У цій статті ми розглянемо історію сонячного годинника, першого з створених людиною. Необхідність вимірювати час була продиктована потребою стародавньої людинистежити за зміною пір року. Час посіву, збирання врожаю, сезонність пересування перелітних птахів було важливим для людини.

Історія сонячного годинника почалася тоді, коли людині став очевидним зв'язок між розташуванням і довжиною сонячної тіні від предметів і положенням Сонця на небосхилі. До наших днів збереглося кілька стародавніх грандіозних споруд, що дозволяють із дивовижною точністю відстежувати становище Сонця, зірок та Місяця на небосхилі, сходи та заходи небесних об'єктів у кожен із днів року.

Історія сонячного годинника

Однією з таких споруд у Європі є Стоунхендж, який слугував дуже точним календарем для прогнозування зміни пір року, необхідного для ведення сільського господарства, та обсерваторією для передбачення сонячних та місячних затемненьнеобхідно, мабуть, для здійснення культових обрядів.

Час його спорудження, згідно з дослідженнями вчених, датується 1850 роком до н.е.

Величезні кам'яні споруди для астрономічних спостережень знайдено у різних куточках світу: територіях Стародавнього Вавилону, Єгипту, у Китаї.

Найвідоміші з них це "Голка Клеопатри", що знаходиться зараз у Лондоні, і гігантський обеліск неподалік Каїра, побудований за 3000 років до н.е.

Історія сонячного годинника бере свій початок в Ассирії та Вавилоні.Вавилонці досягли великих успіхівв астрономії та математики.

Одним з інструментів, необхідних для астрономічних спостережень були напівсферичний сонячний годинник, який він пристосував і для визначення нічного часу. Дванадцять відомих стародавнім астрономам сузір'їв, які ми зараз знаємо як "знаки зодіаку", з'являлися в небі з різницею в одну годину.

Куля з дроту ковзала по циферблату у вигляді чаші. Навколо кулі було коло, яке представляє екліптику.

На ньому зображалися дванадцять сузір'їв, щоб кутові відстані відповідали реаліям.

За таким інструментом можна було визначити місце Сонця на дротяній сфері, якщо мати знання про стан денного світила у тому чи іншому знаку зодіаку.

Цей астрономічний прилад дозволяв помітити різницю між сонячним та зоряним часом, порівняти час шляху Сонця та сузір'їв з екліптики. Порівняння проводилося за допомогою водяного годинника (клепсидри).

Таким чином, сонячний годинник (гномон) Стародавнього Вавилону започаткував розвиток самостійної гілки науки - гномоніки, тісно пов'язаної з астрономією та математикою.

У музеях Каїра та Берліна є кілька стародавніх інструментів для спостережень за Сонцем та зірками, знайдених під час розкопок у Єгипті.

Найраніша згадка в єгипетських рукописах про сонячний годинник датується 1521 роком до н.е., хоча це зовсім не означає, що до цього часу вони там не використовувалися.

Єгипетський сонячний годинник того періоду визначав час за довжиною тіні від гномона.

Про сонячний годинник у Стародавній Юдеї ми знаємо з Книги пророка Ісаї. Коли цар Єзекія просить у Бога знамення, Бог відповідає йому через свого Пророка: "Ось, я поверну назад на десять ступенів сонячну тінь, що пройшла ступенями Ахазовим. І повернулося сонце на десять ступенів по сходах, якими воно сходило." (Ісая 38;8)

Отже, що ж являли собою "Ахазові щаблі"?

Дослідники Святого Письма вважають, що це не що інше, як сонячний годинник, пристрій якого Ахаз запозичив у ассирійців і вавилонян.

Як вважають ті ж дослідники вони являли собою колону, що стоїть на піднесенні, від неї вниз йшли щаблі, що є поділами, по падінню тіні на які визначали час. Час правління царя Ахаза 873-852 роки до н.

У Китаї гномоном користувалися визначення пір року з VIII століття до нашої ери.

В окрузі Гуйчжоу археологи знайшли нефритовий сонячний годинник, що відноситься до III століття до н.е. Через особливості обчислення часу історія сонячного годинника в Китаї досить самобутня.

Це був диск із каменю із встановленим у центрі гномоном.

На двох сторонах диска була шкала, біля поділів якої написані назви 12-ти китайських здвоєних годинників.

По верхній частині диска вимірювали час від весняного до осіннього рівнодення, а нижньої частини від осіннього до весняного рівнодення.

Однак, історія сонячного годинника в Греції не така однозначна: існує думка, що вже в X-му столітті до н.е. до Греції був привезений сонячний годинник з Ассирійського або Вавилонського Царства. Безсумнівно лише запозичення у вавилонян сонячного годинника, що, враховуючи торговельні зв'язки того часу, не дивно.

У III столітті до н.е. в Греції використовувалися напівсферичний сонячний годинник, в якому нахил півсфери повторював нахил екліптики на широті місця де був виготовлений.

У античної Греціїдосягли значних успіхів в астрономії та математики. Конічний сонячний годинник був винайдений на основі теорії конічних перерізів Аполлонія.

Суть цього годинника в тому, що вісь увігнутого сегмента конуса знаходиться паралельно до Земної осі.

