Механические часы. Когда появились первые карманные часы
Одним из первых изобретений человечества было изобретение часов. Однако изобретение часов механических, показывающих текущее время, (внезависимости от пасмурной погоды, сумерек или ночного времени суток (солнечные), количества воды или песка (водяные или песочные), количества масла в плошке или воска (огневые) …в 1337 году в парижском соборе Нотр-Дам де Пари зажгли гигантскую свечу-колонну, которой отмеряли целый год жизни),явилось важнейшим изобретением человечества.
Исследователи, изучающие историю изобретения, и время появления первых механических часов, не пришли к общему мнению о том, когда появились первые механизмы учета времени. Одни отдают пальму первенства в изобретении механических часов некоему монаху из города Верона. Имя изобретателя было Пацификус. Другие исследователи считают, что этим изобретателем был монах по имени Герберт, который жил в монастыре испанского города Сала-манка, в Х веке. За свои научные изыскания он был обвинен в колдовстве и изгнан из Испании.Это, однако, не помешало ему стать впоследствии римским папой, Сильвестром II.(Его папство длилось с 999 года по 1003 год.) Достоверно известно, что в 996 году Герберт сконструировал и построил гиревые башенные часы для Магдебурга. Можно сделать вывод, что механические часы появились практически одновременно и независимо друг от друга в разных странах - к этому вел ход развития технической мысли человека.
В первых часовых механизмах можно было выделить шесть основных компонентов:
. Двигатель;
. Передаточный механизм зубчатых колес; (период вращения колес в зубчатой пе-редаче, зависит от отношения диаметров, входящих в нее колес или, что тоже самое, отношения количества зубьев. Подбирая колеса, с разным количеством зубьев, несложно был подобрать соотношение количества зубьев на колесах, находящихся в зацеплении, так, чтобы одно из них совершало оборот ровно за 12 часов. Если «посадить» на ось этого колеса стрелку, то и она будет совершать оборот тоже за 12 часов. Также можно было подобрать колеса с таким соотношением числа зубьев, чтобы одно из них могло совершать свой оборот за один час или за одну минуту. Соответственно, с их осями можно было соединить минутную или секундную стрелки. Но такое усовершенствование будет сделано позднее. Только в XVIIIвеке. А до той поры, у часов была только одна стрелка - часовая.
. Билянец.(билянец или,по-русски, - коромысло) -колебательная система, прототип баланса, не имеющая собственного периода колебаний; она использовалась в ста-ционарных и переносных часах, вплоть до XIX века.Устройство, обеспечивающее равномерность движения зубчатых колес часового механизма, специалисты и называют БИЛЯНЕЦ;
. Спусковой распределитель;
. Стрелочный механизм;
. Механизм перевода стрелок.
Двигатель первых механических часов приводился в движение потенциальной кинетической энергией груза из-за воздействия на него силы притяжения земли. Груз - камень или позднее гиря - на канате крепился к гладкому валу. Изначально вал был изготовлен из дерева. Позднее его вытеснил вал, изготовленный из металла. Сила гравитации заставляла груз опускаться, канат или цепь разматывалась, и, в свою очередь, заставляла вращаться вал. Запас хода определялся длиной каната: чем канат длиннее, тем дольше запас хода часов. Часовой механизм должен был располагаться,возможно, выше. Это было проблемой для подобного устройства механизма - грузу было необходимо куда-то «падать». Чтобы удовлетворить условию, строили сооружение, как правило, в виде башни (Отсюда первые механические часы получили свое название - башенные). Высота башни должна была быть не ниже 10 метров, а вес груза достигал порой 200 килограммов.Через посредство промежуточных зубчатых колес вал соединялся с храповым колесом. Последнее, в свою очередь, и приводило в движение стрелку. На первых механических часах стрелка была одна (подобно «примитивным» солнечным часам, в которых гномон,одиночныйшест, указывал на текущее время дня). И направление движения стрелки первых механических часов было выбрано не случайно, а определено направлением движения тени, отбрасываемой гномоном. Количество индексов времени (делений на циферблате) тоже было унаследовано от солнечных часов.
Самые первые механические часы с анкерным механизмом были изготовлены в эпоху династии Тан (18 июня 618 года - 4 июня 907 года) в Китае в 725 году нашей эры мастерамиИСином и Лян Линцзанем.
Из Китая секрет часового механизма попал к арабам. И только уже от них появился в Европе. 
Прототипом же первых механических часов, был Атникитерский механизм, обнаруженный греческим водолазом Ликопантисом недалеко от острова Антикитер в Эгейском море, на глубине от 43 до 62 метров на затонувшем античном римском корабле.
Произошло это событие 4 апреля 1900 года. Антикитерский механизм имел 37 бронзовых шестерен, заключенных в деревянном корпусе. На корпусе размещалось несколько циферблатов со стрелками.
Антикитерский механизм использовался для расчета движения небесных тел. Циферблат на передней стенке служил для отображения знаков зодиака и дней в году.
Два циферблата сзади на корпусе, использовались для моделирования положения Солнца и Луны относительно неподвижных звезд.
Первые башенные часы в Европе появились в XIVвеке. Интересно, что само английское слово clock,латинское - clocca и ряд сходных слов в других европейских языках, первоначально имели значение не «часы», а «колокол» (весьма сходно и позвучанию в русском языке: колокол -clocca - clock). Объяснение банально - первые башенные часы не имели ни циферблата, ни стрелок. Они вообще никак не показывали время, а производили сигналы боем в колокол. Первые такие часы и находились на монастырских башнях, где существовала необходимость сообщать монахам о наступлении времени работ или молитвы.
Наглядным свидетельством существования в XIVвеке традиции идущей от монастырских часов, являются башенные часы в Англии и Франции - с боем, но без циферблата. Первые механические часы с циферблатом и стрелкой (пока одной) появились в Европе в XVвеке. И вращалась в них не стрелка, а сам циферблат. Циферблат был разделен по традиции на 6, 12 и 24 деления. Единственная стрелка располагалась вертикально.
