ПИПУНЫРОВ ИСТОРИЯ ЧАСОВ

Рис. 25. Солнечные часы, изображенные на серебряной вазе из Порто Анзио

Рис. 26. Обелиск Сезостриса в Риме

Рис. 27. Часы типа пеликан из Висба­ дена

В 1867 г. были найдены солнечные часы (рис. 27) среди раз­ валин римских бань около горячего, еще и поныне используе­ мого источника в древнем Aque Mattiacae (нынешний Висба­ ден). Это были горизонтальные часы типа пеликан, устроенные для широты Висбадена (50°), с циферблатом весьма грубой ра­ боты. Дуги (линии) на циферблате, отмечающие оба солнце­ стояния, оказались весьма неточными. По этим часам, как и по часам в помпейских банях, регулировался вход в бани публи­ ки [128,45].

Солнечные часы, особенно типа пеликан (рис. 28), были распространены Cо всей обширной Римской империи. Следы их существования находят также в Италии, Франции, Германии, Испании и Дании. Виллы частных лиц не только в Риме, но и в провинции имели солнечные часы, служащие одновременно и украшением.

При раскопках на территории виллы Сципио в 1769 г. были обнаружены два циферблата удивительных солнечных часов (рис. 29). Один циферблат был размещен над другим. Верхний имеет' вертикальное расположение. На сегменте пологого ци­ линдра выгравированы часовые линии, которые пересекаются дугами овальной формы. Нижний циферблат имеет полусфери­ ческую форму и поддерживается с обеих сторон летящими фи­ гурами, которые, вероятно, изображали «летающие часы» [128, 36].

Солнечные часы, найденные в Патерно, являются часами полусферического типа. Сегмент полого шара с начерченными на нем часовыми линиями поддерживается фигурой античного героя Атласа (рис. 30). Часы были найдены около 1790 г., а по­ том увезены в Англию [128, 36].

Согласно Витрувию, римляне в разработку гномоники ново­ го внесли мало. Они пользовались в основном тем, что воспри­ няли у греков. Большинство солнечных часов Рима и других мест были сделаны греческими мастерами.

Солнечные часы делились на часы общественного пользо­ вания (ставились на площадях) и индивидуальные, переносные, которые можно было брать с собой в дорогу.

Довольно известны портативные солнечные часы, выполнен­ ные в форме свиного окорока (рис. 31). Они были найдены при раскопках Геркуланума в 1754 г. и переданы Неаполитанскому музею. Часы изготовлены из бронзы. На их плоской стороне имеется шесть вертикальных линий, под которыми выгравиро­ ваны сокращенные названия месяцев: зимние месяцы — под короткими линиями, летние —под длинными. Вертикальные ли­ нии пересекают горизонтальные линии, деля их на шесть сек­ ций, соответствующих шести часам от восхода Солнца до по­ лудня и от полудня до его захода. Выступ слева, возможно, был длиннее, располагался перед часовыми линиями таким об­ разом, что его тень ложилась на пространство соответствующе­ го месяца, и показывал часы, когда прибор подвешивался за

Рис. 28. Римские солнечные часы типа пеликан Рис. 29. Солнечные часы, найденные на территории виллы Сципио

Рис. 30. Римские солнечные часы из Патерно Рис. 31. Портативные солнечные часы из Геркуланума в виде свиного окорока

кольцо и поворачивался к Солнцу. Эти часы, вероятно, были изготовлены после 63 г. к. э. [63, 167].

Приборами этого вида можно было пользоваться только на одной широте, и о том, что римляне более позднего времени зна­ ли об этом недостатке, свидетельствуют другие часы, построен­ ные по тому же принципу и найденные в конце XIX в. в Акви-

лее. Они представляют собой бронзовый диск диаметром 3,75 см и толщиной 0,78 см. Циферблаты имеются на обеих сто­ ронах диска. Один циферблат с буквой О —для Рима, другой с буквой Л —для Равенны. Линии, разделяющие графы месяцев, расходятся радиусами от вершины, около которой установлен гномон. Часовые линии были выложены серебром, но их на эк­ спонате недостает; нет и, гномона. Часовые линии, по-видимому, были нанесены так же, как и в часах в форме окорока [63, 164].

В то время были и сложные солнечные часы, которые могли учитывать разницу времени в зависимости от местонахождения главнейших городов того времени — Александрии, Родоса, Афин, Рима, Массалии, Византии. Там имелись ученые, кото­ рые могли выверять часы. По главным городам определялось время в провинции. Тогда также были в употреблении универ­ сальные солнечные часы, устроенные для всех широт [63, 164].

