Про солнечные часы

Ноябрь 06, 2020 в Маргарита Серебрянская, Краматорск интеллектуальный, Культура, Мысли вслух, просмотров: 109

"Почти полтора века стояли они на площади. Ранним утром, когда над серебристо-матовой чешуёй моря всплывал огненный диск, восьмигранная доска чистейшего каррарского мрамора нежно розовела, точно к её поверхности приливала алая кровь, и между тонкими чёрточками минутных делений начинала двигаться прозрачная теневая стрелка. Часы оживали с первым лучом солнца и замирали с последним его лучом.

По солнечным часам гудел фабричный гудок, отходили в морскую даль пароходы, шли на службу сонные чиновники, спешили в гимназию стайки юрких гимназистов.

И всегда здесь, на зелёных скамейках, на солнечном припёке, сидели портовые люди и, не торопясь, обсуждали международные дела и цены на пшеницу.

Многие годы по солнечным часам шла жизнь этого южного городка, омываемого вечно говорливым морем.

Потом к городу протянули из степи проволоки, и горожане стали сверять свои часы на вокзале, куда время приходило из самой столицы по гудящим проводам.

А ещё полвека спустя за точным временем не надо было даже выходить из дому: двумя продолжительными и одним коротким сигналами оно возвещало о себе прямо из эфира на каждой улице, в каждом доме.

Солнечные часы ещё стояли на площади, ещё скользила их теневая стрелка по искристому мрамору, но уже редко кто мог разобраться в тонком рисунке линий, что густой сеткой покрывали доску мрамора.

И лишь два человека, каждое утро пересекавшие площадь, неизменно останавливались у восьмигранного пьедестала мраморной доски.

Один, высокий старик со шрамом на впалой щеке, со скрипучим протезом вместо левой ноги, вынимал из жилетного кармана массивный хронометр, другой, худощавый мальчик лет тринадцати, стройный и гибкий, высовывал из рукава миниатюрные часики на узком ремешке. Кивнув друг другу, старик и мальчик расходились: первый направлялся к голубому, со стеклянной стеной павильону, над которым повисли в воздухе золочёные часы-реклама, второй бежал к большому каменному зданию, из окон которого лился на площадь звон ребячьих голосов.

Казалось, ни в ком уже из горожан, кроме этих двух, не осталось и следа от прежнего интереса к солнечным часам. И вдруг он вспыхнул с силой, какой не знали часы в свои самые счастливые времена..." (из повести «Солнечные часы», И.Д. Василенко, Р., 1974 г.).

Итак, гномоника (раздел прикладной математики, предметом которого является расчёт солнечных часов) после довольно долгого перерыва возвращается к нам. Конечно, солнечные часы в той или иной мере интересовали людей всегда, однако сейчас интерес к этому древнему прибору возрастает. Существует две категории людей, в фокусе внимания которых находятся солнечные часы. Во-первых, те, кто понимает красоту гномоники, будучи связанным с ней профессионально — астрономы, геодезисты и другие представители естественных наук. Во-вторых, это искренние энтузиасты, которые достаточно хорошо образованны, чтобы понять, что солнечные часы — предмет приложения историко-научных и историко-культурных ассоциаций.

Энтузиасты объединены в национальные сообщества. Примечательно, что после целой эпохи забвения, когда гномоника совсем не была востребована, такие сообщества возникли практически одновременно в нескольких странах мира, и прежде всего — в Англии и США. Цели этих ассоциаций весьма достойны: они объединяют людей различных специальностей, интересующихся изучением, разработкой, историей и реставрацией солнечных часов; они издают специализированные журналы и альманахи, предоставляют энтузиастам этого благородного дела возможность встречаться, общаться, обучаться, обмениваться идеями.

Несколько строк из заявления о создании NASS (North American Sundial Society): «Северо-американское сообщество солнечных часов объединяет тех, кто рассматривает солнечные часы как нечто большее, чем просто садовое украшение. Были времена, когда умение тонко разбираться в солнечных часах во всех их многообразных формах было неотъемлемой частью научного и математического обучения любого образованного человека. Эссеист Хилари Биллок однажды заметила, что цивилизация теряет свои ценности неким неосознаваемым образом. Цивилизация теряет их ещё до того, как начинает осознавать, что ступила на путь утрат, и когда я говорю „ценности“, я имею в виду научные открытия и навыки человека как такового.

Солнечные часы быстро становятся частью забытого искусства и утраченных знаний. Участвуя в NASS, вы можете замедлить этот неосознаваемый процесс и способствовать новому обретению и совершенствованию забытой науки».