Башенные часы, которые были изобретеныи построены в XIV - XV веках, еще назывались - астрономические. Такие часы были построены в Норидже, Страсбурге, Париже, Праге. Башенные астрономические часы являлись гордостью города.
Кафедральный собор, находящийся во французском городе Страсбурге один из самых старых в Европе. Башенные часы на нем появились в 1354 году. Высота часов достигает 12 метров, а диаметр годового календарного колеса - 3 метра. 
Каждый полдень, вместо стандартного звона, часы показывали целый спектакль: под кукареканье петуха выходили караульные и перед Богоматерью молились три волхва. Часы показывали не только время, но текущий год.
Они отображали даты основных церковных праздников в предстоящем году. Перед часами была сооружена астролябия, которая показывала движение Луны, Солнца и звезд. В определенное время на специальных гонгах исполнялся торжественный гимн. Часы неоднократно впослед-ствии реконструировались. Так, после Великой Французской революции (1789 - 1794) перед ними появился большой глобус, демонстрирующий расположение более 5 000 звезд Галактики в небе над городом.
Более высокая точность была приобретена астрономическими часами с изобретениеммаятникового устройства, обеспечивающего отсчет равных промежутков времени. Это изобретение сделал в 1657 году Христиан Гюйгенс ванЗейлихем (нидерландский механик, физик, астроном, изобретатель 14.04.1629 - 08.07.1695).
История часового дела Древней Руси.
….В Новгородской летописи о Куликовской битве 1380 года можно найти: «Бьющимися имиот 6 часадо 9-го пролияся кровь. Если не знаем,что время в летописи указано по церковному счету, то суть вопроса осталась бы для нас неведомой. В древней Руси дневное и ночное время считали отдельно. И отсчет производился от восхода до захода солнца (дневные часы) и от захода Солнца до его восхода (ночные часы).
Традиционно считалось, что часовое дело на Руси было не в почете. Но первые башенные часы на Руси появились почти одновременно с башенными часами в Европе. При более тщатель-ном изучении архивных документов прояснилось, что еще летописцы Великого Новгорода XIвека, указывали не только дни, но и часы наиболее достойных и достопримечательных событий.
Первые башенные часы в Москве воздвиг чернец (монах) Лазарь в 1404 году. Часы были построены на дворе Великого князя Василия, сына Дмитрия Донского, дворец которого находился ровно на том же месте, где сейчас стоит Большой Кремлевский дворец. Тогда это были вторые часы в Европе.
Лазарь Сербин родился в Сербии отсюда и получил такое прозвище. Лазарь пришел в Москву от «Святая горы». Это гора Афон, расположенная в юго-восточной части греческого острова Айон-Орос в Эгейском море. Мужской монастырь близ горы был основан еще в 963 году.
Как эти часы были устроены, доподлинно не известно. В изданном в Москве в третьей четверти XVIвека, «Лицевом летописном своде Ивана Грозного» или «Царь-Книги», имеется цветная миниатюра, изображающая пуск «часника» (эти часы еще называли «часомерье»).
Монах Лазарь рассказывает Великому князю Василию I об устройстве своих часов.
Судя по рисунку,они имели три гири, что говорит о сложности часового механизма. Можно предположить, что одна гиря приводила в действие часовой механизм, другая - механизм колокольного боя и третья - планетарный механизм. Планетарный механизм показывал фазы Луны.
Стрелки на диске часов отсутствуют. Скорее всего, вращался сам циферблат. Скорее «буквоблат» поскольку вместо цифр на нем были старославянские буквы: аз-1, буки-2, веди-3 глагол-4, добро- 5 и далее по алфавиту Кирилла и Мефодия. 
Часы вызывали неподдельный восторг у населения и считались настоящей диковинкой. Василий Первый заплатил Лазарю Сербину за них «полувторастарублев». (по курсу начала XXвека, эта сумма составила бы 20 000 золотых рублей).
В течение десятилетий эти башенные часы были не только единственными в Москве, но и на всей Руси. Об установке первых башенных часов в Москве в летописях упоминалось, как о событии большой государственной важности.
….55.752544 градусов северной широты и 37.621425 градусов восточной долготы. Географические координаты месторасположения Спасской башни Московского Кремля…
Самые известные часы Руси и России - Кремлевские куранты, часы-куранты, установленные на Спасской башне Московского Кремля.
Courante (фр.) - куранта (танец, сначала салонный), от dancecourante - (буквально) «бегущий танец, от courir - бежать < лат.сurrerre - бежать. Музыка этого танца использовалась в старинных настольных часах.
В 1585 году часы уже были на трех воротах башен Московского Кремля. Спасской, Тайницкой и Троицкой.
В 1625 английский механик и часовых дел мастер Кристофер Галлоуэй вместе с помогавшими ему русскими кузнецами-часовщиками Жданом, его сыном Шумилой Ждановым и внуком Алексеем Шумиловым установил на Спасской башненовые часы. 13 колоколов для них отлил литейщик Кирилл Самойлов. Во время пожара 1626 года часы сгорели, в 1668 году тот же Кристофер Галлоуэей их вновь восстановил. Часы «играли музыку» и показывали время: дневное и ночное, обозначенное славянскими буквами и цифрами. Да и циферблат тогда был не «циферблат», а «указательный словесный круг, узнатный круг». Роль стрелки выполняло изображение солнца с длинным лучом, закрепленное вертикально и неподвижно в верхней части узнатного круга. Вращался сам диск, разделенный на 17 равных частей. (Такова была максимальная долгота дня в летнее время).
В разное время куранты исполняли: марш Преображенского полка, мелодию Д.С.Бортнянского «Коль славен наш Господь в Сионе», песенку «Ах, мой милый Августин», «Интернационал», «Вы жертвою пали», произведения М.И.Глинки: «Патриотическая песня» и «Славься». Сейчас звучит гимн России на музыку А.В. Александрова.
