Чжан Хэн был первым в Китае, чтобы добавить дополнительный бак компенсации между водохранилищем и сосудом притока, который решил проблему с падающей головой давления в баке водохранилища. Изобретательность Чжана привела к созданию И Сином (683–727) и Лян Линцзанем в 725 из часов, которые ведет водяное колесо linkwork механизм избавления. Тот же самый механизм использовался бы Песней Су (1020–1101) в 1 088, чтобы привести в действие его астрономическую башню с часами, а также двигатель цепи. Башня с часами Песни Су, по высокому, обладала бронзовой армиллярной сферой с механическим приводом для наблюдений, автоматически вращающегося астрономического земного шара и пяти передних панелей с дверями, которые разрешили просмотр изменяющихся манекенщиц, которые позвонили в звонки или гонги, и держал таблетки, указывающие на час или другие специальные времена дня.
Сегодня, в Башне Барабана Пекина водяные часы оттока готовы к эксплуатации и показаны для туристов. Это связано с автоматами так, чтобы каждую четверть часа маленькая медная статуя человека хлопала его тарелкам.
Греко-римский мир
В Греции водяные часы были известны как водяные часы (водный вор). Греки значительно продвинули водяные часы, занявшись проблемой уменьшающегося потока. Они ввели несколько типов водяных часов притока, один из которых включал самую раннюю систему управления с обратной связью. Ctesibius изобрел систему индикатора, типичную для более поздних часов, таких как диски и указатель. Римский инженер Витрувиус описал ранние будильники, работающие с гонгами или трубами.
Обычно используемые водяные часы были простыми водяными часами оттока. У этого маленького земляного судна было отверстие в его стороне около основы. И в греческие и в римские времена, этот тип водяных часов использовался в судах для распределения промежутков времени спикерам. В важных случаях, когда жизнь человека была под угрозой, например, это было заполнено. Но для более незначительных случаев это было только частично заполнено. Если слушания были прерваны по какой-либо причине, например, исследовать документы, отверстие в водяных часах было остановлено с воском, пока спикер не смог возобновить свои мольбы.
В 4-м веке BCE, водяные часы, как известно, использовались в качестве секундомера для наложения срока во время визитов клиентов в афинских борделях. Немного позже, в начале 3-го века BCE, Эллинистический врач Херофилос использовал портативные водяные часы во время своих визитов дома в Александрии для измерения ударов пульса его пациентов. Сравнивая уровень возрастной группой с опытным путем полученными наборами данных, он смог определить интенсивность беспорядка.
Между 270 BCE и 500 CE, Эллинистическими (Ctesibius, Герой Александрии, Архимед) и римские часовщики и астрономы, разрабатывали более тщательно продуманные механизированные водяные часы. Добавленная сложность была нацелена на регулирование потока и на обеспечение более необычных показов течения времени. Например, некоторые водяные часы позвонили в звонки и гонги, в то время как другие открыли двери и окна, чтобы показать статуэтки людей, или перемещенные указатели и диски. Некоторые даже показанные астрологические модели вселенной. 3-й век инженер BCE Фило Византия относился в его работах к водяным часам, уже оснащенным механизмом избавления, самое раннее, известное о его виде.
Самое большое достижение изобретения водяных часов в это время, однако, было Ctesibius с его объединением механизмов и циферблатного индикатора, чтобы автоматически показать, что время как продолжительности дней изменилось в течение года из-за временного хронометрирования, используемого в течение его дня.
Кроме того, греческий астроном, Андроникус из Cyrrhus, контролировал строительство своего Horologion, известного сегодня как Башня Ветров, на Афинском рынке (или агора) в первой половине 1-го века BCE. Эта восьмиугольная башня с часами показала ученым и покупателям оба солнечных часа и механические индикаторы часа. Это показало 24-часовые механизированные водяные часы и индикаторы для этих восьми ветров, от которых башня получила свое имя, и это показало сезоны года и астрологических дат и периодов.
Средневековый исламский мир
В средневековом исламском мире (632-1280), использование водяных часов имеет свои корни от Архимеда во время повышения Александрии в Египте и продвигается через Византий. Водяные часы персидским инженером Аль-Джазари, однако, зачислены за движение «хорошо вне чего-либо», которое предшествовало им.
В трактате аль-Джазари 1206 года он описывает одни из своих водяных часов, часов слона. Часы сделали запись течения временных часов, которые означали, что уровень потока должен был быть изменен ежедневно, чтобы соответствовать неравной продолжительности дней в течение года. Чтобы достигнуть этого, у часов было два бака, лучший бак был связан с механизмами указания времени, и основание было связано с регулятором управления потоками. В основном на рассвете сигнал был открыт, и вода вытекала из лучшего бака к нижнему баку через регулятор плавания, который поддерживал постоянное давление в баке получения.
Самые современные приведенные в действие водой астрономические часы были часами замка Аль-Джазари, которые, как полагают некоторые, были ранним примером программируемого аналогового компьютера, в 1206. Это было сложное устройство, которое было о высоком, и имело многократные функции рядом с хронометрированием. Это включало показ Зодиака и солнечных и лунных орбит и указателя в форме полумесяца, который поехал через вершину ворот, перемещенных скрытой телегой и тем, чтобы заставлять автоматические двери открыться, каждый раскрывающий манекенщицу, каждый час. Было возможно повторно программировать продолжительность дня и ночи, чтобы объяснить изменяющиеся продолжительности дня и ночи в течение года, и это также показало пять автоматов музыканта, кто автоматически играет музыку, когда перемещено рычагами, использованными скрытым распредвалом, приложенным к водному колесу. Другие компоненты часов замка включали главное водохранилище с плаванием, палатой плавания и регулятором потока, пластиной и корытом клапана, двумя шкивами, возрастающий диск, показывающий Зодиак и два автомата сокола, бросающие шары в вазы.