Приведённый текст, а также синхронность в провозглашении национальных ассоциаций (все они возникли в 1990-е годы ХХ столетия) наводят на мысль, что обществу одномерных потребителей надоели его бесперспективные потребительские ценности, и оно стремится обратиться к ценностям более надёжным.

... Солнечные часы, основанные на кажущемся суточном, а иногда и годовом движении Солнца, несомненно, были самым распространённым хронометрическим прибором. Появились они, когда человек оказался в состоянии осознать взаимосвязь между длиной и положением тени от предметов и положением Солнца на небе. Но даже после осознания этого люди не сразу начали устанавливать на городских площадях солнечные часы: ведь нужно было сформулировать понятие «время». До сих пор ещё бродят кое-где по Земле первобытные племена, прекрасно знающие, что такое тень, но обходящиеся, тем не менее, без часов. В этом просто нет нужды!..

Известно, что в своём первоначальном виде солнечные часы имели форму обелиска, однако точная дата их возникновения неизвестна. Их, кстати, могли изобретать несколько раз в различных местах.

Традиционная история располагает сведениями, будто первым солнечные часы упомянул китайский учёный Чиу-пи (около 1100 года до н. э.). В своей рукописи он сообщил, что с помощью этого прибора китайцы легко установили летнюю и зимнюю высоту Солнца, определив наклон эклиптики в 23°52 . Не совсем ясно, правда, как это было измерено, поскольку нужные для подобных исследований знания (в частности, тригонометрия) появились значительно позже. Конечная цель исследований также не совсем ясна. Впрочем, довольно продолжительное время китайцы считали свою страну Срединной империей, накрытой куполом неба, и никакого представления ни о шарообразности Земли, ни об эклиптике не имели.

Самые благоприятные климатические условия для измерения времени с помощью солнечных часов имеет Египет, поэтому более достоверным представляется мнение, что первые солнечные часы — гномон, вертикальный обелиск со шкалой, нанесённой на землю возле него, — появились именно здесь.

Обелиски служили одновременно для почитания культа бога Солнца. Как правило, их устанавливали перед входами в храмы. Традицию установления солнечных часов у храмовых врат можно проследить и в Европе вплоть до XIX века.

До наших дней сохранился древний египетский обелиск высотой около 34 метров. Считается, что в 10 году до нашей эры, в царствование императора Августа, он был перевезён из египетского Гелиополя в Рим и установлен на Марсовом поле, причём руководил этой операцией математик Факундус Новус. Гномон поставили в центре специальной панели, на которой расчертили циферблат; часовые линии были выложены из бронзовых металлических частей. По свидетельству Плиния Старшего, обелиск служил для определения времени года и долготы дня. Простоял он несколько веков, но в эпоху упадка Древнего Рима был сброшен и надолго забыт. В 1463 году его опять нашли — расколотым на пять частей. По приказу Папы Бенедикта XIV архитектор Джованни Антинори отреставрировал обелиск, и в 1792 году его установили на площади Монтечиторио в Риме, где он стоит и поныне. В память о былом применении обелиска на его вершине разместили глобус с отверстием, через который в полдень проходит солнечный луч и падает на специальную отметку на земле. Несмотря на то, что в настоящее время обелиск, как солнечные часы, утратил свою актуальность, он, как и Ватиканский обелиск, продолжает служить людям в этом качестве.

Помимо обелисков, в древнем Египте были созданы и другие конструкции солнечных часов. Например, состоящие из горизонтальной части — линейки с хронометрической шкалой длиной около 30 сантиметров — и перпендикулярного ей «плеча», отбрасывающего тень на шкалу. Были также и ступенчатые часы с двумя наклонными поверхностями, ориентированными по оси восток-запад и разделёнными на ступени. При восходе Солнца тень падала на край верхней ступеньки одной из поверхностей, восточной, затем постепенно опускалась, а к полудню исчезала. После полудня тень снова появлялась в нижней части западной поверхности, откуда поднималась до тех пор, пока при заходе Солнца не касалась грани верхней ступеньки. У таких часов время определялось не направлением тени, а её длиной.

Измерение времени длиной тени сохранилось кое-где вплоть до позднего Средневековья. Врач и географ Паоло Тосканелли построил в 1468–1482 годах на костёле Святой Марии де Фиоре во Флоренции гномон высотой 84,5 метра, с помощью которого удавалось измерять с полусекундной точностью местный полдень. С помощью этого гномона Тосканелли уточнил и подтвердил данные астрономических таблиц.