Столь детальное знакомство с устройством и работой часового механизма башенных часов позволяет легче понять и работу часового механизма настенных часов. Использование в качестве двигателя, приводящего в движение зубчатые колеса часового механизма, груза (гири), и позднее пружины, (фото баланспираль, фото баланс-маятника), вместе с изобретением и применением в механизме часов устройства, обеспечивающего равномерность движения зубчатых колес часового механизма, БИЛЯНЦА позволило уменьшить как габариты, так и вес часов.Снижению габаритов часов весьма способствовало и применение в конструкции часового механизма фузеи.
Двигатель, приводимый в движение кинетической энергий груза из-за гравитационной си-лы, где вращение механизма шестеренчатых колес было практически равномерным (весом изменяющейся длины каната или цепи можно пренебречь) был вытеснен часами с пружиной. Но пружинный двигатель имеет свой «нюанс». Стальная пружина, по мере ее «распускания», передает на шестереночный механизм «утихающее» усилие. Она «ослабевает» и крутящий момент изменяется. Устранить этот недостаток помогло применение в конструкции часового механизма устройства для сохранения и поддержания равномерного усилия пружины. Это устройство называется фузея (ударение на букву «е»).
Изобретение фузеи приписывалось пражскому часовых дел мастеру Якобу Цеху. Исследователи относят первое применение этого устройства к началу XVI века(около 1525 года).
Пока в архивах Леонардо да Винчи не были найдены чертежи, описывающие такое же устройство, и автором их был «гений всех времен и народов». Чертежи датированы 1485 годом. Историческая справедливость восторжествовала. Авторство изобретения было закреплено за Леонардо ди сер Пьеро да Винчи.
LeonardodiserPierodaVinci (15 апреля 1452 - 5 мая 1519), живописец, скульптор, архитектор, музыкант ученый, писатель, изобретатель. Яркий пример «универсального человека» (лат.homouniversalis).
Фузея представляет собой усеченный конус, который соединяется с барабаном заводной пружины при помощи специальной цепочки.
Среди специалистов цепочка известна, как цепь Гааля. На боковой поверхности фузеи выточена канавка в виде конической винтовой спирали, в которую укладывается цепь Гааля, при наматывании последней на фузею. Цепочка крепится к конусу в нижней его части (в точке наибольшего радиуса) и наматывается на конус снизу вверх. В основании конуса находится шестерня, которая передает крутящий момент на главную колесную систему часов. По мере расходования завода пружины, фузея компенсирует падение крутящего момента, путем увеличения передаточного числа, повышая, таким образом, равномерность хода часов, за весь период работы механизма от одного завода до последующего. (фото 300рх-Конструкция_фузеи). После изобретения английским часовщиком Томасом Мьюиджемом в 1755 году свободного анкерного хода, необходимость, в применении в механизме часов фузеи, отпала.
Внедрение этих изобретений способствовало уменьшению размеров часов. Часы смогли «жить» вместе с людьми в их домах. Так появились комнатные часы.
ПЕРВЫЕ КОМНАТНЫЕ ЧАСЫ. ЛЮЦЕРНОВЫЕ ЧАСЫ.
Первые часы, комнатные, которые могли бы использоваться внутри помещения, стали появляться в XIVв Британии. Они были таким огромными и тяжелыми, что в голову не приходило повесить их на стену. По этой причине они стояли на полу - напольные часы. По своей схеме и конструктивным элементам, они мало чем отличались от больших башенных часов. Колесная система с гирями и колокольчиками, располагалась в корпусе из железа или латуни.
Так называемые «люцерновые» (современные ) появились в английских часовых мастерских примерно к 1600 году. Первоначально корпуса этих часов изготавливались из железа. Позднее в качестве материала для изготовления корпусов настенных часов применялась бронза или латунь. Наименование «люцерновые» будто бы возникло из-за формы их корпуса (они напоминали старые свечные фонари). По другой версии их название возникло из слова «лакттен», которое означало «латунь».
Обе версии достаточно изящны:
. От латинскогоlucerna - свеча, светильник;
. Лакттен - латунь.
. Люцерн (нем.Luzern)
Люцерн город в Швейцарии на берегу озера Люцерн, у подножия горы Пилатус. Город основан во времена Римской империи, некоторые исследователи относят дату его основания даже на более ранний срок. Официальным же годом основания города назван 1178 год.
Во время религиозных войн во Франции во второй половине XVI века гугеноты, спасаясь от расправы, были вынуждены эмигрировать в Швейцарию. Среди них было множество талантливых мастеровых людей и часовых дел мастеров, в том числе.
Сегодня часовая промышленность Швейцарии занимает третьюстрочку среди собственных экспортирующих отраслей. Часовая промышленность в Швейцарии находится на особом месте. (Этот вариант происхождения названия «люцерновые настенные часы» никем еще не принимался во внимание и не рассматривался, как возможное объяснение происхождения определения «люцерновые»).
Что касается первых на Руси бытовых или карманных часов, то тут, до начала XXвека, первую скрипу играли иностранные часовые мастера. Первые часы были очень дорогими и больше походили на произведение ювелирного искусства. В Россию их начали завозить еще при Иване III в начале XVIвека. Они являлись или посольскими дарами царю и его двору или дорогими товарами для богатых. Вначале векаXVIIна Руси появилисьи первые настенные часы. Их начали делать английские часовые мастера.
ПЕРВЫЕ КОМНАТНЫЕ И НАСТЕННЫЕ ЧАСЫ РОССИЙСКОЙ ИМПЕРИИ.
«Окно в Европу, прорубленное» Петром I дало возможность России познакомиться с часовым делом на западе. Екатерине I, Елизавете Петровне и Екатерине IIвезли в дар маятниковые и карманные часы лучших европейских часовых дел мастеров того времени.