Первые водяные часы, которые будут использовать сегментальный комплекс и левередж epicyclic, были изобретены ранее арабским инженером Ибн Халафом аль-Муради в исламской Иберии c. 1000. Его водяные часы вели водные колеса, поскольку также имел место для нескольких китайских водяных часов в 11-м веке. Сопоставимые водяные часы были построены в Дамаске и Фесе. Последний (Дар аль-Магана) остается до сих пор, и его механизм был восстановлен. Первые европейские часы, которые будут использовать эти сложные механизмы, были астрономическими часами, созданными Джованни де Донди в c. 1365. Как китайские, арабские инженеры, в то время, когда также развито механизм избавления, который они использовали в некоторых их водяных часах. Механизм избавления был в форме постоянно-главной системы, в то время как тяжелые плавания использовались в качестве весов.
Корея
В 1434 во время Чозона (или Joseon) Династия, Чанг Йонгсил (или Дженг Янг Сил) (장영실 на корейском языке), Дворцовая стража и позже Главный Инженер Суда, построил Jagyeongnu (самоударяющий водяные часы или поразительные водяные часы) для короля Седжонга. Что сделало самонанесение удара Jagyeongnu (или автоматический) было использование механизмов работы гнезда, которыми три деревянных числа (гнезда) ударили объекты сигнализировать о времени. Эти инновации больше не требовали уверенности человеческих рабочих, известных как «мужчины петуха», чтобы постоянно пополнить его. К 1554, распространение водяных часов от Кореи до Японии. Водяные часы использовались и улучшались всюду по Азии хорошо в 15-й век.
Современные проекты водяных часов
Сегодня только несколько современных водяных часов существуют. В 1979 французский ученый Бернард Джиттон начал создавать свои Часы Потока времени, которые являются современным подходом к исторической версии. Его уникальные стеклянные ламповые проекты могут быть найдены в более чем 30 местоположениях во всем мире, включая одно в Европейском центре Часы Плавного Времени в Берлине, Центр Коммерческий Milenis в Гваделупе, Гигантских Водяных часах в Детском Музее Индианаполиса в Индианаполисе, Индиана и Покупках Iguatemi в Сан-Паулу и Порту-Алегри, Бразилия.
Дизайн Джиттона полагается на силу тяжести, приводящую многократные сифоны в действие в том же самом принципе как Пифагорейская чашка; например, после того, как уровень воды в трубах показа минуты или часа достигнут, труба переполнения начинает действовать как сифон и таким образом освобождает трубу показа. Фактическое время, держа сделано калиброванным маятником, приведенным в действие водным потоком, перекачанным по трубопроводу от водохранилища часов. У маятника есть тщательно построенный контейнер, приложенный к нему; это измеряет воду, которую тогда льют в систему показа.
Есть другие современные дизайны водяных часов, включая Королевские водяные часы Ущелья в Колорадо, Woodgrove Mall в Нанаймо, Британская Колумбия, в Аэропорту Абботсфорда (раньше в Торговом центре Севеноукса) в Абботсфорде, Британской Колумбии и Водяных часах Хорнсби в Сиднее, Австралия.
Температура, водная вязкость и точность часов
Уровень, по которому жидкость проходит через отверстие, зависит, при прочих равных условиях, на вязкости жидкости. Приблизительно, расход обратно пропорционален вязкости. Вязкость зависит от температуры. Жидкости обычно становятся менее вязкими как повышения температуры. Перемена верна для газов. В случае воды вязкость варьируется фактором приблизительно семи между нолем и 100 градусами Цельсия. Таким образом водяные часы бежали бы приблизительно в семь раз быстрее в 100 °C, чем в 0 °C. Вода приблизительно на 25 процентов более вязкая в 20 °C, чем в 30 °C, и изменение в температуре одной степени Цельсия, в этом диапазоне «комнатной температуры», вызывает изменение вязкости приблизительно двух процентов. Поэтому, водяные часы, которые хорошо ходят при некоторой данной температуре, извлекли бы пользу или проиграли бы о получасе в день, если бы это была одна степень Цельсия, теплее или более прохладная. Заставить его держать время в течение одной минуты в день потребовало бы, чтобы ее температура управлялась в пределах °C (о ° Фаренгейт). Нет никаких доказательств, что это было сделано в старине, таким образом, древние водяные часы (в отличие от современного управляемого маятником, описанного выше), не могли быть достоверно точными по современным стандартам.
Примечания
Библиография
Обзор водяных часов и других инструментов времени
Барнетт, Джо Эллен. Маятник времени: с солнечных часов на атомные часы, захватывающую историю хронометрирования и как наши открытия изменили мир. Plenum Press, Нью-Йорк, 1998. ISBN 0-15-600649-9
Bruton, Эрик. История часов и часов. 1979. ISBN 0-8478-0261-2
К. Хиггинс, D. Шахтер, К.Н. Смит, Д.Б. Салливан (2004), Прогулка В течение Времени (версия 1.2.1). [Онлайн] Доступный: http://physics .nist.gov/time [2005, 8 декабря]. Национальный институт стандартов и технологий, Гейтерсбург, Мэриленд
Джесперсен, Джеймс и Фитц-Рэндолф, Джейн. «С солнечных часов на атомные часы: понимание времени и частоты». Второе исправленное издание, 1999. ISBN 0-486-40913-9
Король, Дэвид А. «К Истории от Старины до Ренессанса Солнечных часов и Других Инструментов для Счета Времени Солнцем и Звездами». Летопись Science, Taylor & Francis. V. 61, Цифра. 3. Июль 2004. стр 375-388..