Конус направлений туди, куди і горизонтальний гномон.

На основній, спрямованій на південь, стороні сонячного годинника був циферблат, розташований перпендикулярно до конусної осі і паралельно екватору. Через розділені на 12 рівних частин дуги було проведено годинникові лінії.

Тінь, що падає, перетинала ці дуги, і по точках перетину можна було дізнатися яку годину. Кілька конічних сонячних годинників зараз зберігаються в Луврі.

Плоский сонячний годинник з'явився в результаті вдосконалення конічних. Такий годинник з вертикальним циферблатом встановлювали на вежі, щоб по ньому можна було здалеку бачити котра година. Так з'явилися перші сонячні. В Афінах на Башті Вітрів знаходиться чи не найдавніший вертикальний сонячний годинник, що зберігся до наших днів. Загалом, ця вежа сама по собі унікальна вже тим, що є першою метеорологічною станцією. На даху був розташований флюгер, в ній самій знаходився водяний годинник, на фасаді перший сонячний баштовий годинник.

У Римі перший сонячний годинник з'являється в 292 році до нашої ери. В результаті Першої Пунічної війни і вже після її закінчення римлянами були завойовані грецькі острови і годинник був вивезений звідти як трофей. Втім, через це вони показували час того місця, де були зроблені. Вже дуже скоро сонячний годинник став невід'ємною частиною побуту римлян. Їх встановлювали на площах, біля храмів та інших громадських місцях.

На площі Монтечіторіо в Римі і зараз можна побачити один із найдавніших обелісків із сонячним годинником. Встановлений ще за часів імператора Августа на Марсовому полі, він був прибраний з площі в епоху занепаду імперії, але знайдений в 1463 і поставлений знову в 1792 році.

Римляни стали встановлювати та використовувати сонячний годинник для різних побутових потреб. Так, ними регулювали вхід у лазні.

З'явився годинник на приватних віллах і переносний сонячний годинник, який можна було брати з собою в дорогу. Вони враховували різницю в часі великих містах- Римі, Олександрії та інших. Існував також сонячний годинник для всіх широт, з яких до наших днів збереглося два екземпляри.

Римляни мало привнесли у розвиток гномоніки, вони користувалися тим, що робили грецькі майстри.

На початку Середніх віків у Європі користувалися лише сонячним і водяним годинником.

Приблизно XIII в. там входять у вжиток пісочний годинник,

які, будучи альтернативою водяним, набувають значного поширення вже на початку XIV століття.

У Візантії, в Середньовіччі був популярний вертикальний сонячний годинник. Їх розміщували на фасадах монастирів, веж, громадських будівельта храмів. На циферблатах уперше вказують числа. У зв'язку з популярністю похідного годинника з'являється професія годинникара. Удосконалюється астролябія Гіппарха. У цей же час арабські майстри навчаються у візантійців виготовляти сонячний та водяний годинник. Розвиток гномоніки в Індії та на мусульманському Близькому Сході в середньовіччі дає початок вивченню тригонометрії, геометрії та математики. Індуси активно використовують у розрахунках теорему Піфагора та інші знання, запозичені у еллінів.

До розвитку тригонометрії у арабів призвела поява перекладів праць Птоломея та індійських "сіддхант".

Після завоювання турками Константинополя на всіх мечетях, в які нерідко переробляли Православні Храми, встановлювали сонячний годинник. За ними визначали час молитов, але в циферблаті наносилася лінія, що вказує напрямок Мекку.

У Багдаді та Дамаску були побудовані обсерваторії.

Перейнявши у візантійців мистецтво створення астролябій та кутомірних інструментів, водяного та сонячного годинника мусульманські вчені досягли великих успіхів у їх вдосконаленні.

У Європі одним із перших людей, які виявили інтерес до гномоники, був папа Сільверст II. Прочитавши книги Боеція з геометрії та астрономії, де були описані основні види годинника того часу, він написав трактат з геометрії, де озвучив основні правила для спорудження сонячного годинника. Завдяки йому Європа дізналася про будову та застосування астролябії. Це було X століття нашої ери.

У XII - XIII століттяхарабські астрономічні таблиці та трактати переклали латинською мовою. Гномоніка продовжила свій розвиток вже у Європі.

Переклад грецьких текстів у XIV столітті сприяв новому інтересу до науки і до гномоники, як її приватного спрямування. Наприкінці XIV ст. Європа перейшла на новий рахунок часу, заснований на рівних денних і нічних годинах. І це був дуже важливий крок для всієї історії годинника. Потрібно було модернізувати сонячний годинник до цього часу.

У XVI столітті сонячний годинник встановлює на фасадах громадських будівель і Соборів, вежах і стінах. Вони вже адаптовані для вимірювання рівного годинника. Набирають популярність переносний сонячний годинник, у тому числі поєднаний у виконанні з компасом. У XVI -XVIII століттяхвони ще досить популярні, але в міру здешевлення та вдосконалення механічних годинників, застосування їх починає поступово падати. Як бачимо, історія сонячного годинника включає у собі різні часові періоди розвитку гномоники: від Стародавнього світу, через епоху античності і середньовіччя до XIV століття, коли механічний годинник, що набирає популярності, став поступово витісняти сонячний.

