ПИПУНЫРОВ ИСТОРИЯ ЧАСОВ

Солнечные, звездные и водяные часы Древнего Египта

Древние египтяне обнаружили выдающиеся способности в астрономии; об этом говорят не только их календари, таблицы восхождения и кульминации звезд, но и замечательные инстру­ менты, которые они применяли для астрономических наблюде­ ний: солнечные часы, инструмент для определения азимута звезд, состоявший из вертикального отвеса и вилкообразного жезла, и др. Образцы таких инструментов сохранились в каирс­ ком и берлинском музеях, а точные копии их имеются во многих египтологических и астрономических коллекциях.

Кроме солнечных и звездных часов, основанных на данных наблюдений за движениями небесных тел, в Древнем Египте были распространены еще и водяные часы.

Самое раннее известие, дошедшее до нас, относительно суще­ ствования солнечных часов в Древнем Египте датируется време­ нем царствования фараона Тутмоса III (1521—1473 гг. до н. э.). Этот царь совершил несколько десятков походов как в Азию, так и в Нубию. В описании одной битвы в ущелье Манедо, кото­ рую он вел во время своего первого похода в Азию, имеется упо­ минание, что армия выступила в полдень, когда тень солнца «повертывается» [102, 15]. Определить этот критический момент можно было только по солнечным часам, которые Тутмос III мог иметь при себе.

Если самое первое упоминание о древнеегипетских солнечных часах пока связано с именем Тутмоса III, то, как справедливо указывает египтолог Д. Г. Брестед [113], это не значит, что до него в Древнем Египте не было солнечных часов.

На гробнице Сети I (ок. 1300 г. до н. э.) имеется изображе­ ние простых солнечных часов с описанием способа пользования ими. Еще одни солнечные часы известны от времени царствова­ ния фараона Мернефта (1258—1239 гг. до н. э.), которые были найдены в Палестине (рис. 5); часовые линии, расходящиеся от центра, нанесены на плоскости; по ним определяли время, как и на современных солнечных часах, по направлению тени. С подоб­ ным устройством циферблата солнечные часы могли быть и вертикальными, и горизонтальными. По древнеегипетским сол­ нечным часам такого типа более или менее правильно опреде­ ляли часы дня лишь во время весеннего и осеннего равноденст­ вия; в остальное время они показывали часы дня весьма прибли­ зительно, но такие часы с равными делениями циферблата были полезны для астрономов [ИЗ].

В настоящее время известно несколько образцов египетских солнечных часов, хранящихся в различных музеях мира; все они были приспособлены к измерению времени не по направлению, а по длине тени, отбрасываемой гномоном. На рис. 6 представ­ лена репродукция солнечных часов. До второй мировой войны их оригинал находился в Новом музее в Берлине.

Рис. 5. Египетские солнечные часы XIII в. до н. э.

Рис. 6. Египетские солнечные часы VIII—VII вв. до н. э.

Эти часы, изготовленные из зеленого сланца, представляют собой стержень прямоугольной формы с поперечиной на конце. На стержне нанесены точки-выемки, отмечающие часы дня. Прибор должен помещаться так, чтобы основание было направ­ лено с востока на запад, а тень от вертикальной поперечины падала на основание, на котором нанесена шкала «часов». Время от восхода Солнца до высокостояния (полдень) было разделено приблизительно на шесть частей. На рассвете тень от вертикаль­ ной поперечины падала по направлению к западу и отмечала при восходе Солнца первый час на самом дальнем конце осно-

Рис. 7. Ступенчатые солнечные часы

Рис. 8. Египетские солнечные часы александрийского римско­ го периода

вания. По мере того как Солнце восходило на восточном небе, тень постепенно укорачивалась до тех пор, пока в полдень не пропадала. Затем прибор поворачивался в обратном направле­ нии. Тогда отметка тенью последующих часов происходила на­ чиная от дальнего конца по направлению к вертикальной попе­ речине, так что 7-й час отмечался на самом дальнем конце, а последний, 12-й — у самой поперечины.

На одном конце прибора имелся свинцовый отвес, с помощью которого производилось выравнивание основания по направле­ нию к горизонту.

Другой формой древнеегипетских солнечных часов были сту­ пенчатые, или лестничного типа солнечные часы (рис. 7). Борхгардт, первый описавший их, указывает, что устанавливались они для наблюдения за тенью Солнца в направлении восток — запад. Свет падал на малого размера лестничнообразные ступе­ ни, которые служили также и гномонами.