Были и другие типы солнечных часов: например, со шкалой для определения времени по направлению отбрасываемой тени. Для правильного показания времени верхняя линия шкалы была горизонтальной и составляла прямой угол с плоскостью местного меридиана. Поскольку компас ещё не был известен, для правильной установки часов приходилось вести наблюдения за моментами солнцестояний или равноденствиями.

На древних солнечных часах деления наносили, исходя из практического опыта, позже — на основе теоретического расчёта. Правда, не всегда верного. Египтяне, например, знали, что тень, отбрасываемая гномоном, различна в зависимости от времени года, однако разница не учитывалась. Абсолютно точное время здешние гномоны показывали лишь дважды в год: в дни весеннего и осеннего равноденствия. Поэтому позже, чтобы улучшить результат, стали строить солнечные часы с особыми шкалами для разных месяцев.

При кажущейся простоте, в ходе разработки теоретических основ науки о солнечных часах — гномоники — возникали и решались математические задачи о трисекции угла, о конических сечениях, о стереографической проекции и т. д. Решение этих задач на мусульманском Востоке привело к обоснованию и применению в практике формул прямолинейной и сферической тригонометрии. Создание солнечных, водяных, песочных часов способствовало развитию точной механики, которая, в свою очередь, была связующим звеном между приборостроением и опытной наукой.

Из Египта знания о солнечных часах стали распространяться по всему миру. Об этом можно рассуждать в общеисторическом и хронологическом контекстах.

Во-первых, тот факт, что теоретическое обоснование для солнечных часов делали в мусульманских государствах, говорит нам, что пришли они туда не ранее VII века.

Во-вторых, подобные научно-технические разработки могут вести только народы, имеющие для этого и подготовленных людей, и средства, и, собственно, потребность в измерении времени. Достоверная история Византийской империи и отдельных её территорий, в отличие от полумифической истории Древнего Китая, доказывает, что процесс научно-технического развития, при всех его зигзагах, имеет эволюционный и международный характер.

Византия, по сравнению с другими странами мира, достигла высочайшего уровня развития техники. Арабы учились у византийцев многому, в том числе конструированию и изготовлению различных видов солнечных часов.

А в самой Византии были распространены настенные вертикальные солнечные часы. Они имелись на стенах церквей и общественных зданий и были, примерно, такого же типа, как на стенах Башни ветров в Афинах или на стене византийской церкви, построенной на месте языческого храма Грация. На циферблате впервые появляются числа.

Свидетельства о наличии в Константинополе часов как прибора времени историки находят в документах, отнесённых ими к VI веку, но, к сожалению, без какого-либо пояснения их устройства. На основании эпиграммы, относящейся ко времени царствования Юстина II (565–578 гг.), византиевед Рейске заключает, что уже в VI веке у византийских греков были часы с боем (по крайней мере, главные городские). Конечно, датировка такого сообщения требует дополнительной проверки и больших дополнительных размышлений.

В «Уставе» Константина Багрянородного (911–959 гг.) упоминается профессия часовщика. Здесь же говорится о наличии в империи специальных людей, отбивавших часы церковных служб и молитв. Предполагается, что во дворце отбивание часов необходимо было не столько для молитвенных собраний, сколько для обозначения времени собраний воинов, открытия и закрытия дворца, смены стражи и других действий, совершающихся регулярно.

Учтём, однако, что при господстве аграрного строя и ремесленной техники (будь то в Древнем мире или в Средние века) не было нужды делить время на мелкие отрезки и точно их измерять, как теперь. Люди определяли время по естественному движению Солнца, по длинным летним дням и коротким зимним, которые одинаково делили на 12 часов, а потому летние и зимние часы были, соответственно, разными.

Подчеркнём особо: под влиянием изменяющегося наклона Солнца изменялась в течение года длина дневных и ночных часов. Согласовывать час, который показывают приборы с равномерной шкалой (водяные, огневые, песочные и механические часы) с длительностью часа солнечных часов — труднейшая проблема.

Более поздние солнечные часы получили криволинейные шкалы, что устранило этот недостаток. Такими часами со сложными шкалами, рассчитанными для квартальных или месячных интервалов, пользовались, примерно, до XV века. Также до конца XIV века в Центральной Европе были весьма распространены настенные вертикальные солнечные часы с горизонтальной теневой штангой, перенятой первоначально из Египта. Но в Египте, благодаря сравнительно малой удалённости от экватора, время определялось с приемлемой степенью точности, тогда как в Греции, Италии или Чехии эта точность была значительно хуже.