Из универсальных часов римской эпохи до нас дошли два экземпляра. Один из них найден в Риме и относится к 250— 300 гг. н. э. (рис. 32). Квадрант часов мог быть ориентирован в плоскости, параллельной плоскости видимого движения Солн­ ца, т. е. соответственно наклону Солнца в эклиптике по отно­ шению к экватору в данное время года и в любом месте. На об­ ратной стороне круглого диска — циферблата — обозначены 16 провинций (среди них город Анкона, где, очевидно, часы были изготовлены) с указанием их географических широт. На ци­ ферблате вверху (на вертикальном меридиане) находится ко­ лышек С, предназначенный для гномона. В середине круга на сквозном шипе устроена треугольная линейка б и на ее изогну­ той гипотенузе сделано шесть засечек (часовые метки). Три диаметра, расходящиеся направо и налево, представляют: средний — равноденствие, крайние — оба солнцестояния (21 де­ кабря и 21 июля). Угол по обе стороны равноденственной ли­ нии равен или должен равняться 24° (древние вычисляли эк­ липтику равной 23°42' круглым счетом) [63, 166]. По свиде­ тельству Дильса, двойное деление на левой стороне диска до сих пор еще недостааточно выявлено.

Другим таким же типом солнечных часов, но более сложно­ го устройства являются дорожные часы из Cret-Chatelardi (Луара) (рис. 33). Они дошли до нас не вполне сохранившими­ ся. Поэтому в их устройстве многое остается неясным. Их ци­ ферблат — бронзовый диск—по краю разделен на четыре квадранта, один из которых делится еще на три сектора по 30° каждый. На центральном секторе нанесены деления через каж­ дые 10°, поскольку часы предназначены для применения в ши­ ротах 30, 40, 50.и 60°. На рис. 33, а можно видеть линию равно­ денствия, проведенную через центр диска. По обе стороны от нее отмечено склонение Солнца от экватора к северу или к югу при совпадении с каждым знаком зодиака; внешние знаки от­ мечены буквами VIII K.IVL, XIII KIAN т. е. восьмой день до

первого июля и января (24 июля и 25 декабря). От линии рав­ ноденствия проведена другая линия под прямым углом к ней '(от центра к периферической части).

Выступающий прямоугольный гномон и треугольная линей­ ка с пятью линиями, проведенными на изогнутой стороне, сто­ ят под прямым углом к диску. Оба они насажены «а толстый штифт (рис. 33, а и в). Часовые линии не пронумерованы.

Для пользования этим прибором необходимо прежде всего установить линейку с выступом против широты места, а гно­ мон— соответственно времени года.

Когда все на циферблате установлено, как должно быть, ча­ сы подвешивали на шнур, привязанный к петле, и поворачива­ ли, пока тень гномона не падала на часовой круг. Число часо­ вых линий, не находящихся в тени, показывало число часов до и после полудня (до 6 часов). Плоскость горизонтально распо­ ложенного диска была ориентирована с севера на юг, так что прибором можно было пользоваться и как компасом. Для поль­ зования часами ранним утром или поздно вечером требовалось изменить расположение всех элементов. На обратной стороне циферблата (рис. 33, б) перечислены шестнадцать пунктов с указанием широт.

Дорожные часы из Форбаха (рис. 34) хотя и не могут быть причислены к универсальным солнечным часам, но как часы специального назначения заслуживают упоминания.

Семь радиусов на круглом бронзовом диске (диаметр 52 мм), вставленном в металлическое кольцо, определяют по порядку положение Солнца от июля (CW) до января (CS) и обратно опять до летнего солнцестояния. Поскольку названия обоих ме­ сяцев IAN и IVL написаны, то нетрудно определить остальные промежуточные месяцы. Под углом в 90° от Я имелось конусо­ образное отверстие А, через которое попадал солнечный луч, если плоскость отвесно висящего диска совместить с направ­ лением луча. Маленькое солнечное пятно перемещалось по внутреннему краю в порядке месяцев. Эти часы можно было подвешивать, для чего через отверстие Н пропускалась нитка.

Отметчик С показывает шестой час, считая от полудня, т. е. восход и заход Солнца. Сохранилась бронзовая линейка, кото­ рая могла вращаться вокруг центра С, Это нужно было для то­ го, чтобы, когда солнечное пятно установится на определенном месте, перехватить его на боковую плоскость линейки. Тогда с помощью нанесенных на диск часовых линий можно определить время, помня, что С указывает восход и заход Солнца, а поло­ жение диска — полдень.

