Solur
Nuförtiden är frågan "vad är klockan?" orsakar inga särskilda svårigheter, eftersom du alltid har ett armbandsur med dig eller ställer in tiden på din mobiltelefon. Men dessa föremål är vår tids egendom, men hur bestämde de tiden i antiken?
Det är inte känt exakt när soluret dök upp. Det första omnämnandet av en apparat som mäter tiden med hjälp av solens strålar går tillbaka till perioden 1306 - 1290 f.Kr. I det gamla Egypten hittades en beskrivning av en apparat som mätte tiden med hjälp av solens strålar i en av gravarna. Soluret från den perioden var en rektangulär plattform (platta) med markeringar. I ena änden av rektangeln var en kort lång stång fäst, som fungerade som en klocka.
Kairomuseet har andra typer av antika solur. Designen på dessa klockor är något annorlunda. Till skillnad från en platt plattform består basen av denna klocka av två lutande plan med steg. Ett lutande plan installerades i öster, det andra i väster. Under den första halvan av dagen gled skuggan längs det första planet, ner längs stegen, som om längs divisioner, och i den andra delen flyttade den till det andra planet.
Namnet på uppfinnaren av soluret är fortfarande okänt, dessutom är det inte känt i vilket land de första soltidsapparaterna dök upp. Rätten till företräde ifrågasätts av: Det antika Egypten, det antika Rom och Kina.
I kinesiska källor går det första omnämnandet av ett solur tillbaka till 1100 f.Kr. Utformningen av det kinesiska soluret bestod av en stenskiva, som installerades parallellt med den himmelska ekvatorn. En stav passerade genom mitten av skivan. Stångens linje var parallell med jordens axel. Kinesiska hantverkare skapade också ett litet solur som innehöll en kompass.
De gamla grekerna hade ett halvsfäriskt solur - skafis; med tiden genomgick solurets design många förändringar. Många avhandlingar skrevs av arabiska astronomer om krångligheterna i solurens struktur. På de arabiska solurens urtavlor var en annan linje markerad - qibla, som indikerar riktningen till Mecka. Den tid då skuggan av gnomonen (den vertikala stolpen som fungerar som timvisare i ett solur) föll på qiblalinjen ansågs vara helig.
Det finns flera huvudtyper av solursdesigner: ekvatorial, horisontell, vertikal och analemmatisk.
I ett vertikalt solur är urtavlan följaktligen placerad i ett vertikalt läge, och gnomon (timvisare) ställs in beroende på latituden för området där klockan är installerad och azimuten på väggen där den kommer att placeras. Vertikala solur installeras huvudsakligen på fasader av byggnader.
Horisontella solur har länge varit en del av landskapsdesign. De installeras i offentliga trädgårdar, parker och rekreationsområden som ett dekorativt element. För en klocka av denna design har urtavlan ett horisontellt läge, och gnomon är inställd baserat på latitud och longitud för området där klockan kommer att placeras.
Urtavlan på en ekvatorklocka har en skala jämnt dividerad med timmar och är placerad i ekvatorns plan. Ekvatorialklockan inkluderar armillarsfären - en klocka som följer solsystemets struktur.
Stationära solur har mindre modeller. I forna tider tog indiska resenärer med sig en stav med solur på sina resor. Hål gjordes i staven och en stav sattes in, som när staven var i vertikalt läge kastade en skugga på markeringarna.
Idag, trots överflöd av mekaniska och elektroniska tidsmedier, har intresset för solur inte bleknat. Till exempel 1977 fick drottning Elizabeth II av England ett magnifikt solur som gåva. Klockans design är en skulptural komposition: två delfiner stödjer urtavlan, lyfts av havsvågen. Författaren till detta fantastiska solur är Christopher Daniel.
Att installera ett solur kräver viss kunskap om astronomi och geografi. För varje ort beräknas utformningen av urtavlan och gnomon separat. Utan dessa beräkningar förlorar soluret sin funktionalitet och förvandlas helt enkelt till ett originalelement i landskapsdesign.
Detta är förmodligen det äldsta vetenskapliga instrument som har kommit till oss oförändrat och representerar människans första användning av sin kunskap om himlakroppars rörelse.