Новую эпоху в развитии солнечного часостроения открыло важное изобретение, сделанное в 1431 году. Принцип его заключался в установке теневой стрелки в направлении земной оси. Такую стрелку назвали полуосью. Этим простым нововведением было достигнуто равномерное вращение тени вокруг полуоси, с поворотом каждый час на 15°.

Разновидность экваториальных часов — аналемматические солнечные часы, стрелка которых направлена перпендикулярно плоскости часовой шкалы, однако эта шкала лежит не в плоскости, параллельной экватору, а в горизонтальной плоскости — например, непосредственно на земле.

Если бы нам понадобилось измерять этими часами время, то надо было бы вынести часовую шкалу на эллиптическую кривую и при этом одновременно изменять положение стрелки в меридиональной плоскости применительно к сезону года. Описание таких часов впервые появилось в астрономических трудах XVI века, но детальными измерениями с помощью этих часов стал заниматься лишь в середине XVIII века астроном и директор Парижской обсерватории Жозеф Жером Лаланд.

Стало возможным ввести равномерное время для всего года, причём отрезки, соответствующие часам, были одинаковой длины независимо от изменяющейся высоты Солнца. Одним из первых упоминаний о часах с полуосью является рукопись Теодорика Руффи от 1447 года. Некоторые солнечные часы того времени имели одновременно гномон и полуось; они описаны в рукописи арабского астронома XV века Сибт-аль-Маридини; аналогичные часы построил примерно в то же время египетский астроном Ибн-аль-Магди.

Прогресс, которым ознаменовалась наука в эпоху Возрождения, отразился и на конструкции солнечных часов. Сравнительно быстро (примерно, за 130 лет) прежние несовершенные часы превратились в весьма точные для своего времени хронометрические приборы, которыми можно было измерять время в любом месте Земли. Для правильной установки часов стали использовать компас.

Один из первых создателей солнечных часов с корректирующим компасом — астроном и математик Региомонтан, известный также как Жоан де Монте Регио, работавший в середине XV века в Нюрнберге. Он также был автором первого специального труда о солнечных часах.

Сочетание солнечных часов с компасом привело к тому, что их стало возможным использовать повсеместно. Появились портативные, карманные или дорожные модели часов. Солнечные часы в виде полого полушария со стрелкой, отбрасывающей тень на внутреннюю полость, начали строить с 1445 года, хотя официальная история науки и относит их изобретение к античности.

Интересны кольцевые солнечные часы, один из вариантов дорожных: они одновременно служили и в качестве декоративной подвески. Главной их частью было латунное кольцо диаметром в несколько сантиметров, сопряжённое с другим подвижным кольцом, снабжённым отверстием для солнечного луча. На внешней поверхности главного кольца гравировали начальные буквы месяцев, а против них, на внутренней поверхности, находилась часовая шкала. Перед измерением надо было повернуть меньшее колечко так, чтобы отверстие для луча лежало у наименования нужного месяца. Для измерения времени часы выставляли таким манером, чтобы солнечный луч проходил через отверстие и указывал час на шкале.

Первое описание таких часов в виде перстня с печатью содержится в книге врача Боне, изданной в Париже в 1500 году.

Одной из самых популярных разновидностей дорожных солнечных часов были так называемые пластинчатые часы. Первые экземпляры появились в Европе в 1451–1463 годах. Обычно они состояли из двух, а иногда из трёх одинаковых по величине четырёхгранных прямоугольных пластинок, соединённых подвесками, причём в нижней пластинке обязательно должен был находиться компас.

Имеется описание деревянных восьмигранных палок с металлическим острием длиной 160 сантиметров и с вырезанными часовыми шкалами. Это — дорожные солнечные часы (ашадах), которыми пользовались в Средние века индийские паломники. В ручке такой палки просверливали обычно четыре сквозные отверстия, в которые над шкалой для соответствующего месяца вдвигался стержень длиной около 15 сантиметров — так, чтобы его острие при вертикальном положении палки отбрасывало тень на шкалу. На палке должно было быть 12 шкал. Поскольку для дней, удалённых от солнцестояния на одинаковое время, действовали одинаковые условия, то достаточно было иметь 8 шкал. Наименование ашадах эти часы получили по тому сезону (июнь — июль), в котором совершались паломничества.

С начала XVI века теорию солнечных часов начали преподавать в университетах Виттенберга, Тюбингена, Ингольдштадта, в Праге и в Штирском Градце как составную часть математики.