Landes, D. Революция вовремя. Издательство Гарвардского университета (1983).
Макнаун, J.S. «Когда время текло: история водяных часов». Ла Уиль Бланш, 5 лет, 1976, 347-353. ISSN 0018-6368
Milham, Уиллис Ай. Тайм & Хронометристы включая Историю, Конструкцию, Уход и Точность Часов и Часов. Macmillan Company, Нью-Йорк 1945.
Рис, Абрахам. «Часы Риса, часы и хронометры 1819-20». Charles E. Tuttle Company, Inc. 1970.
Ричардс, НАПРИМЕР, «отображение времени: календарь и его история». Издательство Оксфордского университета, 1998.
Toulmin, Stephen & Goodhead, J. Открытие времени. University of Chicago Press, 1999. ISBN 0-226-80842-4
Арабские & исламские водяные часы
Холм, Дональд Рутледж (редактор & сделка) (1976). Архимед «На Строительстве Водяных часов», Turner & Devereux, Париж.
Холм, Дональд Рутледж. «Исследования в средневековой исламской технологии: от Philo до Аль-Джазари - от Александрии до Diyar Bakr». (Собранный ряд исследований, 555)
Король, Д. Микэт. «Астрономическое хронометрирование». Энциклопедия ислама. 7, камбала-ромб, (1990) переизданный как глава V в короле, D. «Астрономия в обслуживании ислама Variorum». (1993)
Вавилонские водяные часы
Englund, R.K. «Административное хронометрирование в древней Месопотамии». Журнал экономической и социальной истории востока, V. XXXI, 31 (1988) 121-185.
Fermor, John, & Steele, Джон М. «Дизайн вавилонских водяных часов: Астрономические и экспериментальные данные». Центавр. Международный журнал Истории Математики, Науки и Технологии. Выпуск 3 издания 42, стр 210-222. Июль 2000. Blackwell Publishing.
Høyrup, J., «Примечание по Водяным часам и Властям текстов». Archiv für Orientforschung, 44/45 (1997/98), 192-194 (*).
Мишель-Нозиерес, C. «Вторые вавилонские Водяные часы Тысячелетия: физическое исследование». Центавр, Издание 42, Выпуск 3, стр 180-209. Июль 2000.
. Связь JSTOR. Переизданный в Neugebauer (1983), стр 239-245 (*).
Цена, Дерек deSolla. Наука Начиная с Вавилона. Издательство Йельского университета, Нью-Хейвен 1976.
Teresi, Дик. «Потерянные открытия: древние корни современной науки - от вавилонян майя». Simon & Schuster, Нью-Йорк 2002.
Ван-дер-Варден, Bartel Leendert, «вавилонская Астрономия: III. Самые ранние Астрономические Вычисления». Журнал Ближневосточных Исследований, 10 (1951), связь JSTOR 20-34.
Китайские водяные часы
Lorch, Ричард П. «Часы баланса Аль-Хазини и китайские Водяные часы Безмена». Archives Internationales d'Histoire des Sciences, июнь 1981, 31: 183-189.
Нидхэм, J., Вереск, W., и де Солла Прайс, D.J. «Небесный Часовой механизм: Большие Астрономические Часы Средневекового Китая». 2-й Выпуск. 1986. ISBN 0-521-32276-6.
Куан, Хэ Юн «Исследование в области масштаба и точности водяных часов в древнем Китае». История Восточной Астрономии, стр 57-61. (Слушания Международного Астрономического Коллоквиума Союза № 91 держались в Нью-Дели, 13-16 ноября 1985). Отредактированный Г. Сварупом, А. К. Бэгом и К. С. Шуклой. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, 1987. ISBN 0-521-34659-2.
Clagett, Маршалл. Древняя египетская Наука, Том II: Календари, Часы и Астрономия. 1995. стр 457-462. ISBN 0-87169-214-7
Cotterell, B., Диксон, F.P., и Kamminga, J. «Древние египетские Водяные часы: Пересмотр». Журнал Археологической Науки. Издание 13, стр 31-50. 1986.
Cotterell, Брайан и Камминга, Йохан. «Механика доиндустриальной технологии». Издательство Кембриджского университета, Кембридж. 1990.
Fermor, Джон, «Рассчитывая Солнце в Египте и Месопотамии». Перспективы в Астрономии, 41 (1997), стр 157-167. Наука Elsevier..
Neugebauer, Otto & Parker, Ричард А. «египетские астрономические тексты: Iii. Decans, планеты, созвездия и Zodiacs».
Поуго, Александр. «Египетские водяные часы», Isis, издание 25, стр 403-425, 1936. Переизданный в Философах и Машинах, О. Мэре, редакторе, Научные Публикации Истории, 1976. ISSN 0021-1753
Sloley, R.W., «Примитивные методы имеющего размеры времени», JEA 17, 1931, стр 174-176.
Европейские водяные часы
Bedini, S.A. «Разделенные цилиндрические водяные часы». Технология и культура 3 (2):115-141. 1962. ISSN 0040-165X
Drover, C.B. «Средневековые Монашеские Водяные часы», Антикварная Хорология, Издание I, № 5 (1954), стр 54-58.
Холм, Дональд Рутледж. «История разработки в классические и средневековые времена». La Salle, Иллинойс, паб Open Court. 1996. ISBN 0-415-15291-7
Холм, D.R. «Водяные часы Толедо c.1075». История Технологии, vol.16, 1994, стр 62-71
Scattergood, Джон. «Написание часов: реконструкция времени в последнем Средневековье». Европейский Обзор, Выпуск 4 (октябрь 2003), 11: стр издательство Кембриджского университета 453-474 (Школа английского языка, Тринити-Колледж, Дублин 2, Ирландия. jscatter@tcd .ie)
Греческие и александрийские водяные часы
Холм, D.R. (редактор & сделка) (1976). Архимед «На Строительстве Водяных часов», Turner & Devereux, Париж.