Однак у наш час стало модним прикрашати сонячним годинником парки, бульвари та сквери міст.

Сонячний годинник Севастополя.

Так, наприклад, у 2008-му році, до 225-річчя міста, на Приморському бульварі Севастополя, поблизу Пам'ятника затонулим кораблям був влаштований сонячний годинник, який безсумнівно став окрасою міста. Вони привертають увагу численних туристів та городян. Циферблат викладений різнокольоровою плиткою, а тінь невеликого гномона досить точно вказує час.

Першими показниками відліку часу було рух сонця. Схід та захід денного світила означали новий часовий період. Збільшення тіней від каміння та дерев давало можливість визначати час. Рух зірок у нічному небі вказував на зміну часу і служив древнім людям якоюсь подобою величезних годин, адже здавна люди стали помічати, що небо змінюється протягом ночі і на небі можна спостерігати різні зірки. Стародавні єгиптяни ділили ніч на 12 годинних періодів, які відповідали появі дванадцяти різних зірок. Аналогічно вони ділили денний час, саме тому наша доба становить 24 години. Найперший сонячний годинник також з'явився вперше в стародавньому Єгипті. Найімовірніше, це був простий стовп, вкопаний у землю. Камені, розташовані навколо нього, показували рух тіні, що відкидається стовпом, протягом світлового дня. Так люди отримали можливість виміряти поточний час.

Приблизно 300 років до нашої ери у Вавилоні винайшли новий вид сонячного годинника, який був чашею зі стрілкою в середині. Тінь, яку відкидала стрілка, рухалася по колу і відзначала за день 12 годин. Пізніше люди винайшли вогняний і водний годинник. На свічку наносилися насічки, які відповідали певному проміжку часу. У міру згоряння свічки і визначали час, що минув. Для водяного годинника брали тарілку з маленьким отвором у дні і опускали її в ємність з водою. Через певний час плаваюча тарілка наповнювалася водою та тонула. Стародавні греки вдосконалили водяний годинник, застосувавши для цього зубчасте колесо. У ємність, яка поступово наповнювалася водою, було поміщено поплавець, що передає поступальний рух на зубчасте колесо. Це колесо рухало стрілку, відзначаючи пройдені періоди часу. Близько 2000 років тому було винайдено ще один вид годинника – пісочний годинник. Вони складалися з двох скляних посудин, з'єднаних таким чином, щоб пісок міг вільно пересипатися з однієї ємності до іншої. Верхню чашу пісочного годинника наповнювали піском у заздалегідь визначеній кількості, щоб він висипався в нижню чашу протягом години. І зараз ми іноді користуємося пісочним годинником, тільки це більш маленький годинник, який відмірює кілька хвилин.

Перший механічний годинник був придуманий десь близько 1350 року. У центрі круглого циферблата поміщалася стрілка, з'єднана віссю із системою зубчастих коліщаток та шестерень. Вантаж, прив'язаний мотузкою до котушки, повертав її силою тяжіння, що, своєю чергою, рухало всю систему, повертаючи стрілку навколо своєї осі. Перший годинник з'являвся в середньовічних монастирях, щоб скликати ченців на служби. Найстаріші годинники, що діють на сьогодні, були встановлені на соборі англійського міста Солсбері. І ось уже понад шістсот років вони справно відраховують час. До середини XVI століття в більшості міст Європи з'явився загальнодоступний годинник на ратушах, вежах і соборах. У середині XV століття з'явився кімнатний годинник. Спочатку вони були надто громіздкими і рухалися за допомогою вантажу. Довжина ходу такого годинника становила лише 12 годин, а потім вантаж треба було підтягувати. Трохи пізніше, для приведення годинника в дію, вирішили використовувати ходову пружину. Найперший годинник із пружинним механізмом, мав позолочений металевий корпус прямокутної форми з циферблатом у верхній своїй частині та відкидною кришкою для регулювання ходу годинника та їх своєчасного заводу. Згодом з'являється величезна кількість усіляких годин. Це і підлоговий, і каретний, і камінний, і настінний, і консольний, і кишеньковий годинник.

У 1656 році Крістіан Гюйгенс запропонував використовувати в підлоговому годиннику маятник. Близько 1675 року в кишеньковому годиннику почали застосовувати спіраль, що суттєво підвищило точність ходу. Якщо раніше відставання чи випередження часу становило від півгодини до чверті години, після удосконалення відхилення становило трохи більше трьох хвилин. З'явилися хвилинні стрілки, і годинник можна було заводити лише один раз на вісім днів. Згодом у годиннику з'являється і секундна стрілка, а деякі годинники могли йти без заводу протягом кількох місяців. Вже на початку XVII століття деякі годинникові механізми включають такі деталі, як будильник або навіть календар. Годинник стає предметом розкоші. Деякий годинник прикрашався золотом, дорогоцінним камінням, емаллю, перлами і був скоріше твором мистецтва, ніж механізмом для вимірювання часу.