Примерно, в это же время появились оконные солнечные часы. Они были вертикальными, их циферблатом являлась поверхность окна храма или ратуши. Циферблат обычно состоял из мозаичной филёнки, залитой свинцом. Стрелка отбрасывала тень на циферблат, устроенный так, чтобы конец тени указывал не только часы, но и положение Солнца в зодиаке. Прозрачная шкала позволяла наблюдать время, не выходя из здания.

Были и зеркальные солнечные часы, отражавшие солнечный луч зеркалом на циферблат, расположенный на стене дома. Первым такие часы описал Й. Б. Бенедиктус в книге, изданной в Турине в 1574 году. По некоторым сведениям, конструированием зеркальных часов занимался и Николай Коперник, чему, пожалуй, можно верить, поскольку до сих пор сохранился циферблат зеркальных часов на Ольштынском замке, предположительно, его работы.

С точностью солнечных часов механические приборы не могли сравниться до того времени, как в них стали применять маятниковый осциллятор. Но и после его появления солнечные часы сохранили свою популярность. Наибольшего расцвета их производство достигло в XVI-XVII веках; их созданием занимались передовые европейские математики и астрономы. К тому же, они очень долго оставались обязательной принадлежностью обсерваторий. Ещё и в XVIII веке их строили в астрономических обсерваториях стран Востока, например, в Индии. Савай Джай Сингх II, махараджа Джайпура, основав в 1708–1710 годах большую обсерваторию в Дилли, поставил там гномон высотой 18 метров. Вскоре после этого он приказал построить подобные часы в Бенаресе, Муттре, Удджайне и в Джайпуре.

Но люди изыскивали и примитивные способы измерения времени с помощью Солнца. Иногда естественным пособием для этого была человеческая рука! Первые сообщения о подобных «ручных часах» относятся к началу XVI века. Левую руку поворачивали ладонью вверх, причём направленный вверх большой палец выполнял роль теневой стрелки. В зависимости от длины этой тени в сравнении с остальными пальцами руки можно было примерно определить время. Этот простейший способ измерения времени во Франции, Южной Германии и других странах был хорошо известен вплоть до XIX века.

... В течение многих столетий солнечные часы не только выполняли свою главную функцию — показывали время, — но являлись также символом познания Вселенной. О популярности солнечных часов можно судить по огромному количеству посвящённых им стихотворений и произведений прозы разных лет.

Своеобразное, по-своему любопытное стихотворение опубликовал современный автор Голден Май:

Пронзая циферблат, лежащий на земле,
Ось теневым лучом свободного полёта
Модель Вселенной времени рисует на песке:
В ней жизни ход по Солнцу требует расчёта.

Мне времени не жаль, пока прозрачно небо,
С безбрежной ласкою смотрящее в залив.
Нить времени растёт, как ветка Жизни Древа,
Волшебный сад пространству подарив.

Но в полночь будущее точкою отсчёта
Переворачивает тенью время вспять.
Так в зазеркалье лет спит отражение чьё-то...
Без прошлого нельзя его понять.

Вдохновенно и волнительно писал о солнечных часах классик русской литературы Иван Бунин:

Те часики с эмалью, что впотьмах
Бежали так легко и торопливо,
Давным-давно умолкли. И крапива
Растёт в саду на мусорных холмах.

Тот маятник лучистый, что спесиво
Соразмерял с футляром свой размах,
Лежит в пыли чердачного архива.
И склеп хранит уж безыменный прах.

Но мы служили праведно и свято.
В полночный час нас звёзды серебрят,
Дней солнце озлащает — до заката.
Позеленел наш медный циферблат.
Но стрелку нашу в диске циферблата
Ведёт сам бог. Со всей вселенной в лад.

P.S. Буквально на днях в Краматорске, на бульваре Машиностроителей (район автовокзала), завершили установку мраморных солнечных часов, начатую в сентябре текущего года. Диаметр циферблата — девять метров. На металлическом гномоне, напоминающем стартующую космическую ракету, с двух сторон обозначено: KRAMATORSK.

Украшая свой город солнечными часами, краматорцы подчёркивают преемственность знаний, преимущества научного подхода к пониманию мира, выражают признательность великим учёным прошлого, которые сделали возможной современную технологическую революцию.

... Новые городские часы — новое время «со всей Вселенной в лад»?..

Маргарита Серебрянская,

председатель Общественного Союза «Совесть»

Источники:

https://www.litmir.me/br/?b=196054&p=15

https://history.wikireading.ru/96009

https://chto-takoe-lyubov.net/stixi-pro-solnechnye-chasy/

http://www.chronos.msu.ru/old/RREPORTS/barchenkov_chasy.pdf


Добавить комментарий