Все мы знаем, что механические настенные и наручные часы имеют старинную историю. И если сегодня женские или мужские наручные часы с механикой можно увидеть у каждого пятого, то еще несколько веков назад об этом можно было только мечтать. О том, как и когда были изобретены первые механические часы, до сих пор ведутся ожесточенные дискуссии. Большая часть ученых склоняется к версии, что сказать спасибо за « механику» нужно монаху Герберту Оверни, жившему в X веке и ставшему впоследствии папой римским, известным как Сильвестр II. Правда, подробностей об изобретенных им часах более ничего неизвестно. Поддержки у общества они не нашли и были забыты.
Активно использовать механические часы стали уже в XIII веке в Англии, а затем в Париже, где Пьер Пинар создал первые для французов часы. Однако « упражняться» в изготовлении часов начали итальянцы лишь в XIV веке.Первое упоминание о часах того времени было сделано в « Божественной комедии» Данте Алигьери в 1319 году.У первой « механики» не было циферблата, а узнавать время можно было по звуковым сигналам, издаваемым в определенные часы. Проще говоря, это был колокол, по которому периодически ударяли. В XIV веке часам стали придавать образы, например, делали из них фигурки животных и людей, которые двигались и наносили удары по колоколу. Во многих европейских городах появляются именно такие роскошные часы, например, такие, как в Страсбургском соборе.Постепенно началось распространение башенных механических часов по всей Европе. В нашу страну они попали в 1374 году.
Многие ученые стали уделять внимание часовому мастерству. Даже знаменитый Леонардо да Винчи оставил после себя рукописи с набросками маятниковых часов.Обратили внимание на часы многие короли. Так, настоящим знатоком часовых дел был Карл V. В 1404 году на Руси механические часы были установлены в Кремле. У них была одна неподвижная стрелка, вокруг которой вращался циферблат. Затем башенные часы появились в Нижнем Новгороде и Пскове. Постепенно они распространились по всей Руси и « осели» во многих монастырях. Домашние же часы на тот момент были редкостью, являлись весьма топорными и грубыми. В XV веке Итальянцы внедрили в часовой механизм пружину, что позволило существенно уменьшить размеры. Массовый выпуск часов стал возможен благодаря механику из Нюрнберга Петеру Генлейну. Именно его считают первым автором портативных часов, предназначенных для индивидуального использования. Его изобретения пользовались большим спросом, и вскоре Нюрнберг превратился в часовой центр Европы.
Следующим этапом в жизни механических часов является изобретение маятника. Ученые утверждают, что разработал первую маятниковую конструкцию Галилео Галилей. В 1658 году мир увидел трактат Гюйгенса под названием «
Часы». Это произведение произвело настоящую революцию. Благодаря голландскому ученому маятниковые часы стали популярными и постепенно вытеснили предыдущие аналоги. Некоторые модели маятниковых часов сохранились до наших дней. Многие берегут их как память. На тот момент маятниковые часы отвечали всем требованиям современности и научили людей ценить этот удивительный прибор.
Именно механические часы оказали на людей особое воздействие, приучили их ценить время и по-особенному относиться к нему. Сегодня купить наручные часы с механикой можно без труда. Каждый год появляются новые мужские и женские наручные часы с различными функциями и возможностями, они стремительно совершенствуются, появляются новые материалы и технологии. Но сам механизм, придуманный много лет назад, не теряет своей значимости и ценности, а потому не может быть забыт.
Изобретение механических часов приписывается разным лицам. В частности, изобретателем часов называют монаха и математика Герберта Ориякского (930-I003 гг.), который ввел в Европе арабские цифры и счет на абаке. В романе М. Булгакова «Мастер и Маргарита» Воланд величает его «известным чернокнижником». Так и было. Герберт (впоследствии папа Сильвестр ТТ) знал больше своих современников, следовательно, он был чернокнижником, за что и был, по-видимому, отравлен. Скорее всего, его часы были водяными. Герберт во время своих поездок по Испании мог знакомиться с принципом действия и устройством различных арабских астрономических приборов и, прежде всего, водяных часов. Совершенно определенно, что в VI в. арабы оснастили часы искусным механизмом, с помощью которого на циферблате каждый час появлялась какая-нибудь кукла. Но водяные часы никогда не показывали точное время. Герберт был автором солнечных часов, изготовленных в 996 г. для города Магдебурга. Однако, ни в одном более позднем источнике нет упоминания о том, что идеи Герберта кто-либо стал развивать после его смерти.
Изобретателями механических часов называют и других лиц. Во всяком случае, схемы первых башенных часов были различными. С течением времени часы стали сложнее. Можно считать, что изобретение и изготовление часов определенным образом способствовали становлению механики. Очевидно, например, что зубчатые колеса столь широко распространились в технике во многом благодаря изобретению часов. Производство часов, даже таких крупных и несовершенных, какими были первые образцы, требовало гораздо более высокой точности изготовления, чем все прежние машины. Говорят, что современное машиностроение есть детище от «брака» тонкого мастерства часовщика с техникой тяжелого машиностроения, применявшейся строителями водяных мельниц и других мощных двигателей.
У китайцев с начала нашей эры были часы (или действующие астрономические модели), которые приводились в движение водяным колесом. Одни из них, созданные между 1088 и 1092 гг., имели своеобразное спусковое устройство, которое задерживало вращение колеса до тех пор, пока каждый ковш не наполнится доверху, а затем допускало его поворот на определенный угол. Однако это приспособление не было настоящим спуском, поскольку вращение колеса определялось главным образом течением воды. Оно весьма отличалось от балансового и шпиндельного спусков европейских часов XIV в. Сколько-нибудь достоверных данных о том, что изобретения Китая повлияли на развитие часовых механизмов в Европе, не имеется, хотя такая возможность и не исключена.