Ступени расположены по шесть с каждой стороны. При вос­ ходе Солнца тень от восточного блока падает точно на передний край верхней ступени. При восхождении Солнца по небосводу тень постепенно опускается со ступени на ступень вниз, достигая нижней ступени в полдень. После полудня тень перемещается с восточного блока на западный и с нижней ступени поднимается вверх и к моменту захода Солнца оказывается на верхней шестой ступени [31, 7].

Археологами недавно найден и поздний тип египетских сол­ нечных часов, более усовершенствованный (рис. 8). Они отно­ сятся уже, по-видимому, к периоду Римской империи и состоят из маленького клина с прямоугольным блоком. При пользо­ вании прибор устанавливается так, что тень блока падает на прямоугольную поверхность, имеющую уклон; на нем нанесены деления для определения времени по длине тени. Деления преду­ смотрены для каждого месяца года, причем одно деление может служить для двух равноотстоящих от равноденствия месяцев.

На древних солнечных часах деления наносили исходя из практического опыта, потом стали наносить на основе теорети­ ческого расчета, правда неверного, как было установлено иссле­ дователями. Египтянам было известно, что тень, отбрасываемая гномоном, различна в зависимости от времени года, но так как разница практически была не слишком велика, то она не учи­ тывалась.

Последовательность, существующая в смене гелиакических восходов звезд в течение года (от одного восхода Сириуса до другого), привела египтян к измерению времени при помощи звезд (или группы близлежащих звезд). По египетскому кален­ дарю месяцы были разделены на декады; на декады же были разбиты и службы часов-звезд, выполнявших функции измере­ ния времени. Ими могла служить любая последовательность звезд или созвездий, восходы которых наступают с десятиднев­ ными интервалами. Такие часы-звезды теперь известны под названием «деканов»; они принадлежат полосе неба, располо­ женной примерно параллельно эклиптике, к югу от нее. Отвеча­ ющие деканам десятидневные интервалы заполняют весь год. Соответственно тому как год делился на 36 декад, нужно было иметь 36 деканов, которым в египетских звездных часах соответ­ ствовали 36 колонок, разбитых, в свою очередь, каждая по 12 строк по числу часов ночи, определяемых по восходу 12 дека­ нов в каждую ночь. Пользующийся этими данными мог знать час ночи по восходу декана, записанного в соответствующей де­ каде месяца.

В эллинистическую эпоху были установлены твердые соотно­ шения между египетскими деканами и вавилонским зодиаком: каждый декан составлял 10° эклиптики.

Сириус и Орион принадлежали к ведущим членам, созвез­ дий— деканов. Положение пояса деканов по отношению к экли-

Рис. 9. Инструменты для наблюдения прохождения звезд по меридиану (а) и порядок их использования для этой цели (б)

птике и экватору, а также к Сириусу и Ориону было вполне оп­ ределенным.

Расчет ночных часов по деканам в Египте ко времени Нового царства утратил свое значение. Для этой цели восход звезд был заменен моментом их кульминации. Ночное время египтяне стали определять наблюдая за прохождением звезд через меридиан. Для того чтобы использовать ночное небо в качестве звездных часов, нужно было прежде всего составить звездную карту. В гробницах Рамзеса VI, Рамзеса VII и Рамзеса IX в БибангельМоллюке и были найдены такие карты с таблицами. В таблицах для начала ночи и для каждого из ее 12 часов указывались определенная звезда и место, где она будет видна: «над левым ухом», «над правым ухом», «над левым плечом», «над правым плечом» [74, 99].

Для фиксирования положения звезд при наблюдениях поль­ зовались визировальной доской и отвесом (рис. 9). Для выполне­ ния наблюдений нужны были два человека. Наблюдатель са­ дился лицом к северу и держал перед собой дощечку и отвес. Напротив наблюдателя садился его помощник, который также держал отвес. Воображаемая линия от глаза наблюдателя к Полярной звезде должна была проходить через расщеп визиро­ вальной дощечки и оба отвеса [74, 99]. Время прохождения звез­ ды через плоскость, определяемую этой воображаемой линией и отвесами, являлось моментом прохождения ею меридиана мест­ ности, на основании чего и составлялись звездные карты, образ­ цы которых нам известны.

Рис. 10. Египетские водяные часы в виде конусообразной алебастровой чаши

Рис. 11. Основные расчетные размеры сосуда для конструи­ рования водяных часов конусо­ образной формы

Современные исследования Нейгебауэра подтвердили сущест­ вование в Древнем Египте этих звездных часов [74, 94].