Lepschy, Антонио М. «Управление с обратной связью в древних водяных и механических часах». Сделки IEEE на образовании, издании 35, № 1, февраль 1992.
Благородный, J.V. & де Солла Прайс, D. J. «Водяные часы в Башне Ветров». Американский Журнал Археологии, 72, 1968, стр 345-355.
Woodcroft, Беннет (переводчик). «Пневматика героя Александрии». Лондон, Тейлор Уолтон и Мэберли, 1851.
Vitruvius, P., Десять Книг по Архитектуре. (М.Х. Морган, переводчик) Нью-Йорк: Dover Publications, Inc., 1960.
Индийские водяные часы
Achar, N. «На ведическом происхождении древней математической астрономии Индии». Журнал Исследований Древней Индии, vol 1, 95-108, 1998.
Флот, J. F., «Древние индийские водяные часы». Журнал Королевского азиатского Общества, 213-230, 1915.
Кумар, Narendra «Наука в древней Индии» (2004). ISBN 81-261-2056-8.
Pingree, D. «Месопотамское происхождение ранней индийской математической астрономии». Журнал Истории Астрономии, издания 4, 1-12, 1973.
Pingree, D. «Восстановление ранней греческой астрономии из Индии». Журнал для Истории Астрономии, vol 7, 109-123, 1976.
Японские водяные часы
Kiyoyasu, Maruyma. «Hoken shakai к gijutsu - wadokei ni shuyaku sareta hoken gijutsu». Kagakushi kenkyu, сентябрь 1954, 31:16-22.
Корейские водяные часы
Hahn, молодой-Ho и Нам, луна-Hyon. «Реконструкция армиллярных сфер середины Chosun: армиллярные часы И Минчола». Hanguk Kwahaksa Hakhoeji (Журнал корейской истории научного общества) 19.1 (1997): 3-19. (на корейском языке)
Hahn, Молодой-Ho, и др. «Астрономические Часы Династии Chosun: Heumgyonggaknu короля Седжонга. Kisulgwa Yoksa (Журнал корейского Общества Истории Технологии и Промышленности) 1.1 (2000): 99-140. (на корейском языке).
Гонконг, Sungook «Рецензия на книгу: корейские Водяные часы: «Chagyongnu», Поразительные Водяные часы и История Разработки Контроля и Инструментовки». Технология и Культура - Том 39, Номер 3, июль 1998, стр 553-555
Нам, луна-Hyon. Корейские водяные часы: Jagyongnu, поразительные водяные часы и история разработки контроля и инструментовки. Сеул: университетское издательство Konkuk, 1995. (на корейском языке)
Нам, луна-Hyon. На BORUGAKGI Кима Дона — принципы и структуры JAYEONGNU. Hanguksa Yeongu (Исследования корейской истории), 101 (1998): 75-114 (на корейском языке)
Нам, луна-Hyon. Jang Yeong-Shil и Jagyeongnu - реконструкция истории измерения времени периода Choseon. Сеул национальное университетское издательство, 2002. (на корейском языке)
Нам, Луна-Hyon и Джеон Сан-Вун. «Хронометрируя Системы Ранней Династии Чозона». Слушания Первой Международной конференции по вопросам Восточной Астрономии, От Го Шоуцзина королю Седжонгу, Сеула, 6-11 октября 1993, Сеула, Прессы Университета Йонсей, 1997. 305-324.
Нидхэм, Joseph, Major, John S., & Gwei-Djen, лютеций «Зал небесных отчетов: корейские астрономические инструменты и часы, 1380-1780». Кембридж [Кембриджшир]; Нью-Йорк: издательство Кембриджского университета, 1986. ISBN 0-521-30368-0
Хиеонджонг Шиллок (Истинные отчеты короля Хиеонджонга), 1 669
Джангджонг Шиллок (Истинные отчеты короля Джангджонга), 1536.
Седжонг Шиллок (Истинные отчеты короля Седжонга), глава. 65, 1434 н. э. и глава. 80, 1438 н. э.
Месопотамские водяные часы
Браун, David R., Fermor, John, & Walker, Кристофер Б.Ф., «Водяные часы в Месопотамии». Archiv für Orientforschung, 46/47 (1999/2000)
Chadwick, R. «Происхождение астрономии и астрологии в Месопотамии». Античная астрономия. БЫК. АРКА ЦЕНТРА. V. 7:1-4, P. 89, 1984. Шифр КНУДСЕНА: 1984BuCAr... 7... 89C
Fermor, Джон, «Рассчитывая Солнце в Египте и Месопотамии». Перспективы в астрономии, 41 (1997), 157-167. Наука Elsevier..
Ходок, Кристофер и Бриттон, Джон. «Астрономия и Астрология в Месопотамии». BMP, 1996 (особенно стр 42-67)
Современные водяные часы
Gitton, Бернард. «Время, как everflowing поток». Сделка. Мадемуазель Энни Чейдирон. Эд. Энтони Рэндалл. Журнал 131.12 Horological (июнь 1989): 18-20.
Тейлор, Роберт. «Самые большие часы с кукушкой Тайваня?: Воссоздание астрономических часов». Журнал Sinorama. 3-15-2006
Сюань, Гао. «Принципиальное Исследование и Эксперимент Реконструкции Астрономической Башни с часами в Древнем Китае». Переход 11-го Мирового Конгресса в Науке Механизма и машины. 18-21 августа 2003. Тяньцзинь, Китай.