В Европе Виллард де Гонкур описывал (приблизительно в 1250 г.) грубое спусковое устройство, позволявшее фшурке ангела всегда показывать рукой на солнце. Но это опять же мало напоминает шпиндельный спуск.
Равномерность хода механических часов, приводимых в движение подвешенной гирькой, зависит от спуска («сторожка»), который через определенные промежутки времени прерывает движение часового механизма. Происхождение этого устройства еще туманнее, чем в случае подавляющего большинства средневековых изобретений.
В современных механических часах используется пружинный двигатель. В старинных часах двигателем была гиря. И сейчас еще таких часов достаточно. Прототипом первых часов многие считают колодец с воротом. Ворот - это вал, на который намотана веревка: один конец веревки прикреплен к вороту, а к другому привязано ведро. Вращая ворот за рукоятку, вы поднимаете ведро с водой. Но стоит вам упустить ведро, которое вы только что с трудом подняли, как оно стремглав полетит вниз, разматывая веревку и заставляя ворот и рукоятку с бешеной скоростью вращаться. Возможно, что для изобретателя часов с гирей образцом послужил именно колодец с воротом. Ведро напоминает гирю, а вращающаяся рукоятка - стрелку.
Для обеспечения равномерности движения стрелки было придумано приспособление - регулятор. Такой регулятор есть во всех механических часах: и в грузовых, и в пружинных.
Гиря, опускаясь, заставляет вращаться не только вал, но и соединенное с ним зубчатое колесико. Чтобы затормозить вращение этого колесика, рядом с ним расположена ось с двумя лопаточками. Одна лопаточка попадает в какой-то момент между двумя зубцами колесика. Зубец, которому лопаточка мешает пройти, толкает ее вперед. От этого ось поворачивается на полоборота, и нижняя лопаточка застревает между двумя другими зубцами. А для того, чтобы колесику не так-то легко было вращать вертушку, на верхний конец оси насажен брус с двумя грузиками. Заставив гирю вращать вертушку да еще брус с грузиками, можно обеспечить ее медленное и равномерное опускание (небольшими толчками).
Первые часы по сравнению с современными были очень просто и грубо сделаны, и поэтому показывали время не очень точно. У них была только одна стрелка - часовая. Заводить их приходилось по нескольку раз в день, поэтому часовщик должен был жить в башне с часами, чтобы следить за механизмом. Цифры на циферблате показывали от 1 до 24, а не так, как сей-час-до 12. Один час они били после захода солнца, а 24-на заходе следующего дня. В старину началом суток считалась не полночь, как теперь, а время захода солнца. Позже стали размечать циферблат, повторяя цифры от 1 до 12 два раза - для ночи и для дня. Но через некоторое время стали делать часы с привычным сейчас счетом.
Согласно некоторым документам, часы появились в Англии около 1286 г., во Франции - около 1300 г., в Италии - около 1335 г. Известно, что впервые механические часы зарегистрированы в документах в 1320 г. Однако эти первые известные нам часы, кстати, современники Данте Алигьери (башенные часы упоминаются в «Божественной комедии») уже представляли образец высокого мастерства: довольно сложный механизм воспроизводил движение планет и Луны. По мнению Лэндса, механические часы родились около 1250 г. Именно к этому времени относятся первые упоминания о профессии часовщика, а в записях церковных расходов появляется статья, предусматривающая оплату мастеру, ремонтирующему башенные часы. Первоначально их роль сводилась к тому, чтобы созывать своим боем на молитву (что же это за часы без боя?). Появление механических часов вызвало серьезные изменения в жизни людей.
По церковным колоколам горожане распределяли в Париже свой день. Сапожники, обойщики, суконщики, позументщики кончали работу с первым ударом к вечерне. Булочники пекли хлеб до заутрени. Плотники кончали работу с первым ударом большого колокола церкви Нотр-Дам. В восемь часов вечера летом и в семь часов зимой колокола давали сигнал: туши свет. И все поспешно тушили лампы и свечи и ложились спать.
Часы, о которых до нас дошли лишь косвенные сведения, были признанными шедеврами, предметом гордости церквей и монастырей. Так, до нашего времени дожил часовой механизм собора в Солсбери, построенный в 1386г. Он состоит из двух серий колес, приводимых в движение гирями: одной для указания времени, другой для боя. Самые старые документы о механических часах, содержащие описание и чертеж, опубликованы в одиннадцати различных рукописях, одна из которых принадлежит создателю часов профессору астрономии и медицины Джованни де Донди из Падуи. Он закончил сооружение часов в 1364 г. после 16 лет труда.
Одни из первых появились башенные часы в Англии (1286 г.). Король Эдуард Первый велел поставить большие часы на Вестминстерской башне в Лондоне, над зданием парламента. Это высокая четырехугольная башня с остроконечным куполом, которая возвышается над всеми окрестными зданиями, как великан над карликами. Триста шестьдесят ступеней ведут наверх к Большому Тому - так прозвали англичане свои первые часы. Четыре века подряд Большой Том без устали отбивал время. В туманные лондонские дни старая башня как маяк среди моря рассылала во все стороны свои глухие тревожные сигналы. Потом место Большого Тома заняли другие часы - Большой Бен.