Перші спроби використання електричних приладів у годиннику сталися у 40-х роках XIX століття. Спочатку з'явився занадто громіздкий електронно-механічний годинник, і тільки коли був налагоджений випуск компактних батарейок стали виготовляти електричний наручний годинник. Пізніше перейшли до випуску годинників на напівпровідниках та інтегральних схемах. Кварцовий годинник, де електричні імпульси керують роботою мініатюрного електродвигуна, відрізняються високою точністю ходу. Їхня похибка становить лише 2 секунди на добу. Нещодавно з'явився електронний годинник – з електронною схемоюі цифровим індикаторомна рідких кристалах чи світлодіодах. Можна сміливо сказати, що це міні ЕОМ. Для більшої стабільності годинникового механізму застосовується кварцовий генератор. Такий годинник називається електронним. Їхній механізм дуже компактний і здатний поміститися на пластині розміром 0,5 квадратних сантиметрів при товщині 0,1 міліметра.

Протягом багатьох століть змінювалися зовнішній виглядгодин, удосконалилися технології часобчислення, повністю змінилися матеріали для їх виготовлення, проте призначення годинника залишилося тим самим. Люди використовують годинник для відліку періоду часу. І хоча в сучасному світідуже часто мобільні телефони або інша техніка витісняє з нашої повсякденному життігодинний циферблат, більшість людей залишається вірно традиціям.

Спочатку вони були сонячними та водними, потім стали вогняними та пісочними і, нарешті, постали в механічному вигляді. Але, хоч би якими були їх інтерпретації, вони завжди залишалися тим, чим є сьогодні – джерелами часу.

Сьогодні наша розповідь про механізм, який винайдений ще в давнину, і в наші дні залишається вірним помічником людини – годинник.

Крапля за краплею

Перший найпростіший прилад для вимірювання часу - сонячний годинник - був винайдений вавилонянами приблизно 3,5 тисяч років тому. Невеликий стрижень (гномон) укріплювали на пласкому камені (кадран), розграфленому лініями, - циферблаті, годинниковою стрілкою служила тінь від гномона. Але оскільки «працювали» такі годинники лише вдень, то вночі їм на заміну приходила клепсидра – так греки називали водяний годинник.

А винайшов водяний годинник близько 150 р. до н.е. давньогрецький механік-винахідник Ктесібій із Олександрії. Металеву або глиняну, а пізніше - скляну посудину наповнювали водою. Вода повільно, крапля за краплею, витікала, рівень її знижувався, і поділу на посудині вказували котра година. До речі, перший будильник на землі теж був водяним, будучи водночас шкільним дзвінком. Його винахідником вважають давньогрецького філософаПлатона. Прилад служив для скликання учнів на заняття та складався з двох судин. У верхній наливали воду, і звідти вона потроху виливалася в нижній, витісняючи повітря. Повітря по трубочці прямувало до флейти, і вона починала звучати.

Не менш поширеними в Європі та Китаї були так звані «вогневі» годинники. Перший «вогневий» годинник з'явився в початку XIIIстоліття. Цей дуже простий годинник у вигляді довгої тонкої свічки з нанесеною за її довжиною шкалою, порівняно задовільно показував час, а в нічний час вони ще й освітлювали житло.

Свічки, що застосовувалися для цієї мети, були завдовжки близько метра. До бокових сторін свічки зазвичай прикріплювали металеві штирі, які в міру вигоряння та танення воску падали, і їх удар по металевій чашці свічника був своєрідною звуковою сигналізацією часу.

Протягом цілих століть рослинна оліяслужило не тільки для харчування, а й як годинниковий механізм. На основі встановленої експериментально залежності висоти рівня масла від тривалості горіння ґнота виникли масляні лампадні годинники. Як правило, це бували прості лампади з відкритим гнитим пальником і зі скляною колбою для олії, з годинниковою шкалою. Час у таких годинниках визначався в міру згоряння олії в колбі.

Перший пісочний годинник з'явився порівняно недавно - всього тисячу років тому. І хоча різного роду сипкі індикатори часу були відомі давно, лише належний розвиток склодувної майстерності дозволило створити відносно точний прилад. Але за допомогою пісочного годинника можна було вимірювати лише невеликі проміжки часу, зазвичай не більше півгодини. Таким чином, найкращий годинник того періоду міг забезпечити точність вимірювань часу ± 15-20 хвилин на добу.

Без хвилин

Час і місце появи перших механічних годинників достеменно невідомо. Втім, деякі припущення з цього приводу все ж таки існують. Найстарішими, хоч і документально не підтвердженими повідомленнями про них, вважають згадки, що стосуються X століття. Винахід механічного годинника приписують Римському Папі Сильвестру II (950 - 1003 рр. н.е.). Відомо, що Герберт все життя дуже цікавився годинником і в 996 році зібрав перший в історії баштовий годинник для міста Магдебурга. Так як цей годинник не зберігся, досі залишається відкритим питання: який принцип дії вони мали
Зате справді відомий нижченаведений факт. У будь-якому годиннику має бути щось, що задає якийсь постійний мінімальний інтервал часу, визначаючи темп миттєвостей, що відлічуються. Один з перших таких механізмів з билянцем (коромислом, що гойдається туди-сюди) був запропонований десь близько 1300 року. Важливою його гідністю була легкість регулювання швидкості ходу шляхом переміщення грузиків на коромислі, що обертається. На циферблатах того періоду була тільки одна стрілка - годинникова, і ще цей годинник щогодини бив у дзвін ( англійське слово"clock" - "годинник" походить від латинського "clocca" - "дзвін"). Поступово майже всі міста і церкви обзавелися годинами, що рівномірно відлічують час і вдень, і вночі. Повіряли їх, природно, Сонцем, підводячи відповідно до його ходом.