В России Екатерина II Великая даже делала попытки создать часовую промышленность.
В 1774 году часовых дел мастера Басилье и Сандо, благодаря денежной помощи и материальной поддержке со стороны Екатерины, организовали в Москве первую в России часовую мануфактуру. В 1796 году были образованы две часовые фабрики. Одна в Санкт-Петербурге, а другая в Москве. Однако фабрика в Москве закрылась, проработав менее 10 лет. Фабрика в Санкт-Петербурге просуществовала несколько дольше, но и она закрылась.
Светлейший князь Григорий Александрович Потемкин-Таврический (13.09.1739 - 05.10.1791) у себя в имении Дубровна (Белоруссия) в 1781 году организовал фабрику-школу.
Для передачи знаний в часовом деле был приглашен швед Петр Норштейн (PeterNordsteen,1742-1807,Ruotsi, Sweden). В этой фабрике-школе 33 ученика из крепостных обучались часовому делу. После его смерти Екатерина IIвыкупила фабрику-школу у наследников Г.А. Потемкина. Императрица выпустила Указ, по которому фабрику переводят в Москву. Для фабрики в Купавне, Московской губернии, построили специальное здание. Часы «всякого сорта», производимые на фабрике: настенные, часы с боем, карманные, по своему качеству не уступали часам европейских мастеров. Но продавалась лишь их незначительная часть, а основная масса предоставлялась к царскому двору.
В России комнатные настенные и настольные и карманные часы широко начали распро-страняться в XVIIIвеке. На Мясницкой в Москве образовался «Часовой двор», где работаломного часовыхдел мастеров. На этой улице и в дальнейшем стали открываться часовые мастерские. Среди них была и часовая мастерская братьев Николая и Ивана Бунетоп. В середине XIX века их «мастеровитость» приобрела известность, и братьев позвали реставрировать Кремлевские куранты на Спасской башне. На Тверской находились известные часовые мастерские Д.И.Толстого и И.П.Носова. В начале Никольского переулка в доме № 1/12 находился часовой магазин купца Калашникова. В нем служил приказчиком Михаил Алексеевич Москвин. Он с измальства увлекся механикой и устройством часов. В доме его отца была семейная реликвия - часы-ходики конца XVIII. Своему мастерству Михаил Москвин учился у лучших часовщиков Австрии. Так уже в 1882 году в России появились часы с клеймом «ММ». И первыми часами, клейменными «ММ», были напольные и настенные часы.
Павел (Павел-Эдуард) Карлович Буре(P.Bure1810 - 1882) часовой мастер, петербургский купец, основатель известной часовой торговой марки «Павел Буре». П.К. Буре основал свое дело в России в 1815 году. Качество изготовленных часов получило признание, и он стал поставщиком «Двора Его Императорского Величества». Однако, в основном это были карманные, настольные и каминные часы. Их, в основном, пользовали состоятельные люди.
Механизмы же часов карманных и настенных делались часовой фирмой «В.Габю».
НАСТЕННЫЕ ЧАСЫ ЦАРСКОЙ РОССИИ. (Конец XIXвека - начало XX века).
У насъ (Россiи) дешевые и грубые стенные часы,(так называемыя «ходунцы» или «ёкаль-щики») изготовляются кустарями въ деревне Шараповой,Звенигородскаго уезда, Москов-ской губернiи.
Ходики - это небольшие стенные механические часы упрощенного устройства с гирями.
Ходунцы - весьма дешевые (от 50 копеек) стенные часы, с одной гирей, без боя.
Вот что можно прочитать в Трудах Саратовской Ученой Архивной Комиссии:(Изданиiе типографiи братьевъЩетининыхъСердобскаго уезда, Саратовской губернiи.СердобскЪ - 1913 годъ):
«…производство ходиков и настенных часов в деревне Шарапово, начатое в 60-х годах XIX века, продолжало развиваться и в начале XX-го столетия… ...постановка производства настенных часов в Москве стояла не выше, чем в селе Шарапово... ... В Москве техника производства стенных часов стоит еще на низкой ступени…»
НАСТЕННЫЕ ЧАСЫ В СОВЕТСКОЙ РОССИИ.
В Советской России выпуск настенных часов был освоен на Втором Московском часовом заводе, где также выпускались бытовые будильники и промышленные и уличные электрические часовые системы..
Решение о создании собственной часовой промышленности было принято Совнаркомом в 1927 году. В сентябре 1930 года в Москве заработал 1-й Государственный часовой завод, а в 1931 году - 2-й Государственный часовой завод.
Ходики - ласковое название простеньких домашних настенных кухонных часов. Они были настолько простеньки, дешевы и неприхотливы, что их выпуск продолжался еще долгие годы. А все началось с кустарей из деревни Шарапово - «подмосковной Швейцарии»…
НАСТЕННЫЕ ЧАСЫ СОВРЕМЕННОЙ РОССИИ.
Современные механические настенные часы также используют гиревой или пружинный источник энергии. Точность хода такого механизма: + 40 -20 сек/сутки (первый класс точности).
Широкое распространение получили и настенные часы с кварцевым часовым механизмом, источник энергии батарейка. В качестве колебательной системы в них используется кристалл кварца. Первые кварцевые часы были выпущены компанией HAMILTONв 1957 году. Качественные бытовые кварцевые часы имеют точность хода: +/- 15 секунд в месяц.
В современной жизни настенные часы используются не только как приборы для измерения времени, но и несут функцию детали внутреннего интерьера и украшения комнаты.Часто настенные отражают вкусы хозяев жилья.
Дизайнеры придумывают такие настенные часы, которые изумляют и поражают своей оригинальностью.
* ***** **** ***** **** *** ** *
Самые точные часы - атомные. Самые самые точные атомные часы находятся в Германии.
За миллион лет они «согрешат» только на ОДНУ секунду.