Вскоре появились и в других городах Европы башенные часы. Карл Пятый, король Франции, выписал из Бургундии часового мастера Генриха де Вика, которому поручил поставить часы на башне королевского дворца в Париже. Восемь лет работал над постройкой часов мастер. За то, что он присматривал потом за часами, ему было положено жалованье - шесть су в день - и отведено помещение в той же башне, где находились часы.
Через несколько лет другой мастер - француз Жан Жуванс построил часы для одного из королевских замков. На них имеется надпись: «Карл Пятый, король Франции, поставил меня с помощью Жана Жуванса в лето тысяча триста восьмидесятое» Жан Жуванс и Генрих де Вик-вот немногие из первых часовщиков, имена которых дошли до нас.
Карманные часы
Около 1500 г., наконец, появились карманные часы. Изобрел их часовой мастер немецкого города Нюрнберга Петер Генлсйн. Говорили, что он еще мальчиком удивлял всех своими способностями. И в самом деле, задача была под силу только очень способному человеку.
Самая большая трудность была в том, чтобы заменить гири каким-нибудь другим двигателем. Петер Генлейн приспособил для этого пружину. В глубине механизма карманных часов размещается круглая плоская коробочка, сделанная из латуни. Это «барабан», домик, в котором помещается двигатель часов -пружина. Один конец пружины - внутренний - неподвижен; он прикреплен к оси, на которой сидит барабан. Другой - наружный - прикреплен к стенке барабана. Чтобы завести часы, надо вращать барабан и тем самым закручивать пружину. Как только мы предоставили пружину самой себе, она начинает разворачиваться, наружный кончик ее возвращается на прежнее место, а вместе с ним и барабан делает столько же оборотов назад, сколько раньше сделал вперед. Несколько зубчатых колесиков передают вращение барабана стрелкам - так же, как в часах с гирей. Для того чтобы замедлить разворачивание пружины, Петер Генлейн воспользовался примерно таким же механизмом, какой делали в больших часах.
Стрелка была только одна. Часового стекла не было. Над каждой цифрой - шишечка, для того чтобы в темноте можно было узнать, который час. Шишечки нужны были еще вот почему. В старину считалось очень невежливым смотреть на часы, находясь в гостях. Если вы взглянете на часы, хозяева могут подумать, что они вам надоели. Поэтому, когда гость собирался уходить, он опускал руку в карман своего камзола и незаметно нащупывал стрелку и шишечку, около которой она стояла. У первых карманных часов стекла не было. Оно появилось только в начале XVII в. Головка часов сначала служила только для подвешивания, а заводили часы не головкой, а ключом.
Первые карманные часы были названы нюренбергскими яйцами, хотя на самом деле они имели форму не яйца, а круглой коробочки. Но очень скоро часам стали придавать самую разнообразную форму. Тут были и звезды, и бабочки, и книги, и сердца, и лилии, и желуди, и кресты, и мертвые головы. Часы эти были часто украшены миниатюрными картинами, эмалью, драгоценными камнями. Такие красивые игрушки жаль было прятать в карман, и поэтому их стали носить па шее, па груди и даже на животе. Некоторые щеголи носили двое часов - золотые и серебряные, чтобы все видели, как они богаты. Носить часы в кармане считалось неприличным.
Часовые мастера настолько виртуозно и искусно выполняли свою работу, что им удавалось делать совсем крошечные часики, которые носили в виде серег или вместо камня в перстне. У королевы датской, которая вышла замуж за английского короля Якова Первого, было кольцо со вделанными в него часиками. Эти часики отбивали время, но не с помощью колокольчика, а маленьким молоточком, который тихонько ударял по пальцу. Удивительно, какие чудесные вещи вылупились из грубых ню-ренбергских яиц! Сколько искусства нужно было, чтобы сделать такой перстень! Ведь в то время вся работа производилась руками.
Сейчас, когда часы изготовливают машинным способом, мастерам приходится только собирать отдельные части, изго-товленные машинами. В их распоряжении всевозможные токарные станочки, машинки для нарезания зубцов и т.д. Не мудрено, что часы сейчас дешевы и доступны всем. Но 400-500 лет назад сделать часы более или менее хорошие было нелегко, и часы стоили очень дорого.
Карманные часы с боем были не всегда удобны. Они били каждые полчаса, и звон их, говорят, мешал разговору. Возможно, что именно поэтому они вышли из употребления. Позже двум английским часовщикам удалось сделать часы, которые били только тогда, когда нажимали головку.
Особенно ценились «часы с репетицией» работы знаменитого Бреге (Abraham Louis Breguet) родом из Швейцарии. При нажатии на головку, раздавался необыкновенно мелодичный звон. Маленькие молоточки отбивают сначала часы, потом четверти и, наконец, минуты. Невольно вам начинает казаться, что этот тихий, печальный звон доносится откуда-то из другой страны, с колоколен сказочного города, от которого вас отделяет только золотая крышка часов.
Луи Бреге (иногда пишут Брегет) (1747-1823 гг.), один из представителей знаменитой французской семьи, был выдающимся часовщиком. За свое мастерство и большие заслуги в усовершенствовании часовых механизмов он был избран членом Па-рижской Академии наук. Бреге создал лучшие для своего времени хронометры и ряд точных физических приборов. Часы его работы описаны А.С. Пушкиным в «Евгении Онегине»
Современный механизм завода часов и перевода стрелок был изобретен только в 1835 г. парижским часовщиком Раймондом Берто.