Другие темы на водяных часах и связанном материале
Goodenow, J., Orr, R., & Ross, D. «Математические модели водяных часов». Рочестерский технологический институт
Landels, Джон Г. «Водяные часы и измерение времени в классической старине». Индевор 3 (1):32-37. 1979. ISSN 0160-9327
Заводы, A.A. «Водяные часы ньютона и жидкая механика водяных часов». Примечания и отчеты Королевского общества Лондона. 37 (1):35-61. 1982. ISSN 0035-9149
Sarma, S.R., «Настраивая Водяные часы для того, чтобы Определить Время Брака». в Исследованиях в Истории Точных Наук в честь Дэвида Пингри, éd. Ch. Бернетт, Дж.П. Ходжендиджк, К. Плофкер, М. Яно, Лейден-Бостон, 2004, стр 302-330.
Поводок, Дэниел. «Жизнь на древнем Ближнем Востоке, 3100-332 B.C.E». ISBN 0-300-07666-5.
Daressy, G., «старинные вещи Deux водяных часов», BIE, serie 5, 9, 1915, страницы 5-16
Ginzel, Фридрих Карл, «Умирают Wassermessungen der Babylonier und das Sexagesimalsystem», Klio: Beiträge zur alten Geschichte, 16 (1920), 234-241.
Planchon, «L'Heure Par Les Clepsydres». La Nature. стр 55-59.
Thureau-Dangin, Франсуа, «La водяные часы chez les Babyloniens [Отмечают assyriologiques LXIX]», Ревю d’assyriologie и d’archéologie orientale, 29 (1932), 133-136.
Thureau-Dangin, Франсуа, «Clepsydre babylonienne и водяные часы égyptienne», Ревю d’assyriologie и d’archéologie orientale, 30 (1933), 51-52.
Thureau-Dangin, Франсуа, «Le водяные часы babylonienne», Ревю d’assyriologie и d’archéologie orientale, 34 (1937), 144.
Внешние ссылки
Часы плавного времени в Берлине
NIST: прогулка в течение времени
Часы потока времени Бернарда Джиттона
Водяные часы Египта
Краткая история часов: от Фалеса к Птолемееву
Индианаполис детские водяные часы музея
Нанаймо, до н.э водяные часы
Апплет ударной взрывной волны: водяные часы Ctesibius
Статья Universal Dictionary Риса о Водяных часах, 1 819
Водяные часы Руаяль Горж-Бридж
Механические водяные часы Ибн Аль-Хайтама
ru.knowledgr.com
Водяные часы | Объединение учителей Санкт-Петербурга
Солнечные часы с передвижным по высоте «полюсом», компасом и шкалами с минутным делением были простым и надежным указателем солнечного времени, но страдали и некоторыми серьезными недостатками. Их работа была связана с солнечной погодой и с ограниченным периодом работы – между восходом и заходом Солнца. Нет сомнений, что это было одной из причин того, что уже древние культурные народы стали изыскивать иные пути измерения времени, не связанные с наблюдением небесных тел. Поэтому новые приборы для измерения времени принципиально отличались от солнечных часов. В то время как единица времени по солнечным часам выводилась из вращения Земли и ее движения вокруг Солнца, а для звездных – из видимого движения звезд, для хронометрических приборов (жидкостных, песочных, воздушных, огневых и др.) надо было создать искусственный эталон единицы времени, например, в виде интервала времени, необходимого для вытекания или сгорания определенного количества вещества в хронометрическом устройстве.
Подобно солнечным часам, и эта группа простейших часов прошла долгий путь развития, сопровождавшийся возникновением интересных принципов действия и конструктивных элементов. Некоторые из них, например зубчатые передачи, ролики, цепные подвески и гири, нашли применение в последующей эре хронометрии – эре механических часов. Это относится главным образом к водяным часам, которые после солнечных часов занимали второе место по количеству и были самыми важными в этой группе простейших часов.
В литературе часто говорится о водяных часах как о «клепсидрах». Это наименование происходит от сочетания двух греческих слов klepto – брать и udor – вода. Судя по греческому наименованию этих часов, можно было бы ошибочно считать, что именно Греция является колыбелью водяных часов. Однако дело обстоит вовсе не так. В значительно более примитивном виде водяные часы были известны уже египтянам и некоторым культурным народам Дальнего Востока. Греческое происхождение наименования водяных часов свидетельствует о том, что в Древней Греции они как бы «обжились», стали считаться сугубо греческим предметом и что именно греки сделали многое для усовершенствования этих часов.
Представляется, что простейшими водяными часами были китайские и индийские часы этого рода. Они имели форму полусферической чаши с небольшим отверстием в дне, через которое медленно вытекала вода. Эти водяные часы, способные измерять продолжительность интервалов времени между моментом помещения чаши на водную поверхность и ее погружением в воду, были, собственно говоря, аналогией одного типа песочных часов, о которых мы упомянем ниже. В Индии водяные часы под названием «яла-янтра» были известны по меньшей мере за 300 лет до нашей эры. Это были преимущественно часы «истечения» с небольшим отверстием в дне. Сначала при восходе Солнца заполняли эти часы водой, которая затем вытекала, так что до вечера процесс заполнения и истечения воды повторялся пять-шесть раз. Первыми, кто пользовался водяными часами, были египтяне, и у них сохранились, по всей вероятности, самые старые водяные часы в мире. Это были» часы «истечения», относящиеся к эпохе владычества Аменхотепа III (1414...1375 гг. до н.э.), хранящиеся в музейных коллекциях в Каире. Они были обнаружены в 1940 г. в храме Аммона в восточных Фебах. На внутренней поверхности их алебастрового корпуса наколами обозначено 12 часовых шкал для измерения времени в соответствующих месяцах. Сосуд заполняли до самого верха водой, которая затем вытекала через небольшое придонное отверстие.