На жаль, механічний колісний годинник справно працював тільки на суші - так що епоха Великих географічних відкриттівпройшла під звуки піску корабельних склянок, що мірно пересипався, хоча найбільше точного і надійного годинника потребували саме мореплавці.

Зуб за зубом

У 1657 році голландський учений Християн Гюйгенс виготовив механічний годинник з маятником. І це стало наступною віхою у справі. У його механізмі маятник проходив між зубами вилки, яка дозволяла спеціальному зубчастому колесу прокручуватися рівно на один зуб за полкачання. Точність годинника зросла багаторазово, але перевозити такий годинник все одно було неможливо.

В 1670 відбулося кардинальне вдосконалення спускового механізму механічного годинника - був винайдений так званий анкерний спуск, що дозволив застосувати довгі секундні маятники. Після ретельного налаштування, відповідно до широти місця розташування та температури в приміщенні, такий годинник мав неточність ходу всього кілька секунд на тиждень.

Перші морський годинникбули виготовлені 1735 року йоркширським столяром Джоном Харрісоном. Їхня точність становила ± 5 секунд на добу, і вони були цілком придатні для морських подорожей. Однак, залишившись незадоволеним своїм першим хронометром, винахідник працював ще майже три десятки років, перш ніж у 1761-му почалися повномасштабні випробування вдосконаленої моделі, яка витрачалася менше ніж на секунду на добу. Перша частина нагороди була отримана Харрісоном в 1764, після третього тривалого морського випробування і не менш тривалих канцелярських поневірянь.

Повністю винагороду винахідник отримав лише 1773 року. Випробовував годинник відомий нам капітан Джеймс Кук, який залишився дуже задоволений цим незвичайним винаходом. У судновому журналі він навіть віддав хвалу дітищу Харрісона: «Вірному другу - годиннику, нашому провіднику, який ніколи не підводить».

Тим часом механічний маятниковий годинник стає предметом домашнього вжитку. Спочатку виготовлялися тільки настінні та настільні годинники, пізніше стали робити підлогові. Незабаром після винаходу плоскої пружини, що замінила маятник, майстер Пітер Хенлейн з німецького міста Нюрнберга виготовив перший годинник, що носився. Їх корпус, який мав лише одну годинникову стрілку, був виконаний з позолоченої латуні та мав форму яйця. Перші "Нюрнберзькі яйця" були діаметром 100-125 мм, товщиною 75 мм і носили їх у руці або на шиї. Значно пізніше циферблат кишенькового годинника був накритий склом. Підхід до їхнього оформлення став більш витонченим. Корпуси стали виготовляти як тварин та інших реальних об'єктів, а прикраси циферблату застосовували емаль.

У 60-х роках XVIII століття швейцарець Абрахам Луї Бреге продовжує дослідження в області годинника, що носиться. Він робить їх компактнішими і в 1775 році відкриває в Парижі власний годинниковий магазин. Однак «брегети» (як прозвали цей годинник французи) були по кишені тільки дуже багатим людям, простий же люд задовольнявся стаціонарними приладами. Минав час і Бреге замислився над удосконаленням свого годинника. У 1790 р. він виготовляє перший протиударний годинник, а в 1783 у світ виходить його перший багатофункціональний годинник - «Королева Марія Антуанетта». Годинник мав автопідзавод, хвилинний репетир, вічний календар, незалежний секундомір, «рівняння часу», термометр та індикатор запасу ходу. Задня кришка, виготовлена ​​з гірського кришталю, давала можливість побачити роботу механізму. Але невгамовний винахідник не зупинився на цьому. І в 1799 виготовив годинник «Tact», який отримав популярність як «годинник для сліпих». Їхній власник міг дізнаватися час, доторкнувшись до відкритого циферблату, при цьому хід годинника від цього не збивався.

Гальваніка проти механіки

Але винаходи Бреге все ще були по кишені тільки елітним верствам суспільства, вирішувати ж проблему масового виробництва годинника довелося іншим винахідникам. У початку XIXстоліття, що збігся з бурхливим розвитком технічного прогресу, З проблемою зберігання часу зіткнулися поштові служби, які намагалися забезпечити рух поштових екіпажів за розкладом. В результаті вони обзавелися новим винаходом вчених - так званим «возимим» годинником, принцип роботи яких був схожий з механізмом «брегетів». З появою залізницьтакий годинник отримав у своє розпорядження і кондуктори.

Чим активніше розвивалося трансатлантичне повідомлення, тим нагальніше ставала проблема забезпечення єдності відліку часу з різних боків океану. У цій ситуації «возимий» годинник вже не годився. І тут на допомогу прийшла електрика, яка в ті часи називалася гальванізмом. Електричний годинник вирішив проблему синхронізації на великих відстанях - спочатку на материках, а потім і між ними. 1851 року кабель ліг на дно Ла-Маншу, 1860-го - Середземного моря, а 1865-го - Атлантичного океану.