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.
Измерять, сверять, отсчитывать время нам приходится в жизни в самых разных сферах деятельности — технике, науке, в быту. Помогают нам в этом всевозможные приборы, общее название которым — часы. Время изобретения механических часов точно неизвестно. Существует версия, что их изобрел монах Герберт из Оверни, ставший впоследствии папой Римским Сильвестром II. И было это в конце X века, однако ничего конкретного об устройстве созданных им башенных часов для Магдебурга неизвестно, т.к. часы эти не сохранились. Первые упоминания о механических часах в Европе приходятся на рубеж XIII и XIV веков. Появление древнейших часовых механизмов в Англии относят ко 2-й половине XIII века, изобретателем первых часов в Париже считают Пьера Пипенара (около 1300 г.), но начало непрерывному изготовлению механических часов было положено в Италии лишь в начале XIV века. В России первые башенные часы установлены в Московском Кремле в 1404 году монахом Лазарем Сербиным.
Конструкция всех часов была примерно одинаковая. Главными узлами часового механизма были: двигатель; система зубчатых колес, являющаяся передаточным механизмом; регулятор для создания равномерного движения; распределитель или спусковой механизм; стрелочный механизм, а также механизм, предназначенный для заводки и перевода часов. Первые механические часы приводились в движение опускающимся грузом. В качестве приводного механизма был гладкий деревянный горизонтальный вал с намотанным на него канатом, к концу которого крепили каменную, а позже — металлическую гирю. Под тяжестью гири канат постепенно разматывался и начинал вращать вал, на котором было закреплено большое зубчатое колесо. Это колесо было в непосредственном сцеплении с колесами передаточного механизма. Вращение от вала через систему колес с зубцами передавалось основному (храповому) колесу, которое было соединено со стрелками, указывающими время. Для правильного измерения времени стрелка часов должна совершать обороты с одинаковой периодичностью. Если гиря будет опускаться свободно, то вал начнет вращаться ускоренно, а значит, каждый следующий оборот стрелка будет совершать быстрее.
Средневековые механики решили дополнить механизм регулятором равномерного вращения храпового колеса. Таким регулятором стал билянец (коромысло). С давних времен свойство коромысла применялось 
в весах. Если на каждую чашу весов поместить одинаковые по весу грузы, а затем нарушить их равновесие, то коромысло начнет совершать практически равные колебания похожие на маятник. Такая колебательная система стала успешно использоваться в часах, хотя во многом уступала маятнику, который стали использовать в качестве регулятора лишь во 2-й половине XVII века. Если колебания регулятора постоянно не поддерживать, то он остановится. Чтобы направить часть двигательной энергии от колеса к билянцу или маятнику, был придуман спусковой распределитель.
Спуск является наиболее сложным узлом, от него зависит точный ход часов. Связь между передаточным механизмом и регулятором производится через спуск. Он передает толчки непосредственно от двигателя к регулятору, чтобы постоянно поддерживать его колебания. Одновременно подчиняет движение передаточного механизма закономерностям движения регулятора. Первым спуском стал шпиндель с налетами, спусковой механизм называют шпиндельный. Правда, точность хода с таким регулятором была невысокой, а погрешность составляла более 60 минут в сутки.
Первые часы не имели специального механизма заводки, что сильно затрудняло подготовку часов к работе. Т
яжелую гирю приходилось поднимать на большую высоту по нескольку раз в день. Помимо этого нужно было преодолевать и сильное сопротивление зубчатых колес передаточного механизма. В связи с этим главное колесо начали крепить так, чтобы при вращении вала против часовой стрелки (обратное вращение) оно оставалось неподвижным.
С течением времени производство часов становилось сложнее. В них появилось много стрелок, дополнительные промежуточные колеса в передаточном механизме, разнообразная система боя. В 1657 году Х. Гюйгенс впервые собрал механические часы, используя маятник как регулятор хода часов. Суточная погрешность таких часов не превышала 10 секунд. Гюйгенса по праву считают создателем современных механических часов. Позже веревку с грузом заменит пружина, маятник сменился маленьким маховым колесом, колеблющимся около положения равновесия в одну и другую стороны. Так были изобретены карманные, а позже и наручные часы.
Первая наука о времени - астрономия. Результаты наблюдений в древних обсерваториях использовались для ведения сельского хозяйства и отправления религиозных обрядов. Однако с развитием ремесел возникла необходимость в измерении коротких промежутков времени. Таким образом человечество пришло к изобретению часов. Процесс был долгим, наполненным напряженным трудом лучших умов.
История часов насчитывает много веков, это старейшее изобретение человечества. От воткнутой в землю палки до сверхточного хронометра - путь длиною в сотни поколений. Если составить рейтинг достижений человеческой цивилизации, то в номинации «великие изобретения» часы окажутся на втором месте после колеса.
Было время, когда людям было достаточно календаря. Но появились ремесла, возникла необходимость в фиксации длительности технологических процессов. Потребовались часы, назначение которых - измерение промежутков времени короче суток. Для этого человек на протяжении веков использовал различные физические процессы. Соответственными были и конструкции, их реализующие.
История часов делится на два больших периода. Первый - длиной в несколько тысячелетий, второй - меньше одного.
1. История возникновения часов, называемых простейшими. К этой категории относятся солнечные, водяные, огневые и песочные приборы. Период заканчивается изучением механических часов домаятникового периода. Это были средневековые куранты.
2. Новая история часов, начинающаяся с изобретения маятника и баланса, ознаменовавшего начало развития классической колебательной хронометрии. Этот период пока
Солнечные часы
Самые древние, дошедшие до нас. Поэтому именно история солнечных часов открывает парад великих изобретений в области хронометрии. Несмотря на кажущуюся простоту, их отличало большое разнообразие конструкций.