Египтянам были известны разновидности таких часов с поступлением и с вытеканием воды. Об этом сохранились довольно детальные сообщения в обнаруженных папирусах. В них имеются и данные о шкалах, выгравированных на корпусах таких часов. Основной единицей для шкал была мера в палец (палец равен 1/4 ладони или 1/28 локтя, т.е. 18,75 мм). Шкала обычно имела 12 пальцев. Отсюда можно сравнительно легко судить об общем размере таких часов. Египетские «приточные» водяные часы были несколько сложнее аналогичных часов восточного происхождения. Обычно они имели форму цилиндра с 12-часовой шкалой на внутренней поверхности. Часовой сосуд заполнялся водой, поступающей по каплям из специального сопла. Некоторые подобные часы имели поплавок, который после повышения уровня воды до определенной степени открывал выпускной кран. У большинства античных культур длина дневных и ночных часов изменялась в зависимости от сезонов года. Напомним, что вавилоняне делили день на 12 часов, и длина этих часов зависела от времени между восходом и заходом Солнца. Измерение часов неодинаковой длины с помощью часов «втечения» или «истечения» было довольно трудным делом. Эти часы должны были иметь много шкал или специальные устройства для регулирования поступления или истечения воды. Один из таких возможных способов несколько лет назад описал в своей книге «Histoire de l'astronomie moderne» («История современной астрономии») Бэйлли. Основой этого способа было использование конического корректирующего элемента, задвигаемого в полость конического конуса «часов истечения». Изменением положения корректировочного элемента изменяли уровень воды в полости, а этим – и скорости течения жидкости и понижения уровня жидкости на часовой шкале.
Арабские, индийские и китайские водяные часы, созданные до нашей эры, были весьма примитивны. И все же древние египетские астрономы сумели с помощью таких часов измерить с приемлемой точностью диаметр Солнца. Их измерение исходило из простого метода – сравнения количества воды, истекшей из водяных часов за период одного оборота Земли, с водой, истекшей за время прохождения кажущегося диаметра Солнца через горизонт. Для полноты нужно добавить, что указанный метод приемлем лишь в тех местах, где Солнце заходит перпендикулярно горизонту, что относится к территории Египта, находящейся к югу от тропика Рака, но не относится к европейским странам.
Наличие водяных часов, не связанное с египетским влиянием, известно и у других древних культур. Примерно около 650 г. до н.э. ассирийцы строили конические водяные часы с круглыми концентрическими временными шкалами, с диапазоном от 2 до 24 ч. Эмпедокл из Акраганта упомянул примерно в 450 г. до н.э. о водяных часах, предназначенных для измерения времени, представляемого ораторам во время судебных процессов. Водяные часы древних ораторов были, по существу, большими амфорами, внутренняя поверхность которых имела форму, образованную вращением параболы или эллипсоида. В такой амфоре высотой около 1 м и шириной несколько более 40 см находилось при ее заполнении около 1 гл воды. При диаметре отверстия истечения в 1,4 мм требовалось почти 10 ч на полное опорожнение сосуда. Время, истекшее после начала истечения воды, указывалось на шкале, имевшейся на поплавке. Поплавок опускался в амфоре равномерно, поскольку уменьшение скорости истечения компенсировалось уменьшающимся внутренним диаметром сосуда.
Роль водяных часов бывала различной. Военный историк Айнаяс, писавший около 360 г. до н.э., упоминает о том, что с помощью водяных часов измерялась продолжительность ночных дозоров.
Простая форма первых водяных часов постепенно обогащалась новыми элементами. То, что «клепсидра» не зависела от света Солнца, сделало из водяных часов прибор, пригодный для непрерывного измерения времени и днем, и ночью. Отсюда вытекали и различные стремления к изобретению остроумных гидравлико-пневматических механизмов для звуковой сигнализации о времени, для освещения часов ночью и т.д. Такие элементы можно найти у целого ряда водяных часов арабского происхождения, о проникновении которых в Китай есть упоминание уже от 202 г. до н.э. в труде Чау-ли.
Самая интересная эра водяных часов связана с Грецией, куда они попали сравнительно поздно, лишь около 400 г. до н.э., и это произошло, по всей вероятности, благодаря Платону. Поистине легендарной фигурой в области изготовления «клепсидр» стал известный греческий механик Ктезибий Александрийский, живший примерно 150 лет до н.э. Тогда в Греции измеряли время планетными часами (день и ночь имели одинаковое количество часов, длина которых измерялась применительно к сезону года). Римский архитектор Витрувий даже называет Ктезибия в своей девятой книге об архитектуре изобретателем водяных часов. Хотя это утверждение неправильно, все же нельзя отрицать, что Ктезибию принадлежит решающая роль в техническом усовершенствовании водяных часов.
Сохранились сообщения о двух приборах – часах Ктезибия, которые ввиду своих особых достоинств заслуживают хотя бы краткого описания. В часах, приводимых водяным колесом, Ктезибий осуществил идею передачи сил и движения зубчатым механизмом, проект которого еще в IV в. до н.э. теоретически наметил Аристотель, но практически использовал лишь Ктезибий. Зубчатая передача соединяла ведущий механизм со шкалой времени, расположенной на цилиндрической поверхности поворотной колонны и разделенной вертикальными прямыми на четыре основных поля. Система из 24 наклонных линий образовывала, собственно говоря, часовую шкалу для измерения планетных часов. Колонна со шкалой, приводимая водяным колесом, вращаясь вокруг своей оси, совершала один оборот в год. Поэтому и камеры водяного колеса в нижней части часов заполнялись водой медленно, причем вода подавалась в небольшом количестве по особому трубопроводу. Статуэтка со стрелкой двигалась с помощью специального поплавкового механизма, управляемого другой статуэткой, находящейся на другой стороне часов. Слезы – водяные капли, – капающие из глаз статуэтки, накапливались в сборники-подставки, откуда через трубопровод текли в поплавковую камеру стрелочного механизма. Кроме того, эти часы имели еще специальное устройство, которое через определенные интервалы выбрасывало на чашку мелкие камешки (это было звуковой сигнализацией ночных часов).