Главные московские часы
В старой Москве тоже был свой Большой Том - часы на Спасской башне в Кремле. Первые московские часы были изготовлены монахом Лазарем Сербиным в 1404 г. по заказу князя Владимира Дмитриевича, сына Дмитрия Донского. Этот инок прибыл в Москву с Афона, где находилось несколько православных монастырей, распространявших византийскую культуру среди славян. Часы были установлены на одной из башенок белокаменного Кремля, недалеко от того места, где сейчас находится Благовещенский собор. Они эти были устроены особенным образом. Обыкновенно в часах вращается стрелка, а циферблат остается неподвижным. Тут было наоборот: циферблат вращался, а неподвижной оставалась стрелка. Да и стрелка была диковинная: в виде маленького солнца с лучами, которое было укреплено на стене над циферблатом. В довершение всего, на циферблате было обозначено не двенадцать часов, как обычно, а целых семнадцать. Как же это москвичи считали время по таким странным часам?
Ответ на это мы находим в записках путешественников. Вот что пишет о часах Спасской башни путешественник Мейерберг:
«Они показывают часы дня от восхождения до заката сол-нечного... Русские разделяют сутки на двадцать четыре часа, но считают часы по присутствию или отсутствию солнца, так что при восхождении оного часы бьют один, потом продолжают бить до самого заката. После этого начинают счет с первого ночного часа вплоть до наступления дня... Когда бывают самые долгие дни, часы показывают и бьют до семнадцати, и тогда ночь продолжается семь часов».
Вот какой сложный был тогда счет времени! Не мудрено, что за часами требовался постоянный присмотр. Когда часовщик, живший в башне, бывал навеселе, часы показывали неверное время, сбивая с толку купцов в торговых рядах и писарей в приказных канцеляриях. По ночам, когда на Спасской башне били часы, по всему городу начинался стук и трезвон.
«На всякой улице, - говорит Мейерберг, - поставлены сторожа, которые каждую ночь, узнавая время по бою часов, столько же раз колотят в сточные желоба или в доски, чтобы стук этот давал знать об их бдительности шатающимся по ночам негодяям».
Часы Лазаря Сербина долгое время были единственными не только в Москве, но и во всей Руси. В 1435 г. появились часы в Великом Новгороде. Несколько позже, в 1476 г., часы установили в Святогорском монастыре города Пскова. Самые древние из дошедших до нас часов - часы Соловецкого монастыря - из-готовлены в 1539 г. новгородским мастером Семеном Часови-ком. Механизм, сделанный Семеном Часовиком, был железный, кованый.
На Спасской башне (бывшей Фроловской) часы установили в 1625 г., когда английский мастер Христофор Головей надстроил ее шатром, Bin/три которого разместил часовой механизм. В работе принимали участие и русские мастера: поморские крестьяне Ждан, его сын Шумило Жданов и внук Алексей Шумилов.
В 1702 г. Петр I закупил в Голландии трое башенных часов, одни из них доставили в Москву. В 1706 г. они были установлены на спасской башне и пущены в ход кузнецом Никифором Яковлевым. Часы имели циферблат с 12-часовым делением. Первоначально куранты играли мелодию гимна «Коль славен...». С 1706 по 1815 г. эти часы неоднократно ремонтировались русскими мастерами Семеном Ивановым, Яковом Лебедевым и др.
В 1851-1852 гг. износившийся механизм был разобран и вместо него фирма братьев Бутеноп установила новые часы. Появились четыре циферблата и минутные стрелки, механизм стал иметь четыре заводных вала. Часы благополучно проработали почти полтора века и продолжают отмерять московское время. Диаметр циферблатов 6,2 м, длина минутных стрелок -3,27 м, часовых - 2,97 м. Масса каждой стрелки около 60 кг, а масса всего механизма составляет 25 т. Раньше было 33 колокола, сейчас - 10.
Первый раз Кремлевские куранты прозвучали в эфире 20 февраля 1926 г. До этого в течение почти двух лет по радио звучали колокола часов с башни Вестминстерского аббатства в Лондоне.
И. П. Кулибин и его часы
Гениальный русский изобретатель и конструктор Иван Петрович Кулибин (1735-1818 гг.) смастерил часы в виде гусиного яйца, которые били часы, половины и четверти. Каждый час в середине яйца растворялись двери. В глубине появлялись маленькие фигурки. После представления играли куранты, и двери закрывались.
У Ивана Петровича Кулибина было много замечательных изобретений. Толпы народа стекались в Таврический сад в Пе-тербурге посмотреть на выставленную там большую модель кулибинского одноарочного моста, который должен был одной громадной дугой соединить оба берега Невы. А кулибинский семафорный телеграф был наряду с телеграфом француза Шаппа одной из самых удачных попыток построить, как тогда говорили, «дальноизвещающую машину».
Его «машинное судно», которое шло против течения под действием силы самого течения, блестяще выдержало испытание и на Неве и на Волге. Ялик с двумя гребцами едва поспевал за «машинным судном», которое везло груз в четыре тысячи пудов.
Единственное, что удалось Кулибину осуществить за всю его долгую жизнь, - это несколько игрушек да еще зеркальные фонари для карет и прибор для открывания окон в дворцовых коридорах.
Если бы Кулибин родился где-нибудь в Америке или в Англии, он был бы сейчас так же знаменит во всем мире, как Фулыпон и Аркрайт. Но Кулибин родился и вырос при крепостном строе.