Сконструював перший електричний годинник англієць Олександр Бейн. До 1847 року він завершив роботу над цим годинником, серцем якого був контакт, керований маятником, що розгойдується електромагнітом. На початку XX століття електричний годинник остаточно витіснив механічні в системах зберігання та передачі точного часу. До речі, найбільш точним годинником, заснованим на вільних електромагнітних маятниках, був годинник Вільяма Шортта, встановлений у 1921 році в Единбурзькій обсерваторії. Зі спостереження за перебігом трьох годин Шортта, виготовлених у 1924, 1926 та 1927 роках у Грінвічській обсерваторії, визначили їхню середньодобову похибку - 1 секунду на рік. Точність годинника з вільним маятником Шортта дозволила виявити зміни тривалості доби. І 1931 року почався перегляд абсолютної одиницічасу – зоряного часу, з урахуванням руху земної осі. Ця помилка, якої до того нехтували, досягала у своєму максимумі 0,003 секунди на добу. Нова одиниця часу була названа Середнім зоряним часом. Точність годинника Шортта була неперевершеною, аж до появи кварцового годинника.

Час кварцу

У 1937-му з'явився перший кварцовий годинник, розроблений Льюїсом Ессеном. Так, так, ті самі, які сьогодні ми носимо на руках, які сьогодні висять на стінах наших квартир. Винахід було встановлено в Грінвічській обсерваторії, точність цього годинника становила близько 2 мс/добу. У другій половині ХХ століття прийшла пора годинника електронного. Вони місце електричного контакту зайняв транзистор, а ролі маятника виступив кварцовий резонатор. Сьогодні саме кварцові резонатори в наручному годиннику, персональних комп'ютерах, пральних машинах, автомобілях, стільникових телефонах формують час нашого життя.

Отже, століття пісочного і сонячного годинника кануло в льоту. І винахідники не втомлювалися балувати людство високотехнологічними новинками. Минув час, і був побудований перший атомний годинник. Здавалося б, вік їхніх механічних та електронних братів теж добіг кінця. А ні! Найбільшу точність та зручність в експлуатації довели саме ці два варіанти годинника. І саме вони здобули перемогу над усіма їхніми прабатьками.

Наука 2.0 Непрості речі.Годинник

Колись людям, щоб стежити за часом, було достатньо календаря. Але з'явилися ремесла, а отже, виникла потреба у винаході, яке б вимірювало тривалість проміжків часу, менших, ніж одну добу. Цим винаходом став годинник. Про їхню еволюцію ми сьогодні й розповімо.

Коли не було годинника…

Історія годинника має набагато глибше коріння, ніж прийнято вважати сьогодні. Фахівці кажуть, що першими, хто став стежити за часом, були первісні люди, які якимось чином могли визначати, коли полювання чи риболовля будуть найбільш вдалими. Можливо, вони спостерігали квіти. Вважається, що їхнє щоденне розкриття вказує на певний час доби. Так, кульбаба відкривається близько 4:00, а місячна квітка - лише з настанням темряви. Але основними інструментами, за допомогою яких людина могла визначити час до виникнення годинників, були сонце, зірки, вода, вогонь та пісок. Такий «годинник» прийнято називати найпростішим.

Одним із перших, хто почав користуватися найпростішим годинником, були стародавні єгиптяни.

У 3500 р. до н. в Єгипті з'явилася подоба сонячного годинника - обеліски - стрункі чотиристоронні споруди, що звужуються догори. Тінь, що падає від них, дозволяла єгиптянам розділяти день на дві частини по 12 годин, таким чином люди могли точно знати, коли настав полудень. Трохи пізніше на обелісках з'явилося маркування, яке дозволило визначати не лише час до та після полудня, а й інші проміжки дня.

Технології поступово розвивалися, і в 1500 до н.е. був винайдений більш зручний сонячний годинник. Вони поділяли день на 10 частин, а також на два «сутінкові» відрізки часу. Незручність такого винаходу полягала в тому, що його необхідно було щодня переставляти опівдні зі сходу на захід.

Перший сонячний годинник з кожним роком все більше видозмінювався, і вже в I ст. до н.е. знаменитий римський архітектор та механік Марк Вітрувій Полліон описав 13 різних видівсонячного годинника, який використовували повсюдно в Єгипті, Греції, Малій Азії, Італії, Римі та Індії. До речі, сьогодні на площі П'яцца дель Пополо, що знаходиться в Римі, кожен охочий може помилуватися на єгипетський обеліск, що зберігся до наших днів, що має висоту 36 м.

Крім сонячного годинника були також водяні, пісочні та вогняні. Водяний годинник був посудиною циліндричної форми, з якого крапля по краплі випливала вода. Вважалося, що менше води залишалося, то більше часу минуло. Такий годинник використовували в Єгипті, Вавилоні та Римі. У країнах Азії на ємність наносили римські та арабські цифри, які означали день і ніч відповідно. Щоб дізнатися час, цей напівкулястий посудину клали в басейн, через невеликий отвір у нього потрапляла вода. Підвищення рівня рідини піднімало поплавок, завдяки чому показник часу починав рухатися.