Посредством этих часов определялась высота Солнца и по­ люса. Допустим, что сейчас полдень и время близко к летнему солнцестоянию, тогда луч попадает через отверстие А на внут­ ренний край кольца возле 5. Угол СAS показывает высоту Солнца в градусах. Так как Солнце в знаке Рака имеет север­ ное склонение от экватора — 23,5° (или круглым числом, как

считали древние, 24°), т,о .CAS — 24°=90°—ф (высота полю­ са). При равноденствиях Солнце находится в точке В, <р= '=90° — ZCAB, а в конце декабря оно в точке W и <р=90° — (Z-CA №+24°). Отсюда вычисляется высота полюса.

' Водяные часы Ктезибия. Чтобы превратить клепсидру в по­ стоянно действующие часы, нужно было сделать так, чтобы во­ да вытекала непрерывно и притом равномерно; затем нужно, чтобы клепсидра показывала различные по продолжительности летние и зимние часы. Для обеспечения постоянства давления воды в клепсидре ее нужно было заполнять только до опреде­ ленного уровня. Из клепсидры вода непрерывной струей выте­ кала в другой сосуд. По количеству воды в нем и определялось время. В клепсидру подавалась только очищенная вода. В ниж­ нем резервуаре имелся поплавок, который имел связь с устрой­ ством, показывающим время.

Согласно Витрувию, в первых, наиболее ранних часах Кте­ зибия поплавок был соединен стержнем с зубчатой рейкой, ко­ торая кинематически была связана с шестерней цилиндра: при этом цилиндр мог поворачиваться и передавать силу, необхо­ димую для действия прибора, подающего сигналы в конце каж­ дого часа. В первых часах Ктезибия еще не было циферблата, Фигуры, показывающие время, были, очевидно, механическими, а труба звучала от действия воздуха, как и в часах Платона.

Характеризуя творческие искания Ктезибия по созданию во­ дяных часов, А. Г. Драхман отмечает: «Мне кажется, что исто­ рию изобретения первых водяных часов можно представить себе следующим образом. Сначала Ктезибий изобрел клепсид­ ру с постоянным вытеканием воды и заставил ее работать ина­ че; затем он добавил фигуру для показания времени, после чего попытался сделать так, чтобы часы показывали местное время (сначала регулированием вытекания воды), и, когда он понял, что клапан не может работать самостоятельно, он изобрел уни­ версальный циферблат, но тогда ему нужно было отказаться от клапана» [119, 25]. >

Водяные часы Ктезибия, на которых уже применен универ­ сальный циферблат со шкалой, нанесенной на верхней колонне, изображены на рис. 35. Поплавок с указателем мог двигаться вдоль вертикальной шкалы, которая была приспособлена учи­ тывать и показывать различные по продолжительности или не­ равные зимние и летние часы. Колонна с циферблатом была установлена на пустотелом пьедестале, скрывавшем механизм. Кривые часовые линии, начерченные на колонне для всех 24 ча­ сов, были рассчитаны так, чтобы равномерное поднятие по­ плавка согласовалось с неравными дневными и ночными часа­ ми в различные времена года. Для того чтобы учесть эти вариа­ ции в часах, Ктезибий проводил часовые линии по спирали во­ круг колонны — цилиндрического циферблата. Последний слег­ ка поворачивался каждый день, причем так, чтобы в зимние месяцы указатель временно двигался над той частью цифербла-

та, где линии дневных часов были ближе друг к другу, линии ночных часов — дальше друг от друга, а в летнее время — на­ оборот. У подножия колонны находились два херувимчика. Ле­ вый постоянно плакал, слезы текли из его глаз и, капая в водо­ ем, постепенно заполняли цилиндр, скрытый в пьедестале. Что­ бы предохранить от износа отверстия для глаз плачущего херувимчика, они были «оправлены» драгоценными камнями.

Поршень в цилиндре поддерживал другого херувимчика. По мере того как вода постепенно заполняла цилиндр, этот хе­ рувимчик медленно приподнимался, и жезл, который он держал в руке, указывал время на циферблате. Когда наступал 24-й час, сифон приходил в действие, что быстро опорожняло ци­ линдр, позволяя указателю времени опуститься. Вода из сифона лилась на большое водяное колесо, которое при помощи систе­ мы шестерен слегка поворачивало колонну, чтобы привести ли­ нии часов в должное положение для измерения временных ин­ тервалов следующего дня.