Маятник и часы
Галилео Галилею (1564-1642 гг.) показалось, что качания лампады в соборе продолжаются всегда одинаковое время. Постепенно качания становились все меньше и меньше, пока лампада не успокаивались совсем, но и при меньшем размахе время качания было одно и то же. Время он определял по ударам пульса. Позже Галилей проверил свое наблюдение. Он заметил, что все маятники - грузики на нитке - совершают свои качания в одно и то же время, если длина нитки одна и та же. Чем короче была нитка, тем меньше времени продолжалось каждое качание. Можно сделать такой маятник, каждое качание которого - вправо и влево - будет продолжаться ровно секунду. Для этого нитка должна быть длиной около метра. В результате этих наблюдений (1583-1595 гг.) Галилей сделал вывод, что можно сделать точные часы. Нужно было бы приспособить маятник к часам, сделать так, чтобы маятник регулировал ход часов. Однако, построить такие часы не удалось ни Галилею, ни его старшему сыну.
Эту задачу удалось решить к 1656 г. другому знаменитому ученому-голландцу Христиану Гюйгенсу (1629-1695 гг.), механику, физику и математику. Сведения о работах Галилея и его сына он, по всей вероятности, получил от своего отца, Константина Гюйгенса, который был послом Голландии во Франции. В это же время в Париже находился сын Галилея.
Устройство стенных часов с маятником совсем не так сложно. В корпусе находятся гиря и барабан, на который намотана веревка. Вместе с барабаном вращается зубчатое колесо. Это первое колесо вращает маленькую шестеренку, а вместе с ней - часовое колесо, которое сидит на одной с ней оси. Называется это колесо часовым потому, что к нему прикреплена часовая стрелка. Часовое колесо вращает вторую шестеренку, а вместе с ней и ходовое колесо. Это устройство было известно еще до Галилея и Гюйгенса. Разница в том, что здесь нет вертушки и балансира, а вместо них имеется другое приспособление, которое задерживает ходовое колесо и не дает гире чересчур быстро опускаться. Наверху над ходовым колесом есть изогнутая пластинка, напоминающая якорь. Она и называется якорем. Якорь все время качается вместе с маятником, который подвешен позади механизма. Положим, что левый крючок якоря застрял между зубцами ходового колеса. На мгновение оно остановится. Но сейчас же гиря сделает свое дело и заставит ходовое колесо оттолкнуть от себя крючок, который ему мешает. От этого толчка крючок поднимется и пропустит один зубец колеса. Но от этого же толчка маятник качнется влево, а правый крючок якоря опустится и опять застопорит ходовое колесо.
История часов, возможно, имеет более глубокие корни, чем принято считать сегодня, когда попытки изобрести часы связывают с зарождением цивилизации в Древнем Египте и Месопотамии, что повлекло за собой возникновение ее постоянных спутников – религии и бюрократии. Это и повлекло за собой необходимость людям более эффективно организовывать свое время, благодаря чему первые часы появились на берегах Нила. Но, вероятно, история часов берет свое начало еще тогда, когда первобытные люди каким-то образом пытались отмечать время, например, определяя часы для удачной охоты. А некоторые и до сих пор утверждают, что способны определять время суток, наблюдая за цветами. Их ежедневное раскрытие указывает на определенные часы дня, так одуванчик открывается около 4:00, а лунный цветок – только с наступлением темноты. Но основными инструментами, до изобретения первых часов, с помощью которого человек оценивал течение времени, были солнце, луна и звезды.
Все часы, независимо от их типа, должны иметь регулярный или повторяющийся процесс (действие) с помощью которого можно было бы отмечать равные промежутки времени. Первыми примерами таких процессов, которые удовлетворяли необходимые требования, были как природные явления, такие как движение солнца по небу, так и действия, созданные искусственно, как равномерное горение зажженной свечи или пересыпание песка из одного резервуара в другой. Кроме того, часы должны иметь средства для отслеживания изменения времени и, таким образом, быть в состоянии отобразить полученный результат. Поэтому история часов – это история поиска все более последовательных действий или процессов, регулирующих темп часов.
История солнечных часов
Одними из первых, кто пытался формализировать разделение своего дня на промежутки времени, напоминающие часы, были древние египтяне. В 3500 году до нашей эры в Египте появилось первое подобие часов – обелиски. Это были стройные, сужающиеся кверху, четырехсторонние сооружения, падающая тень от которых позволяла египтянам разделить день на две части, четко указывая на полдень. Такие обелиски принято считать первыми солнечными часами. Они также показывали самый длинный, и короткий день в году, а несколько позже, вокруг обелисков появилась маркировка, которая дала возможность отмечать не только время до и после полудня, но и другие промежутки дня.
Дальнейшее развитие конструкции первых солнечных часов привело к изобретению более портативного варианта. Такие первые часы появились приблизительно в 1500 году до нашей эры. Это устройство разделяло солнечный день на 10 частей, плюс два, так называемых, «сумеречных» отрезка времени, в утренние и вечерние часы. Особенностью таких часов было то, что их необходимо было переставлять в полдень с направления на восток в противоположное западное.
Первые солнечные часы претерпевали дальнейшие изменения и усовершенствования, становясь все более сложными конструкциями, вплоть до применения в часах полусферического циферблата. Так знаменитый римский архитектор и механик, Марк Витрувий Поллион, живший в первом веке до нашей эры, описывал историю появления и конструкцию 13 различных видов часов солнечных первых, используемых в Греции, Малой Азии и Италии.
История солнечных часов продолжалась до позднего средневековья, когда получили распространение оконные часы, а в Китае стали появляться первые солнечные часы, снабженные компасом, для правильной их установки относительно сторон света. Сегодня, история появления часов, использующих движение солнца, навсегда увековечена в одном из сохранившихся до наших дней египетском обелиске, настоящем свидетеле истории часов. Он имеет высоту 34 метра и располагается в Риме, на одной из его площадей.