Вторые часы Ктезибия усовершенствованы. Они отличаются от первых тем, что их стрелка в верхней части с циферблатом управлялась поплавком, подвешенным на цепи, навернутой вокруг вала стрелочного указателя. Лунный календарь с зодиаком в нижней части часов тоже приводился в движение водяным колесом, камеры которого были закреплены непосредственно на задней стороне зодиаковой плиты.
На аналогичном принципе построил намного позднее свои часы Оронтий Финаэус. Схема этих часов сохранилась в сочинении «De solaribus horologies», изданном в Париже в 1560 г.
Введение водяных часов в Риме тесно связано с цензором П. Корнелием Сципионом Назикой, который в 172 г. до н.э. первым ознакомил римлян с этим видом часов. То, что здесь водяные часы быстро привились, подтверждается находкой римских водяных часов с календарем, обнаруженных при раскопках в Зальцбурге и у Цайнота. И Витрувий описал примерно в 24 г. до н.э. водяные часы с поплавком, у которых движение поплавка переносилось цепью на циферблатный круг с неподвижной стрелкой.
Башня ветров в римской агоре (место собраний, площадь) в Афинах, построенная македонским геометром Андроником Кирргестом примерно в 75 г. до н.э., является одним из небольших античных сооружений, сохранившихся неповрежденными, хотя их внутреннее оборудование, естественно, не сохранилось. В детальном исследовании остатков каналов в полах и в стенах, выполненном в 1965 г. Нобелем и Прицом, было реконструировано внутреннее устройство здания, центром которого были водяные часы с поворотным краном, снабженным звездной картой и «солнцем». Весь этот комплекс приводился в движение водяным механизмом. Клепсидры в сочетании с астрономической частью, дополненной комплексом из девяти солнечных часов, сначала создавали впечатление, что речь идет о сооружении, которое когда-то выполняло роль общественных часов у входа на базарную площадь. Однако позднейшие исследования обнаружили еще другие важные задачи этого объекта. Башня ветров должна была демонстрировать принцип четырех основных стихий, на которых были построены основы античной науки.
В отличие от солнечных часов характер водяных часов позволял широко развивать некоторые их механические элементы. В руках опытных и одаренных воображением мастеров возникли выдающиеся произведения, отличающиеся высокой художественной ценностью и оригинальной функциональностью. К таким произведениям бесспорно относятся бронзовые водяные часы, изготовленные в период 799...807 гг., которые Гарун-аль-Рашид послал в подарок Карлу Великому. Эти часы с богатыми орнаментальными украшениями имели часовой циферблат и каждый час провозглашали звуковым ударом металлического шара, который выскакивал из часов на декоративную решетку. В полдень у этих часов открывались ворота и из них выезжали рыцари. Этот необычный элемент говорит о том, что тогда была развита техника автоматических движущихся фигур, с которой мы в широком масштабе встречаемся в Европе лишь немного позднее – в период готики, а затем снова в XVIII в. во времена короля автоматических механизмов и движущихся фигур-автоматов француза Вокансона.
Упомянутый дорогой подарок калифа не был в истории водяных часов единственным. Значительно раньше, еще в 490 г., король западных готов Теодерик выбрал именно водяные часы для подарка королю Гундебальду в Бургундии. Подобная идея пришла в голову в середине VIII в. папе Павлу I, подарившему французскому королю Пипину Короткому художественно украшенные водяные часы. В 1232 г. император Фридрих II получил в подарок от султана Саладина из Багдада большие астрономические водяные часы. Многочисленные упоминания о водяных часах и их популярности в средневековых королевских дворцах встречаются и в письмах различных правителей. Из них мы узнаем, например, что Альфонс Х пользовался при своих астрономических исследованиях не только свечечными и ртутными часами, но и водяными часами.
Рис. 4а. Реконструкция пагодных астрономических часов, XI в.
Очень старую традицию водяные часы имели в Китае. Сооружением таких часов здесь начали заниматься примерно в то же время, когда в Греции Герон изобретал свои гидравлические и пневматические механизмы. Тогда Чанг Хенг построил небесный глобус, приводимый в движение силой воды. Значительно более сложным часовым прибором с водяным приводным механизмом, изобретенным уже в христианскую эру около 725 г., являются водяные часы И-Хсинга. Верхом совершенства несомненно был проект больших пагодных астрономических водяных часов, разработанный в 1090 г. и осуществленный Су-Сунгом с сотрудниками в Кай фенге в провинции Хонан – в тогдашней столице китайской империи. Эти часы имели сигнальное устройство времени, похожее на то, которое имелось у водяных часов Ктезибия. Астрономическая часть часов Су-Сунга имела форму армилярной сферы и небесного глобуса. Внешний вид и общая схема этих часов видны на реконструкции, выполненной Христиансеном и приведенной на рис. 4а, б. Особенностью этих часов является большое водяное колесо с замкнутым кругооборотом воды, приводящее в движение часы в целом и являющееся некоторой аналогией механического спуска, появившегося позднее в Европе у первых механических часов. Существуют пока еще неподтвержденные предположения о какой-то связи водяного «спускового» механизма Су-Сунга со спусковым механизмом механических часов. Во всяком случае многие считают, что принцип регулятора хода пагодных астрономических часов Су-Сунга является важным соединительным звеном между водяными и механическими хронометрическими приборами.