В основу положено кажущееся движение Солнца на протяжении суток. Отсчет ведется по тени, отбрасываемой осью. Их использование возможно лишь в солнечный день. Древний Египет имел благоприятные климатические условия для этого. Наибольшее распространение на берегах Нила получили солнечные часы, имевшие вид обелисков. Их устанавливали у входа в храмы. Гномон в виде вертикального обелиска и шкала, нанесенная на земле, - так выглядели древние солнечные часы. Фото, представленное ниже, демонстрирует один из них. До наших дней сохранился один из египетских обелисков, перевезенных в Европу. Гномон высотой 34 метра в настоящее время возвышается на одной из площадей в Риме.
Обычные солнечные часы обладали существенным недостатком. О нем знали, но долго мирились. В разные сезоны, то есть летом и зимой, продолжительность часа была неодинаковой. Но в период, когда господствовали аграрный строй и ремесленные отношения, в точном измерении времен нужды не было. Поэтому солнечные часы благополучно просуществовали до позднего Средневековья.
На смену гномону пришли более прогрессивные конструкции. Усовершенствованные солнечные часы, в которых этот недостаток был устранен, имели шкалы криволинейной формы. Кроме этого усовершенствования, использовались различные варианты исполнения. Так, в Европе были распространены настенные и оконные солнечные часы.
Дальнейшее усовершенствование имело место в 1431 году. Заключалось оно в ориентировании теневой стрелки параллельно земной оси. Такая стрелка называлась полуосью. Теперь тень, вращаясь вокруг полуоси, двигалась равномерно, поворачиваясь за час на 15°. Подобная конструкция позволяла изготовить достаточно точные для своего времени солнечные часы. Фото демонстрирует один из таких приборов, сохранившихся в Китае.
Для правильной установки конструкцию стали снабжать компасом. Появилась возможность использовать часы повсеместно. Удалось изготовить даже переносные модели. С 1445 года солнечные часы стали строить в виде полой полусферы, снабженной стрелкой, тень от которой падала на внутреннюю поверхность.
Поиски альтернативы
Несмотря на то что солнечные часы были удобными и точными, они имели серьезные недостатки объективного характера. Они полностью зависели от погоды, а их функционирование ограничивалось частью суток, заключенной в промежуток между восходом и закатом. В поисках альтернативы ученые стремились найти другие способы измерения отрезков времени. Требовалось, чтобы они не были связаны с наблюдением движения звезд и планет.
Поиски привели к созданию искусственных эталонов времени. Например, это был интервал, необходимый для перетекания или сгорания некоторого определенного количества вещества.
Созданные на этой основе простейшие часы прошли долгий путь развития и совершенствования конструкций, тем самым подготовив почву для создания не только механических часов, но и устройств автоматики.
Клепсидры
За водяными часами закрепилось название «клепсидры», поэтому бытует заблуждение о том, что впервые изобрели их в Греции. В действительности было не так. Самая древняя, очень примитивная клепсидра была найдена в храме Амона в Фебах и хранится в музее Каира.
При создании водяных часов необходимо обеспечить равномерное снижение уровня воды в сосуде при ее истечении через донное калиброванное отверстие. Достигалось это за счет придания сосуду формы конуса, суживающегося ближе ко дну. Получить закономерность, описывающую скорость вытекания жидкости в зависимости от ее уровня и формы емкости, удалось лишь в Средневековье. До этого форма сосуда для водяных часов подбиралась опытным путем. Например, египетская клепсидра, о которой говорилось выше, давала равномерное снижение уровня. Пусть и с некоторой погрешностью.
Поскольку клепсидра не зависела от времени суток и погоды, она максимально отвечала требованиям непрерывного измерения времени. Кроме того, необходимость дальнейшего усовершенствования прибора, добавления различных функций предоставляла простор для полета фантазии конструкторам. Так, клепсидры арабского происхождения представляли собой художественные произведения в сочетании с высокой функциональностью. Они были снабжены дополнительными гидравлическими и пневматическими механизмами: звуковой сигнализатор времени, система ночного освещения.
Не много имен создателей водяных часов сохранила история. Их изготовлением занимались не только в Европе, но и в Китае, в Индии. До нас дошла информация о греческом механике по имени Ктесибий Александрийский, жившем за 150 лет до новой эры. В клепсидрах Ктесибий использовал зубчатые передачи, теоретические разработки которых были выполнены еще Аристотелем.
Огневые часы
Эта группа появилась в начале 13 века. Первыми огневыми часами были тонкие свечи до 1 метра высотой с нанесенными на них метками. Иногда определенные деления оснащали металлическими штырьками, которые, падая на металлическую подставку при выгорании вокруг них воска, издавали отчетливый звук. Такие устройства послужили прообразом будильника.
С появлением прозрачного стекла огневые часы трансформируются в лампадные. На стенке наносилась шкала, по которой, по мере выгорания масла, и определялось время.
Наибольшее распространение такие устройства получили в Китае. Наряду с лампадными в этой стране была распространена другая разновидность огневых часов - фитильные. Можно сказать, что это была тупиковая ветвь.
Песочные часы
Когда они появились на свет, точно не известно. Можно с уверенностью утверждать лишь то, что они не могли появиться раньше изобретения стекла.
Песочные часы представляют собой две прозрачные стеклянные колбы. Через соединительную горловину содержимое пересыпается из верхней колбы в нижнюю. И в наше время все еще можно встретить песочные часы. Фото изображает одну из моделей, стилизованную под старину.
Средневековые мастера при изготовлении приборов украшали песочные часы изысканным декором. Их использовали не только для измерения отрезков времени, но и в качестве украшения интерьера. В домах многих вельмож и сановников можно было увидеть роскошные песочные часы. Фото представляет одну из таких моделей.
В Европу песочные часы попали достаточно поздно - в конце Средневековья, однако распространение их было стремительным. Благодаря простоте, возможности использования в любое время они быстро стали очень популярными.