Клепсидры и другие
Часы первые, не зависящие от положения небесных тел, были названы греками клепсидрами, от греческих слов: klepto – скрывать и hydor – вода. Такие водяные часы основывались на процессе постепенного вытекания воды из узкого отверстия, и по ее уровню определялось истекшее время. Первые часы появились ориентировочно в 1500 году до нашей эры, что подтверждается одним из образцов водяных часов, найденных в гробнице Аменхотепа I. Позже, около 325 г. до н.э., подобные приспособления стали использоваться греками.
Первыми водяными часами были керамические сосуды с небольшим отверстием вблизи дна, из которых вода могла капать с неизменной скоростью, медленно наполняя другой сосуд, отмеченный маркировкой. При постепенном достижении водой разных уровней и отмечали промежутки времени. Водяные часы имели несомненное преимущество перед их солнечными собратьями, так как они могли применяться и в ночное время и такие часы не зависели от климатических условий.
История водяных часов имеет и другой вариант, используемый в некоторых районах Северной Африки вплоть до сегодняшнего дня. Эти часы представляют собой металлическую чашу с донным отверстием, которая помещается в емкость, наполненную водой, и начинает медленно и равномерно тонуть, тем самым отмеряя промежутки времени до полного затопления. И хотя первыми водяными часами были довольно примитивные устройства, дальнейшее их развитие и усовершенствование привело к интересным результатам. Так появились водяные часы способные открывать и закрывать двери, демонстрируя маленькие фигурки людей или перемещая указатели по циферблату. Другие часы заставляли звонить колокола и гонги.
История часов не сохранила имен создателей первых водяных часов, упоминается лишь Ктесибий Александрийский, который за 150 лет до н. э. пробовал применить в клепсидрах механические принципы, основанные на разработках Аристотеля.
Песочные часы
По принципу водяных часов работают и хорошо нам известные часы песочные. Когда такие первые часы появились, истории доподлинно неизвестно. Ясно только, что не раньше, чем люди научились изготавливать стекло – необходимый элемент для их производства. Существует предположение, что история песочных часов началась в сенате древнего Рима, где они использовались во время выступлений, отмечая одинаковые отрезки времени для всех выступающих.
Лиутпранд – монах, живший в восьмом веке во французском Шартре, считается первым изобретателем песочных часов, хотя, как можно увидеть, в этом случае не учтены более ранние свидетельства истории возникновения часов. Широкого распространения в Европе подобные часы достигли лишь к XV столетию, о чем свидетельствуют письменные упоминания о песочных часах, найденные в журналах судов того времени. Часов песочных первые упоминания говорят и о большой популярности их использования на кораблях, поскольку движение судна никак не могло повлиять на работу песочных часов.
Использование в часах гранулированных материалов, таких как песок, значительно увеличило их точность и надежность по сравнению с клепсидрами (водяными часами), чему, помимо прочего, способствовала невосприимчивость песочных часов к воздействию температурных изменений. В них не образовывался конденсат, как это происходило в часах водяных. Часов песочных история не ограничилась средними веками.
По мере повышения спроса на «отслеживание времени», недорогие в производстве и поэтому очень доступные песочные часы, продолжали использоваться в различных сферах и дожили до сегодняшних дней. Что правда, сегодня песочные часы изготавливаются больше в декоративных целях, чем для измерения времени.
Механические часы
Греческий астроном Андроник руководил строительством Башни Ветров в Афинах в первом веке до нашей эры. Это восьмиугольное сооружение сочетало в себе солнечные часы и механическое устройство, которое состояло из механизированной клепсидры (водяных часов) и индикаторов ветров, откуда и название башни. Вся эта сложная конструкция, помимо показателей времени, способна была отображать сезоны года и астрологические даты. Римляне, примерно в это же время, также применяли механизированные водяные часы, но сложность таких комбинированных устройств, предшественников механических часов, не давала им преимущества, в сравнение с более простыми часами того времени.
Как уже упоминалось ранее, попытки соединить водяные часы (клепсидры) с неким механизмом успешно осуществлялись в Китае в период от 200 до 1300 годов, результатом чего стали механизированные астрономические (астрологические) часы. Одну из самых сложных башен-часов построил китаец Су Сен в 1088 году. Но все эти изобретения нельзя было назвать механическими часами, а скорее симбиозом водяных или солнечных часов с механизмом. Тем не менее, все сделанные ранее наработки и изобретения и привели к созданию механических часов, которыми мы пользуемся и сегодня.
История часов полностью механических начинается в X веке (по другим данным раньше). В Европе употребление механического механизма для измерения времени начинается в XIII веке. Первые такие часы функционировали в основном с помощью системы весов и противовесов. Как правило, часы не имели привычных нам стрелок (или имели только часовую), а производили звуковые сигналы, вызываемые ударом в колокол или гонг через каждый прошедший час или меньший промежуток времени. Таким образом, первые механические часы сигнализировали о начале какого-нибудь события, например процедуры богослужения.
Самые первые изобретатели часов, несомненно, имели некоторые научные наклонности, многие из них были известными астрономами. Но часов история также упоминает ювелиров, слесарей, кузнецов, плотников и столяров, которые внесли свой вклад в производство и усовершенствование часов. Среди сотен, если не тысяч, людей, которые внесли свою лепту в разработку механических часов, три были выдающиеся: Христиан Гюйгенс, голландский ученый, который был первым (1656), кто использовал маятник, чтобы регулировать движение часов; Роберт Гук, англичанин, который изобрел анкерный якорь для часов в 1670-х годах; Питер Генлейн, простой слесарь из Германии, который на рубеже XV столетия разработал и использовал горнила, что позволило изготавливать часы небольших размеров (изобретение получило название «нюрнбергские яйца»). Кроме того, Гюйгенсу и Гуку приписывают изобретение спиральных пружин и балансировочного колеса для часов.