Всім знайомі також і пісочний годинник, за допомогою якого визначали час ще до нашої ери. У середні віки їх розробка була вдосконалена, вони стали більш точними за рахунок використання в них якісного піску - дрібного порошку чорного мармуру, а також піску зі свинцевого та цинкового пилу.

Колись визначали і за допомогою вогню. Вогняний годинник був трьох видів: свічковий, гнітливий і лампадні. У Китаї використовувався їхній особливий різновид, він складався з основи, зробленої з пального матеріалу (у вигляді спіралі або палички), і прикріплених до неї металевих кульок. Коли згорала якась частина основи, кульки падали, таким чином відбиваючи час.

Зазначимо, що в Європі популярністю користувався свічковий годинник, вони дозволяли визначати час за кількістю воску, що згорів. До речі, цей різновид був особливо поширений у монастирях і церквах.

Необхідно згадати і про такий спосіб визначення часу, як орієнтування зірок. У Стародавньому Єгиптііснували зоряні карти, якими зоречети, використовуючи пасажний інструмент, орієнтувалися вночі.

Поява механічного годинника

З розвитком виробництва та суспільних відносинпотреба у більш точному вимірі часових відрізків неухильно зростала. Кращі уми працювали над створенням механічних годинників, у Середньовіччі світ побачив перший їхній зразок.

Перший механічний годинник з анкерним механізмом виготовили в Китаї в 725 р. н.е. майстри І Сін та Лян Лінцзань. Пізніше секрет устрою їх винаходу потрапив до арабів, а далі і до всіх інших.

Варто відзначити, що механічний годинник увібрав у себе багато від найпростіших. Зберігся циферблат, зубчаста передача та бій. Необхідно було лише замінити рушійну силу - струмінь води - важкий гирей, з яким набагато простіше поводитися, а також додати спусковий пристрій та регулятор ходу.

На цій основі був створений баштовий годинник, який встановив у 1354 р. у французькому місті Страсбурзі. Вони мали лише одну стрілку – годинникову, за допомогою якої люди могли визначати частини доби, свята. церковного календаря, наприклад Великдень і дні, що залежать від неї. Опівдні перед фігуркою Діви Марії схилялися постаті трьох волхвів, а позолочений півень кукарекав і бив крилами. У цьому годиннику було встановлено спеціальний механізм, що приводить у рух маленькі цимбали - струнні ударні. музичні інструменти- які відбивали час. На цей час від страсбурзького годинника залишився лише півень.

Настає епоха кварцового годинника

Як ви пам'ятаєте, на першому механічному годиннику була присутня лише одна стрілка - годинникова. Хвилинна з'явилася набагато пізніше, 1680 р., а XVIII ст. стали встановлювати секундну, спочатку вона була бічною, а потім центральною. До цього часу годинник не тільки набув звичного для нас вигляду, а й удосконалився внутрішньо. Як нові опори для балансиру і шестерень використовувалися рубінові та сапфірові камені. Це дозволило знизити тертя, підвищити точність та збільшити запас ходу. З'явилися також цікаві ускладнення: вічний календар, автоматичний завод і покажчик запасу ходу.

Подальше вдосконалення приладів вимірювання часу відбувалося лавиноподібно.

Розвиток електроніки та радіотехніки сприяло появі кварцового годинника, який має механізм, що складається з електронного блоку і т.зв. крокового електродвигуна Цей двигун, отримуючи сигнал електронного блоку, пересуває стрілки. Замість циферблата в кварцовому годиннику може використовуватися цифровий дисплей.

Також кварцовий годинник має багато цікавих доповнень, таких як секундомір, покажчик фаз Місяця, календар, будильник та багато іншого. На відміну від класичних механічних, кварцові моделі більш точно показують час. Їхня похибка становить ±15 секунд/місяць, тому коригувати їх показання достатньо двічі на рік.

Час в електронному годиннику

Сьогодні більшість людей користується електронним годинником, який воістину затьмарив решту. Де ми тільки їх не бачимо: і на панелі приладів автомобіля, і в мобільному телефоні, і в мікрохвильовій печі, і в телевізорі ... Такий годинник приваблює користувачів своєю компактністю і функціональністю. За типом дисплея вони бувають рідкокристалічними та світлодіодними, підживлюватися вони можуть як від мережі 220В, так і від батарейок.

Що ж, історія годинника налічує багато століть. Якщо складати рейтинг «найбільших винаходів людства», то годинник напевно займе в ньому друге місце після колеса. Адже сьогодні без них справді не обійтися.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

Перший годинник був… зоряним. За спостереженнями за рухом Місяця та Сонця в Месопотамії та Єгипті близько 4 000 років тому виникли методи шестидесяткової системи відліку часу.

Трохи пізніше така сама система самостійно виникла в Мезоамериці – культурній області Північної та Південної Америки, що тягнеться від центру сучасної Мексики до Белізу. Гватемали, Сальвадора, Нікарагуа та північної Коста-Ріки.

Всі ці стародавні годинники, в яких «стрілками» були промені Сонця або тіні, називають тепер сонячними. Деякі вчені відносять до сонячного годинника кам'яні споруди-кола за типом Стоунхенджа, виявлені в різних частинахсвіту.