В Древнем Египте водяные часы применялись задолго до нашей эры. Одни такие часы были найдены в Карнаке, они от­ носятся к Среднему царству. Ученые считают возможным да­ тировать их царствованием Аменхотепа III (1415—1380 гг. до н. э.). Они состояли из алебастровой чаши с маленьким отвер­ стием в дне (рис. 10), через которое вода могла вытекать.

Водяные часы применялись для измерения времени в закры­ тых помещениях, чаще всего в храмах при совершении богослу­ жения, когда требовалось строго учитывать время. Каждый час дня был посвящен одному божеству, и каждому посвящалась особая молитва. Водяные часы употреблялись и как дополни­ тельный прибор при ночных астрономических наблюдениях.

Поэтому они назывались также «ночными часами» и были рас­ считаны только на 12 ночных часов.

Водяные часы были двух видов — наполняющимися и выте­ кающими. Судя по описанию Гераподлония (кн. 1, гл. XVI) и по образцам, сохранившимся от александрийско-римской эпо­ хи, наполняющиеся водяные часы состояли из двух сосудов: первый сосуд был установлен на некотором возвышении вместе с сидящей фигурой бога Тота — бога науки, письменности и счета (он изображен в виде павиана); второй сосуд располо­ жен под первым сосудом, из которого по трубке, установленной под фигурой бога, вытекала вода и наполняла второй сосуд. На стенках второго сосуда были нанесены деления; в зависи­ мости от того, до какого уровня они наполнялись водой, и оп­ ределялось время. Вытекающие часы представляли собой ка­ менный сосуд в форме усеченного конуса, в дне которого име­ лось маленькое отверстие, из которого капля за каплей выте­ кала вода. Конусообразная форма сосуда обеспечивала равно­ мерность вытекания воды. При такой форме сосуда уровень во­ ды при ее истечении падает почти равномерно и постепенно, что компенсируется, соответствующим уменьшением площади по­ перечного сечения в нижней части сосуда. Это давало возмож­ ность наносить на внутренней поверхности клепсидры деления на равном расстоянии друг от друга. Нанесение этих делений, однако, усложнялось необходимостью учитывать изменяющую­ ся длительность самого часа как единицы измерения времени — коротких летних часов и более длинных зимних. Учитывая это, деления делались на внутренней стороне клепсидры в виде не­ больших точек-выемок, расположенных в 12 столбцах, из ко­ торых каждый предназначен одному месяцу. На каждом из этих 12 столбцов, в свою очередь, наносились другие 12 точек, соответствующие часам ночи, причем точки, отмечающие часы ночи, располагались не на одном уровне. Таким образом учи­ тывалось колебание продолжительности ночи в различные вре­ мена года.

В Оксиринском папирусе, датируемом 200—300 гг. н. э., да­ ется расчет для устройства вытекающей клепсидры. Из него сле­ дует, что сосуд должен иметь такие размеры: верхний диа­ метр — 24 пальца (F—палец—18,75 мм), нижний—12 паль­ цев, высота сосуда—18 пальцев. Это дает усеченный конус, у которого диаметр основания относится к высоте, как 1:3, т. е. с углом при основании 71°34" (рис. 11).

Мы не знаем, каким образом египтяне нашли эту форму для сосуда, которая действительно дает возможность вытекать во­ де с достаточно равномерным понижением уровни. Однако факт этот должен быть отмечен. Такой сосуд не давал все же полной равномерности понижения уровня воды, некоторая ошибка здесь была. Значительно точнее был бы конус с отношением диаметра основания к высоте, как 2:9, т. е. с углом в 77°, но и

не вполне точная клепсидра могла удовлетворять тем требова­ ниям, которые ей предъявлялись египтянами. Более точным был бы сосуд в форме параболоида.

Солнечные и водяные часы в древних Иудее, Китае, Индии, Перу и Родезии

В Библии, в книге пророка Исайи, рассказывается, как цари Ахаз, когда ему была предсказана скорая смерть, вымолил у бога отсрочку и будто бы «бог отвел часовую тень на десять степеней, на которые она передвинулась по солнечным часам».

Ахаз, иудейский царь (734—728 гг. до н. з.), теснимый идумеями и филистимлянами и в то же время царями израильским и дамасским, призвал на помощь ассирийского царя ТигласПалласара, которому передал все сокровища храма и царско­ го двора. Тиглас-Палласар справился с врагами Ахаза, но при­ нудил его признать свое верховенство, оплатить дань и ввести в Иерусалиме поклонение ассирийским языческим божествам.