Роль часов в нашей жизни настолько велика, что представить ее без них невозможно. Все наше существование разделено на промежутки времени, которые вычисляются с помощью этого предмета.
Первые понятия измерения времени уходят в далекое прошлое к древним людям, которые интуитивно делили сутки на известные нам: утро, обед, вечер, ночь. Проходили столетия и вместе с тем совершенствовались способы измерения.
Солнечные часы – первое приспособление, которое по своим функциям отдаленно напоминает современные часы. Изначально они представляли собой воткнутый шест в землю, который по нарисованной шкале показывал передвижение Солнца с помощью тени. Позже появились переносные, которые крепились на зданиях, а также, особо обеспеченные люди имели маленькие часики, сделанные из посеребренной меди, при этом механизм оставался прежним.
При всем удобстве для тех годов, они имели существенный недостаток - они работали исключительно на улице и в солнечную погоду, что было крайне неудобно. Поэтому люди придумали водяные, после которых до нашего времени дошло выражение «течение времени», затем огненные (или часы-свеча) и песочные заменители. Шаг за шагом, изготавливая все новые приспособления, у людей образовалось ясное представление о времени. И уже в четырнадцатом веке появились механические часы, которые по своему устройству очень напоминают современные.
Когда появились первые механические часы
Европа начала пользоваться механическими часами на рубеже тринадцатого – четырнадцатого веков. Башенные колесные часы, так назывались первые прототипы известных нам часов. Причиной этому было приведение их в движение благодаря опусканию груза. На канат привязывали тяжелую гирю, которая разматывала этот канат и приводила в движение вращение оси. Время измерялось по механическим колебаниям маятника. Неудобства использования такого прибора заключалось в громоздких конструкциях, а также погрешности во временных показателях.
Данные о мастерах, которые открыли это изобретение, к сожалению, до наших дней не дошли. Однако есть исторические факты, которые помогают определить этапы становления этих незаменимых приборов.
Со временем, часы начали превращаться в сложную конструкцию, не только за счет добавления различных элементов в механизме, но и за счет декоративных украшений, лепнины и художественных росписей. С тех пор, они выполняли не только практическую функцию, но и становились предметом искусства.
Примером таких часов можно привести конструкцию в башне Вестминстерского аббатства в Англии в 1288 году. Также, олицетворением кропотливой работы и невероятного таланта являются Пражские башенные часы, которые были оснащены фигурами, которые двигались с каждым боем курантов и показывали историю. Однако все они имели большую погрешность во времени. Первые упоминания о часах с пружинным механизмом появляются во второй половине пятнадцатого века. Благодаря ему, изобретают уменьшенные версии часов.
Когда появились карманные часы
Первые карманные часы появились в 1500 году, когда известный мастер из Нюренберга Петер Генлейн изобрел заводную пружину. И только после добавления баланса, они становятся не только дорогим и модным, но еще максимально точно определяющим время предметом.
Это изобретение стало предметом роскоши, с самого начала его появления, поэтому и оформление становилось все более дорогим и изысканным. Так, для того чтобы украсить циферблат начали использовать эмаль, корпус изготавливать из дорогих металлов в виде птиц и животных, а из рубина и сапфира делали опоры для точности и уменьшения трения. Работу самого механизма можно было увидеть за счет задней крышки, которая выполнялась из горного прозрачного хрусталя.
Запросы росли, а у фантазии мастеров не было границ. Часы начали дополнять и другими устройствами, такими как календарь, термометр, секундомер. Таким образом, создание часов можно по праву назвать отдельным искусством.
Механические часы во все времени занимали особое место в жизни людей, были предметом восхищения, удивления и восторга. Они завораживали красотой и трудоемкостью механизма. Своих обладателей они выделяли эстетикой и уникальностью стиля. Прошли года, но и сегодня хорошие часы показывают не только время, но и престиж, статус обладателя.
Мастера, изготавливающие и ремонтирующие часы, называются часовщиками. В искусстве механические часы являются символом времени.
Механические часы по точности хода уступают электронным и кварцевым (1-й класс точности механических часов - от +40 до −20 секунд в сутки; погрешность кварцевых часов находится в пределах от 10 секунд в день до 10 секунд в год). Поэтому в настоящее время из незаменимого инструмента механические часы превращаются в символ престижа.
Энциклопедичный YouTube
1 / 5
✪ Механические и электромагнитные колебания
✪ ##МЕХАНИЧЕСКИЙ ШАМПУР##
✪ Электрический кроссовер M-Byte от китайцев!
✪ ТАЙМЕР электронный и механический какой лучше
✪ Изучаем время по часам со стрелками. Часы. Часть 1
Субтитры
История
Прототипом первых механических часов можно считать Антикитерский механизм , обнаруженный археологами в начале XX века среди обломков античного торгового судна и датируемый II веком до н.э. [ ]
Первые механические часы с анкерным механизмом были изготовлены в Танском Китае в 725 году нашей эры мастерами И Сином и Лян Линцзанем . Из Китая секрет устройства, по-видимому, попал к арабам .
На данный момент старейшие башенные часы Европы находятся в Гродно , Республика Беларусь . Они находятся в рабочем состоянии уже на протяжении более 500 лет. .