Один из недостатков песочных часов - довольно короткий отрезок времени, измеряемый без их переворачивания. Не прижились кассеты, составленные из них. Тормозили распространение таких моделей их невысокая точность, а также износ при длительной эксплуатации. Происходило это следующим образом. Калиброванное отверстие в диафрагме между колбами истиралось, увеличиваясь в диаметре, частицы песка - наоборот, дробились, уменьшаясь в размере. Скорость истечения увеличивалась, время - уменьшалось.
Механические часы: предпосылки появления
Потребность в более точном измерении отрезков времени с развитием производства и общественных отношений неуклонно возрастала. Лучшие умы работали над решением этой проблемы.
Изобретение механических часов - эпохальное событие, которое произошло в Средние века, ведь они - самый сложный прибор, созданный в те годы. В свою очередь, это послужило толчком к дальнейшему развитию науки и техники.
Изобретение часов и их совершенствование требовало более совершенного, точного и высокопроизводительного технологического оборудования, новых методов расчета и конструирования. Это стало началом новой эпохи.
Создание механических часов стало возможным с изобретением шпиндельного спуска. Это устройство преобразовывало поступательное движение висящей на веревке гири в колебательное движение взад-вперед часового колеса. Здесь четко прослеживается преемственность - ведь сложные модели клепсидр уже имели и циферблат, и зубчатую передачу, и бой. Нужно было только поменять движущую силу: заменить струю воды тяжелой гирей, с которой проще было обращаться, и добавить спусковое устройство и регулятор хода.
На этой основе были созданы механизмы для башенных часов. Куранты со шпиндельным регулятором вошли в обиход примерно с 1340 года и стали гордостью многих городов и соборов.
Становление классической колебательной хронометрии
История возникновения часов сохранила для потомков имена ученых и изобретателей, которые сделали возможным их создание. Теоретической базой послужило открытие, которое сделал Галилео Галилей, озвучив законы, описывающие колебания маятника. Он же - автор идеи механических маятниковых часов.
Реализовать идею Галилея удалось в 1658 году талантливому голландцу Христиану Гюйгенсу. Он же - автор изобретения балансового регулятора, что позволило создать карманные, а затем и наручные часы. В 1674 году Гюйгенс разработал усовершенствованный регулятор за счет присоединения к колесику-маховику спиральной пружинки в виде волоска.
Другое знаковое изобретение принадлежит часовому мастеру из Нюрнберга по имени Петер Генлейн. Он изобрел заводную пружину, а в 1500 году на ее основе создал карманные часы.
Параллельно происходили изменения внешнего вида. Сначала было достаточно одной стрелки. Но так как часы стали очень точными, они требовали соответствующей индикации. В 1680 году была добавлена минутная стрелка, и циферблат обрел привычный нам вид. В восемнадцатом веке стали устанавливать секундную стрелку. Вначале боковую, а позже она стала центральной.
В семнадцатом веке создание часов было переведено в категорию искусства. Изысканно декорированные корпуса, украшенные эмалью циферблаты, которые к тому времени накрывали стеклом, - все это превращало механизмы в предмет роскоши.
Работа по усовершенствованию и усложнению приборов продолжалась непрерывно. Повышалась точность хода. В начале восемнадцатого века стали использовать в качестве опор для балансира и шестерен камни - рубиновые и сапфировые. Это позволило снизить трение, повысить точность и увеличить запас хода. Появились интересные усложнения - вечный календарь, автоматический завод, указатель запаса хода.
Толчком к развитию маятниковых часов послужило изобретение английского часовщика Клемента. Примерно в 1676 году он разработал якорно-анкерный спуск. Это устройство хорошо подходило к маятниковым часам, которые имели небольшую амплитуду колебаний.
Кварцевые часы
Дальнейшее совершенствование приборов для измерения времени происходило лавинообразно. Развитие электроники и радиотехники подготовило почву для появления кварцевых часов. Их работа основана на пьезоэлектрическом эффекте. Он был обнаружен в 1880 году, но кварцевые часы изготовили лишь в 1937 году. От классических механических вновь созданные кварцевые модели отличались поразительной точностью. Началась эра часов электронных. В чем их особенность?
Кварцевые часы имеют механизм, состоящий из электронного блока и так называемого шагового электродвигателя. Как это работает? Двигатель, получая сигнал от электронного блока, передвигает стрелки. Вместо привычного циферблата в кварцевых часах может использоваться цифровой дисплей. У нас их называют электронными. На Западе - кварцевыми с цифровой индикацией. Сути это не меняет.
Фактически, кварцевые часы - это мини-компьютер. Очень легко добавляются дополнительные функции: секундомер, указатель фаз Луны, календарь, будильник. Цена часов при этом, в отличие от механики, возрастает не так сильно. Это делает их более доступными.
Кварцевые часы очень точные. Их погрешность составляет ±15 секунд/месяц. Корректировать показания приборов достаточно дважды в год.
Настенные электронные часы
Цифровая индикация и компактность - вот отличительная особенность такого рода механизмов. повсеместно используются в качестве интегрированных. Их можно увидеть на приборной доске автомобиля, в мобильном телефоне, в микроволновке и телевизоре.
Как элемент интерьера чаще можно встретить более популярное классическое исполнение, то есть со стрелочной индикацией.
Часы электронные настенные органично вписываются в интерьер в стиле хай-тек, модерн, техно. Они привлекают прежде всего своей функциональностью.
По типу дисплея электронные часы бывают жидкокристаллическими и светодиодными. Последние более функциональны, так как имеют подсветку.
По типу источника питания часы электронные (настенные и настольные) делятся на сетевые, работающие от сети 220В, и батареечные. Более удобны приборы второго типа, так как не требуют наличия поблизости розетки.
Настенные часы с кукушкой
Германские мастера начали изготавливать их с начала восемнадцатого века. Традиционно настенные часы с кукушкой изготавливались из древесины. Богато декорированные резьбой, выполненные в виде домика для птички, они были украшением богатых особняков.