Рис. 4б. Реконструкция пагодных астрономических часов, XI в.
Средневековый арабский инженер Аль-Язари написал в 1206 г. книгу, в которой он, помимо описания различных механизмов, уделил существенную часть водяным часам для измерения текущего солнечного времени и других постоянных интервалов времени. В шести из десяти глав книги он детально описывает водяные часы с различными фигурными элементами, а в остальных главах он знакомит читателей с некоторыми видами огневых свечных часов. Книга Аль-Язари является свидетельством высокого уровня средневековой механики на Ближнем Востоке. Необычайное исполнение этих часов и их остроумная конструкция заслуживают того, чтобы мы описали хотя бы один из хронометрических приборов Аль-Язари – водяные часы с флейтовым сигнальным устройством для измерения постоянных интервалов времени.
Как и Су-Сунг, Аль-Язари исходит из фигурального изображения времени в отличие от конструкторов последующих периодов, которые перешли на цифровые» индикаторы. Указательный механизм водяных часов Аль-Язари (рис. 5) представляет собой скульптурные изображения четырех павлинов – павлин, два молодых павлина и над ними пава. Эта фигурная часть дополняется сверху 15 стеклянными шарами в полукруглом междукружье. Во время рассвета пава занимает положение, указанное на рисунке, а затем она медленно поворачивается клювом и движется до тех пор, пока не доходит до противоположного положения. Это движение она совершает за полчаса. Специальный механизм, управляющий движением стеклянных шариков, поворачивает первый из них так, чтобы стала видной красная половина его поверхности. В этот момент оба павлина под павой начинают двигаться, издают громкий свист, после чего находящийся внизу павлин начинает медленно поворачиваться и раскрывает веер своего пестрого хвоста. Затем пава снова возвращается в свое первоначальное положение. Этот процесс повторяется каждые полчаса до захода солнца, а количество стеклянных шаров с виднеющейся красной поверхностью указывает количество прошедших за это время получасов. Для различения ночных и дневных часов служил источник света, который ночью освещал стеклянные шары.
В следующей части этого же рисунка приведена схема ведущего водяного механизма, управляющего движением павлина. Вода здесь вытекает из бака в сосуд, закрепленный в подвеске так, чтобы после его наполнения он в определенный момент опрокинулся, причем его содержимое переливалось бы в нижнюю ванну и текло бы оттуда на лопасти водяного колеса. Водяное колесо приводит в движение передаточный механизм, соединенный с павлином. Другая схема изображает звуковой механизм флейт и приводное устройство молодых павлинов. Водяное колесо, приведенное в регулярное движение, отклоняет с помощью тяг павлинов от их первоначальных положений, а вода, вытекающая из ванны под водяным колесом в нижний бак, выжимает из него воздух на язычок флейт.
В действительности механизм этих часов Аль-Язари был намного сложнее. Приведенное описание работы некоторых его частей дает представление об остроумии авторов и сложности приборов, которые арабский мир знал намного раньше, чем подобные элементы появились в Европе.
Эпоха Возрождения, которая сопровождалась возвратом к античному искусству, античной философии и науке, воскресила и интерес к механике, построенной на основе достижений Архимеда, Ктезибия и Герона. Составной частью этого наследия античной механики были и водяные часы, которые в конце средних веков были в монастырях незаменимы для определения времени богослужений, трапез, а также для сложных астрономических наблюдений (рис. 6). Растущий интерес к механике и механизмам отразился также в сочинениях ученых того времени, в эскизах Леонардо да Винчи, в знаменитом произведении Каспара Шотта «Technica curiosa», в трудах Кирхера и т.д. Мы можем найти в них анализ различных принципов водяных часов, что свидетельствует о том большом интересе, который в ту пору вызывали такие часы.
Оригинальная конструкция водяных часов описана Соломоном де Каусом. Это водяные часы барабанного типа, главными частями которых являются замкнутый металлический барабан с лучеобразно расположенными неподвижными перемычками. Барабан частично заполнен водой. Через небольшие отверстия в перемычках у внешнего контура вода течет из верхних камер вниз. Ее вес компенсирует вес барабана, висящего на двух струнах, наматывающихся на концы его оси. Результатом взаимодействия сил является медленное отматывание струн и опускание барабана. Ось барабана или связанный с ним специальный стрелочный индикатор указывают время на вертикальной боковой шкале. Описываемые Соломоном часы имели к тому же сигнальное устройство. Известный экспериментатор Гаспар Шотт описал аналогичные часы, в которых вода заменена тонким песком. Принципа, описанного Соломоном, придерживался и доминиканец Архангеле Мария Ради, который, будучи соучастником работ Шотта, детально описал в 1665 г. устройство и работу водяных барабанных часов.
Идеей использования воды для управления движением регуляторов колесных часов занимался в первой половине XVII в. француз Клод Перро. Значительно позднее, в 60-х годах XIX в., эту идею снова развил и разработал итальянец Эмбриако из Рима.
Водяные часы были важной вехой в историческом развитии хронометрических приборов. Выражение «aquam perdo» (теряю воду), которое было крылатым в эпоху Цицерона, подтверждает, какую важную роль играли водяные часы при ораторских выступлениях, судебных заседаниях и в общественной жизни вообще. Исключительно большая заслуга греков в совершенствовании этих часов удивительно контрастирует с пассивным отношением к этим техническим новинкам со стороны римлян, которые ознакомились с первыми водяными часами лишь по сообщениям Плиния, в 172 г. до н.э.
Опубликовать