Позже появились карманные часы, запатентованные в 1675 году Х. Гюйгенсом , а затем - много позже - и часы наручные. Вначале наручные часы были только женские, богато украшенные драгоценными камнями ювелирные изделия, отличающиеся низкой точностью хода. Ни один уважающий себя мужчина того времени не надел бы часы себе на руку. Но войны изменили порядок вещей и в 1880 году массовое производство наручных часов для армии начала фирма Girard-Perregaux.
Конструкция механических часов
Механические часы состоят из нескольких основных частей:
- Источник энергии - заведённая пружина или поднятая гиря.
- Спусковой механизм - устройство, которое преобразует непрерывное вращательное движение в колебательное или возвратно-поступательное движение. Спусковой механизм определяет точность хода часов.
- Колебательная система - маятник или балансир (баланс).
- Механизм подзаводки и перевода стрелок - ремонтуар.
- Система шестерёнок, соединяющая пружину и спусковой механизм - ангренаж.
- Циферблат со стрелками.
Маятник
Исторически первой колебательной системой был маятник. Как известно, при одинаковой амплитуде и постоянном ускорении свободного падения частота колебания маятника неизменна.
В состав маятникового механизма входят:
- Маятник;
- Анкер, соединённый с маятником;
- Храповое колесо (храповик).
Точность хода настраивается изменением длины маятника или длины пружины.
У классического маятникового механизма есть три недостатка. Во-первых, частота колебаний маятника зависит от амплитуды колебаний (этот недостаток преодолел Гюйгенс , заставив маятник колебаться по циклоиде , а не по дуге окружности). (Галилей опубликовал исследование колебаний маятника и заявил, что период колебаний не зависит от их амплитуды, что приблизительно верно для малых амплитуд.) Во-вторых, маятниковые часы должны быть установлены неподвижно; на движущемся транспорте их применять нельзя. В-третьих, частота зависит от ускорения свободного падения, поэтому часы, выверенные на одной широте , будут отставать на более низких широтах и уходить вперёд на более высоких.
Баланс
Фазы Луны
В наручных часах устанавливается эксцентрик (на языке часовщиков ротор или сектор , так как выполнен в виде лёгкой пластины с накладкой в форме сектора дуги из тяжёлого вольфрамового сплава; в дорогих часах применяются сплавы золота , ещё более тяжёлые), который вращается при движении руки и заводит пружину. Поэтому при постоянном ношении часов их вообще не требуется заводить. Механизм автоподзавода и пружина соединены фрикционом .
Автоподзавод положительно сказывается на точности (пружина постоянно находится в почти заведённом состоянии). В водонепроницаемых часах медленнее изнашивается резьба, которая закручивает заводную головку.
Часы с автоподзаводом толще и тяжелее часов с ручным заводом. Женские калибры с автоподзаводом достаточно капризны, в силу миниатюрности их деталей. Автоподзавод бесполезен для малоподвижных людей (к примеру, находящихся в преклонном возрасте или в болезненном состоянии), а также для людей, которые носят часы лишь время от времени. Однако при наличии специального устройства для автоматического завода часов под названием «виндер», часы могут постоянно находиться в заведенном состоянии. Виндеры работают от бытовой электросети (220в или 110в) либо от аккумуляторных батарей. . Точность хода часов с турбийоном составляет: −1/+2 сек. в сутки . Часто турбийон делают видимым через окошко в циферблате. Фактически, турбийон поворачивает весь часовой механизм вокруг своей оси в течение одной минуты, что, в связи с влиянием притяжения Земли, заставляет часы полминуты спешить, а следующие полминуты отставать, что нивелирует влияние притяжения Земли на точность хода.
В 2003 году, известный часовщик Франк Мюллер изобрел новую версию маятника Турбийон - это был двухосевой Tourbillon Revolution 2. Он состоит из 2 кареток, которые могут одновременно вращаться по горизонтали и вертикали. Таким образом, он устранил проблему [какую? ] , которая была присуща наручным часам с устройством Турбийон. Год спустя, этот же изобретатель представил часы Tourbillon Revolution 2, которые могли вращаться уже в 3 плоскостях.
Эффективность турбийонов многократно подвергалась сомнению с момента их изобретения. По мнению часовщика Александра Миляева, станки-автоматы делают настолько сбалансированные колёса, что турбийон просто не нужен, а часы с турбийонами являются «показателем исключительного мастерства часовщика и высокого статуса владельца» .
Индикатор запаса хода
Показывает, на сколько ещё часов или дней хватает завода пружины.
Особые типы часов
Будильник
В указанный пользователем момент даёт звуковой сигнал. Время сигнала задаётся с помощью дополнительной стрелки. Будильник обычно звонит 2 раза в сутки с традиционным циферблатом, разделённым на 12 часов и 1 раз с циферблатом, разделённым на 24 часа
Хронометр
Изначально хронометр применялся в море для определения географической долготы . В наши дни, так называют особо точные механические часы, соответствующие стандарту ISO 3159. В Швейцарии сертификацию осуществляет Официальный швейцарский контроль хронометров . Часы получают статус при условии, что за сутки уходят не более чем на 10 секунд (15 секунд для хронометров второго класса) .
Секундомер
Часы, которые служат для отсчёта коротких промежутков времени (например, в спорте). Секундомер позволяет в любой момент запускать и останавливать отсчёт времени, а также быстро обнулять показания. В отличие от обычных часов секундомеры не предназначены для определения текущего времени, только интервалов, от одного момента до другого.
Хронограф
Хронографом называют механические или кварцевые часы, которые одновременно являются секундомером