В свое время недорогие модели были популярны в СССР и на постсоветском пространстве. Долгие годы настенные часы с кукушкой марки «Маяк» выпускал завод в российском городе Сердобск. Гирьки в виде еловых шишек, украшенный незамысловатой резьбой домик, бумажные меха звукового механизма - такими запомнились они представителям старшего поколения.
Сейчас классические настенные часы с кукушкой - редкость. Связано это с высокой ценой качественных моделей. Если не принимать во внимание кварцевые поделки азиатских умельцев, изготовленные из пластика, сказочные кукушки кукуют только в домах истинных ценителей часовой экзотики. Точный, сложный механизм, кожаные меха, изысканная резьба на корпусе - все это требует большого объема ручного высококвалифицированного труда. Лишь самые солидные производители могут выпускать такие модели.
Часы-будильник
Это самые распространенные «ходики» в интерьере.
Будильник - первая дополнительная функция, которая была реализована в часах. Запатентован в 1847 году французом Антуаном Редье.
В классическом механическом настольном будильнике звук производится за счет ударов молоточком по металлическим тарелочкам. Электронные модели более мелодичны.
По исполнению будильники разделяются на малогабаритные и крупногабаритные, настольные и дорожные.
Настольные часы-будильник изготавливают с раздельными двигателями для и сигнала. Заводятся они по отдельности.
С появлением кварцевых часов популярность механических будильников упала. Причин тому несколько. с кварцевым механизмом имеют перед классическими механическими приборами ряд преимуществ: они более точные, не требуют ежедневного завода, их легко подобрать под дизайн помещения. Кроме того, они легкие, не так боятся ударов и падений.
Наручные механические часы с будильником обычно называют «сигнал». Подобные модели выпускают немногие фирмы. Так, коллекционерам известна модель под названием «президентский сверчок»
«Сверчок» (по англ. cricket) - под этим названием швейцарская компания Vulcain выпускала наручные часы с функцией будильника. Известны они тем, что их владельцами были американские президенты: Дуайт Эйзенхауэр, Гарри Трумэн, Ричард Никсон и Линдон Джонсон.
История часов для детей
Время - сложная философская категория и одновременно физическая величина, требующая измерения. Человек живет во времени. Уже с детского сада программой обучения и воспитания предусмотрено развитие у детей навыков ориентирования во времени.
Приучать ребенка к пользованию часами можно, как только он усвоил счет. Помогут в этом макеты. Можно совместить часы из картона с распорядком дня, разместив все это для большей наглядности на листе ватмана. Организовать занятия можно с элементами игры, используя для этого загадки с рисунками.
История в возрасте 6-7 лет изучается на тематических занятиях. Материал подавать необходимо так, чтобы вызвать интерес к теме. Детей в доступной форме знакомят с историей часов, их видами в прошлом и настоящем. Затем закрепляют полученные знания. Для этого демонстрируют принцип работы простейших часов - солнечных, водяных и огневых. Эти занятия пробуждают у детей интерес к исследованиям, развивают творческое воображение и любознательность. Они воспитывают бережное отношение ко времени.
В школе, в 5-7 классах, изучается история изобретения часов. Она базируется на знаниях, полученных ребенком на уроках астрономии, истории, географии, физики. Таким образом закрепляется усвоенный материал. Часы, их изобретение и совершенствование рассматриваются как часть истории материальной культуры, достижения которой направлены на удовлетворение потребностей общества. Тему занятия можно сформулировать так: «Изобретения, изменившие историю человечества».
В старших классах целесообразно продолжить изучение часов как аксессуара с точки зрения моды и эстетики интерьера. Важно познакомить детей с часовым этикетом, рассказать об основных принципах подбора Одно из занятий можно посвятить тайм-менеджменту.
История изобретения часов наглядно показывает преемственность поколений, ее изучение - эффективное средство формирования мировоззрения молодого человека.
Изобрел их часовой мастер из немецкого города Нюрнберга Петер Генлейн .
Он заменил в своем механизме гири на пружину. Пружина, как ее ни скручивай, всегда стремится раскрутиться. Этим свойством и воспользовался Петер Генлейн . Внутри карманных часов расположен механизм. В нем есть плоская коробочка — это домик, в котором находится пружина. Один конец ее — внутренний — неподвижный. Другой — наружный — прикреплен к стенке домика или барабана.
Когда механические часы заводят, то вращают барабан и пружина скручивается, наружный кончик описывает круги. Как только пружину закрутили, она начинает раскручиваться и постепенно возвращается на прежнее место.
Зубчатые колесики передают вращение стрелкам часов. В карманных часах, изобретенных Генлейном , была только одна стрелка. Стекла не было совсем. А над каждой цифрой располагался бугорок — так можно было на ощупь определить, который час. Ведь в старину считалось крайне невежливым смотреть на часы, находясь, например, в гостях. Поэтому, когда гость собирался уходить, он нащупывал часы в кармане своего камзола и определял время.
Минутная стрелка появилась на часах около 1700 года. А секундная — спустя еще шестьдесят лет . Почему? В старину не было необходимости в точном измерении времени, поэтому вполне обходились часами с одной стрелкой. Но годы шли. Развивалась торговля. Уходили в плавание корабли. Между городами прокладывались дороги. В городах открывались мануфактуры. Жизнь становилась все более торопливой и деловой. Люди научились дорожить своим временем.
В XVIII веке на часах появилась минутная стрелка, а позже и секундная.
Часовое стекло появилось только в XVII веке. Заводили карманные часы ключом.
Первые карманные часы назывались «нюрнбергскими яйцами» , хотя на самом деле они были мало похожи на яйца. У них были круглые коробочки. Потом часам стали придавать самые причудливые формы. Были часы в виде бабочек, звездочек, сердца, желудя, креста и прочее.