По мнению большинства историков, тот же Ахаз заимство­ вал из Ассирии и срои солнечные часы. Но какая была форма у часов, упоминаемых в Библии, неизвестно. На слово «степе­ ни», приводимое в 8-м стихе 36-й главы книги пророка Исайи, учеными сделан ряд комментариев. Одни считают, что столб, установленный вне царского дворца, посылая тень на проход­ ную ступенчатую террасу, по которой, двигаясь, она показыва­ ла время. У. М. Бозенкует считает, что эти часы имели такую же форму, какая была принята в Вавилоне, в связи с исправ­ лением календаря в 747 г. до н. э., за 19 лет до вступления Аха­ за на царство. Они представляли собой гномон, который нахо­ дился в комнате без потолка, куда и проникали лучи света; тень от гномона двигалась по ступеням, служившим для отсче­ та времени. Такие комнаты в обсерваториях Востока имелись до середины XVIII в. У. М. Бозенкует допускает возможность использования этого гномона для научных целей.

Более правдоподобным и обоснованным является, однако, предположение, и на этом сходятся многие исследователи, что часы Ахаза представляли собой обычный гномон, вокруг кото­ рого была устроена терраса, спускающаяся ступенями. По ко­ личеству покрытых тенью ступеней судили о времени дня.

Астрономия Китая берет начало в глубокой древности. Для выполнения астрономических наблюдений китайские ученые изобретали различные приборы и инструменты [144, 302—312, 316—329]. В VII в. до н. э. в Китае научились определять вре­ мена года с помощью гномона («тугуя»). По длине его тени в полдень установили даты летнего и зимнего солнцестояния, ве­ сеннего и осеннего равноденствия. В книге установлений дина­ стии Чжоу в разделе «Као Чунджи» говорится именно о «пря­ мом шесте, который был поставлен, чтобы следить за его

тенью», и об использовании этих наблюдений для определения времени зимнего и летнего солнцестояния и удаленности Солн­ ца от Земли.

Вдругом китайском источнике сказано: «По наблюдению за солнечной тенью в период зимнего и летнего солнцестояния можно определить эклиптику. По наблюдениям солнечной те­ ни в период осеннего и весеннего равноденствия можно опре­ делить экватор. Зная эклиптику и экватор, можно вычислить высоту северного полюса» [91, 46].

ВVIII—III вв. до н. э. в астрономии Китая были достигну­ ты весьма значительные успехи. К этому периоду относится составление сводного звездного каталога («Гань Ши син цзин»). В каталоге указано расположение! по эклиптике 120 неподвижных звезд и расстояние в градусах от Северного по­ люса.

На рис. 12 показан древнекитайский гномон. При раскопках

врайоне Цзыюнь провинции Гуйчжоу были обнаружены не­ фритовые солнечные часы (рис. 13). Судя по иероглифам, они относятся к периоду, предшествовавшему династии Хань (III в. до н. э.). Эти часы представляли собой каменный диск, уста­ новленный в плоскости, параллельной экватору. В центре дис­ ка, перпендикулярно к нему, укреплялся гномон (бронзовый стержень), параллельный оси мира. На верхней и нижней ча­ стях диска были нанесены деления и подписаны названия две­ надцати китайских сдвоенных часов соответственно «таблице циклических часов». В момент прохождения Солнца через ме­ ридиан тень от стержня падала точно © северном направлении,

ичасы указывали полдень. При этом после дня весеннего рав­ ноденствия наблюдения за тенью проводились по верхней час­ ти диска, а после дня осеннего равноденствия — по нижней.

Некоторые китайские источники свидетельствуют, что водя­ ные часы в Китае были известны уже во времена Хуан-ди (2696—2597 гг. до н. э.). Другие источники относят появление этих часов к эпохе царствования Яо (2337 г. до н. э.), что вряд ли соответствует действительности. В книге «Чжоули», более древней, чем «Хан», трактующей об обычаях и церемониях, го­ ворится: «Нужно очень внимательно отмечать полные обороты планеты Юпитера и устанавливать, чтобы время ночи делилось на промежутки и чтобы об этих отмеченных промежутках люди предупреждали ударами в деревянные планки и что имеются водяные часы, которые измеряют время этих промежутков» [35, 22].

Дошедшие до нас источники подтверждают, в частности, существование в Древнем Китае особого четырехугольной фор­ мы бассейна, в который равномерно поступала вода из подве­ шенной над ним вазы. Уровень воды в бассейне, т. е. время, из­ меряли по делениям, нанесенным на стенке бассейна.

Китайские авторы XI в. до н. э. упоминают о водяных часах, из которых вода постепенно вытекала через клюв птицы и па­