Але мегалітичні цивілізації (стародавні, ті, що робили споруди з великих каменів, не використовуючи сполучний розчин) не залишили після себе письмових свідчень обліку часу, тому вченим доводиться будувати і доводити дуже складні гіпотези усвідомлення часу як матерії та власне походження годинника.

Винахідниками сонячного годинника називають єгиптян і міжріченців, або месопотамців. Однак першими порахували час: розділили рік на 12 місяців, день і ніч – на 12 годин, годину – на 60 хвилин, хвилину – на 60 секунд – все-таки у Межиріччя, або Месопотамії, царстві Вавилонії.


Це зробили вавилонські жерці, використовуючи сонячний годинник. Спочатку їх інструментом був найпростіший годинник з плоским циферблатом і центральним стрижнем, що відкидає тінь. Але протягом року сонце сідало і вставало по-різному, і годинник починав «брехати».

Удосконалив стародавній сонячний годинник жрець Бероз. Циферблат годинника він виготовив у вигляді чаші, що точно повторює видиму форму небосхилу. На кінці голки-стрижня Бероз закріпив кульку, чия тінь вимірювала годинник. Шлях сонця в небі точно відбивався в чаші, а на краях її жрець так хитро зробив розмітку, що будь-якої пори року його годинник показував правильний час. Лише один недолік був у них: годинник був марний в похмуру погоду і вночі.

Годинник Бероза служив багато століть. Ними користувався Цицерон, їх знайшли на руїнах Помпей.

Походження пісочного годинника досі не з'ясовано. Їм передував годинник водяний - клепсидри та годинник вогняний. А пісочні, за даними Американського інституту (Нью-Йорк), могли бути винайдені в Олександрії в 150 році до н. е.


Потім їхній слід в історії зникає і з'являється вже в ранньому Середньовіччі. Перша згадка про пісочний годинник у цю пору пов'язана з ченцем, який служив у соборі Шартре (Франція) з використанням пісочного хронометра.

Частотні згадки пісочного годинника починаються приблизно з XIV століття. Більшість їх - про вживання годинника на кораблях, де застосовувати або вогонь як вимірювачі часу просто неможливо. Рух судна не впливає на рух піску між двох судин, як не впливає і зміна температури, тому пісочний годинник – у моряків: склянки – показували точніший час у будь-яких умовах.

Існувала безліч моделей пісочного годинника - величезного і крихітного, що служили для різних господарських потреб: від здійснення церковної служби до вимірювання часу, необхідного для приготування випічки.

Застосування пісочного годинника пішло на спад після 1500 року, коли починає активно використовувати годинник механічний.

Відомості з цього питання є суперечливими. Але більшість вчених схиляється до того, що першими створили механічний годинник у 725 році н. е. китайські майстри Лян Лінцзань та І Сін, що жили в правління династії Тан.


Вони використовували в годиннику рідинний анкерний (спусковий) механізм. Їх винахід удосконалили майстри Чжан Сісунь та Су Сун імперії Сун (кінець Х – початок XI століття).

Однак пізніше в Китаї технологія занепала, зате була освоєна арабами. Очевидно, саме від них рідинний (ртутний) анкерний механізм став відомий європейцям, які з XII століття починають встановлювати баштовий годинник з водяним/ртутним спусковим механізмом.

Наступним годинниковим механізмом стають вантажі на ланцюгах: колісну передачу рухає ланцюг, а регулює шпиндельний хід і балансир фоліо у формі коромисла з гирями, що рухаються. Механізм був дуже неточний.

У XV столітті з'являються пристрої з пружинним ходом, що дозволяє зробити годинник маленьким і використовувати не тільки на вежах, але і в будинках, носити в кишені і навіть на руці.

Точних даних про винахід немає. Одні джерела називають 1504 і жителя Нюрнберга Пітера Генлейна. Інші пов'язують появу наручного годинника з ім'ям Блеза Паскаля, який просто прив'язав кишеньковий годинник на зап'ястя за допомогою тонкої мотузки.


Поява їх відносять і до 1571, коли граф Лестер подарував королеві Єлизаветі I браслет з годинником. З того часу наручний годинник став аксесуаром жіночим, а у англійських чоловіківувійшло в хід висловлювання, що краще вже носити спідницю, ніж годинник на руці.

Є ще одна дата - 1790 рік. Вважається, що саме тоді швейцарська фірма «Жаке Дроз і Лєшо» випустила перший наручний годинник.

Здається, все, що пов'язане з годинником, якимось таємничим чином ховається чи то часом, чи то історією. Це справедливо і для електронного годинника, на винахід якого відразу кілька претендентів.


Найвірогіднішою здається «болгарська версія». У 1944 році болгарин Петир Димитров Петров їде на навчання до Німеччини, а в 1951 році - до Торонто. Талановитий інженер стає учасником програм НАСА, а в 1969 році, використовуючи свої знання космічних технологій, створює начинку для першого електронного годинника «Пульсар».

Годинник випускає Hamilton Watch Company, а найавторитетніший годинний експерт Г. Фрайд називає їх появу «найзначнішим ривком вперед з того часу, як у 1675 винайдена волоскова годинникова пружина».