В свои часы Ктезибий ввел принцип сифона, применил ше­ стеренную передачу и шкив. Кроме того, он первый использо­ вал «опорные детали» из драгоценных камней (в отверстиях глаз плачущего херувимчика).

По мнению Дильса, «для гномоники инженерное искусство Ктезибия, с его гениальностью и многосторонностью, сохранило свой авторитет вплоть до византийских времен. Он установил тип античных водяных часов исходя из принципа клепсидры, но, научно развив его, он создал часовой механизм большой точ­ ности, которым можно было пользоваться для астрономических наблюдений» [63, 176].

О водяных часах Архимеда. Карре де Во был первым авто­ ром, указавшим в 1891 г. на существование арабской рукописи, содержащей описание водяных часов, приписываемых Архиме­ ду. Видеман и Гаузер опубликовали немецкий перевод этой ру­ кописи под названием «Часы Архимеда и два других устройства» («Uhr des Archimedes und zwei andere Verrichtungen») [178, 163—202]. Для этого перевода они воспользовались двумя руко­ писями— из Парижа и Лондона.

Водяные часы, описанные в этих рукописях, имеют весьма сложное устройство со многими автоматическими приборами и с боем. Их высота около 4 м, они богато украшены. С помощью системы гидравлических колес, приводимых в действие от по­ плавка, поднимающегося при регулярном притоке воды, воро­ на каждый час выбрасывала из клюва шарик, звонко падавший в металлический таз. В верхней части часов имелись подвижные фигуры: человеческое лицо, цвет глаз которого ежечасно ме­ нялся; двенадцать пленников в цепях и палач с мечом для обез­ главливания их по одному; двенадцать дверей, которые по ис­ течении часа открывались и через них проезжали вооруженные всадники на лошадях.

Рис. 35. Водяные часы Ктезибия с передвижной стрелкой

По середине часов, между двумя горными склонами, находи­ лось дерево. После окончания каждого часа из нор выползали две змеи. При появлении змей птицы начинали тревожно чири­ кать. Когда кончалась первая половина дня и наступал полдень, у подножия часов играл флейтист.

Все эти фигуры водяных часов приводились в действие в за­ данное время и последовательно с помощью поплавков, систе­ мы колес и опрокидывающихся сосудов. Большой поплавок, по­ мещенный в.верхнем сосуде, приводил в движение все фигуры верхней части часов, подобно тому как это имело место в часах Ктезибия. Средняя часть часов приводилась в действие опроки­ дывающимся сосудом. Вода из клепсидры попадала в сосуд, сбалансированный так, что он ежечасно опрокидывался и опо­ рожнялся в воронку, что и приводило в движение змею и птиц. Нижняя часть водяных часов содержала сосуд с сифоном, кото­ рый, опорожняясь через каждые 6 часов, приводил в действие флейтиста. Эти часы могли показывать «местное» время, или время, изменяющееся в зависимости от времени года.

Следует отметить: в греческой и латинской литературе нет свидетельств, что Архимед когда-либо занимался конструирова­ нием водяных часов. Есть лишь свидетельство Карпоса, цити­ рованное Папюсом, что Архимед написал труд из области тех­ ники: он относится к созданию им планетария, воспроизводив­ шего строение небесной сферы. Поэтому имеется основание усомниться в принадлежности упомянутой выше рукописи дей­ ствительно Архимеду. Именем Архимеда часто злоупотребляли: ему могли приписать любой технический труд более позднего времени.

Тщательный сравнительный анализ устройства часов, при­ писываемых Архимеду, проведенный А. Г. Драхманом, привел к выводу, что, «кроме названия, ничто не показывает, что эти часы имеют отношение к Архимеду» [119, 36—41]. Драхман счи­ тает, что они являются произведением какого-то исламского изобретателя, соединившего детали из разных источников, одна из которых несомненно взята у Филона, другая, по-видимому,—

уГерона.

Врассматриваемый нами период были изготовлены и кар­ манные водяные часы, пользуясь которыми Герофил (III в. до

н.э.), один из замечательнейших врачей того времени, измерял пульс больных лихорадкой. В научных открытиях астронома Гиппарха большую роль сыграло изобретение плоскошарной астролябии, значительно облегчившей наблюдение за звездами

иопределение ночных часов.

Часы были важнейшим прибором, созданным и получившим широкое практическое применение в античном обществе. Они сыграли огромную роль и в античной механике. Часы дополня­ лись разнообразными фигурами, производившими то или иное действие и вызывая восхищение зрителей. Тогда в большом по. чете было изготовление автоматов-диковинок: летающий дере-