Även om en mängd olika solur är kända, kan de alla delas in i flera huvudtyper. De vanligaste klockorna horisontell typ; de kan ses i många parker och trädgårdar. Timmar från vertikal urtavlor finns vanligtvis på väggar orienterade mot kardinalpunkterna. Vänd Urtavlan är gjord på vertikala klockor placerade på väggar som inte är orienterade mot kardinalpunkterna. A avvisade Och böjd rattarna lutas bort från respektive mot observatören. De finns vanligtvis på flersidiga klockor, som kombinerar tre eller fler urtavlor och ofta är formade som en kub; de är placerade på tak och väggåsar orienterade mot kardinalpunkterna. Roterat-avvikit Och vänd-böjd Urtavlarna är placerade på byggnader som inte är orienterade mot kardinalriktningarna. U ekvatorial Och polär timmar är urtavlans plan parallella med ekvatorns respektive polaraxelns plan. Armillary klockan har en ekvatorial urtavla; de används ofta för dekorativa ändamål. De innehåller från två till tio ringar, som representerar de jordiska och himmelska sfärernas stora cirklar. Timindelningarna är markerade innanför ekvatorcirkeln och de som kastar skugga gnomon fungerar som en stav som representerar polaxeln.
Det äldsta soluret som är känt idag gjordes omkring 1500 f.Kr. De är gjorda av sten i form av ett ca 30 cm långt block med en vertikal T-formad topp i ena änden. Tiden räknades av märken markerade på blocket med oregelbundna intervall. Klockan ställdes horisontellt och lod. Den T-formade änden vändes åt öster på morgonen och åt väster på eftermiddagen. Skuggan från den övre kanten av "T" angav tiden. Dessa och andra forntida solinstrument visade "ojämlika timmar", som ett resultat av att dela upp tiden från soluppgång till solnedgång i ett fast antal delar. Eftersom längden på dagsljustimmar förändras under hela året ändrades också timmens längd: på sommaren var den längre och på vintern var den kortare.
Att göra en sådan klocka var inte svårt. Många av dem hade timrader för specifika dagar på året, åtskilda av ungefär en månad, såväl som för datum för dagjämningar och solstånd. Timmärken för varje dag erhölls genom att koppla ihop de punkter på vilka skuggan som gnomonen kastade på dagjämningarna och solstånden låg vid en given timme.
Runt början av den kristna eran upptäcktes principen om den lutande gnomonen, vilket gjorde det möjligt att införa "lika klockor", vilket säkerställde mer exakt lagring av tid. Det upptäcktes att om gnomonens stav är riktad mot den himmelska polen, så kommer den att bli, så att säga, cirkelaxeln parallell med ekvatorn längs vilken solen kretsar. Om vi delar upp det i 24 lika delar, fick vi timmar av samma längd. Efter detta blev att göra ett exakt och jämnt löpande solur en enkel geometrisk och trigonometrisk uppgift.
Utvecklingen av solur gick hand i hand med utvecklingen av matematik och astronomi. Men under många århundraden behärskade endast hantverkare som var bekanta med gnomonics konsten att skapa solur. Från 1300-talet till 1700-talet visade många hantverkare uppfinningsrikedom och skicklighet i att göra mycket exakta ficksolur, som blev kronjuvelerna för urtillverkning.
Utseendet på mekaniska klockor försvann inte förrän på 1700-talet. använda ett solur för att hålla tiden. Solurstillverkare höll jämna steg med designers av mekaniska klockor och uppfann solinstrument för att bestämma "medeltiden". När ”zontid” infördes anpassades solur även för detta. (Områdestandardtid är medelsoltiden vid en viss meridian.) I slutet av 1800- och början av 1900-talet gjordes många mycket exakta solur för att bestämma standardtid, kallad heliokronometrar.
Konstruktion av klockan.
För att ett solur ska vara användbart måste det byggas på lämplig plats. Platsens latitud måste vara känd, liksom positionen i förhållande till horisonten och meridianen för den plats eller yta på vilken timlinjerna kommer att ritas.
De viktigaste delarna av ett solur är klockansikte, dvs. ytan på vilken timlinjerna appliceras, och gnomon att kasta en skugga. Pekare, dvs. den kanten på gnomonen, vars skugga anger tiden, är alltid riktad mot den himmelska polen. Pekarens höjd är vinkeln med vilken pekaren lutar mot urtavlan, och urtavlans mitt (punkten från vilken timlinjerna strålar ut) är den punkt där pekaren skär urtavlans plan. En nod är en speciell punkt på pekaren, vars skugga används för att mäta höjd, deklination och azimut, samt tid.
Metoder för att bestämma tiden av solen.
Det finns tre metoder för att bestämma tiden från solen: genom att mäta dess timvinkel från meridianen, som i ett vanligt trädgårdssolur; genom att mäta dess höjd över horisonten och med dess azimut (vinkeln mätt i horisontplanet mellan riktningen till punkten söder och den vertikala cirkeln som går genom solen), vilket kräver en vertikal pekare mot gnomonen. De flesta stationära solur mäter timvinkeln. De andra två metoderna används ofta i bärbara klockor.
Det finns också tre sätt att indikera tiden: skugga, ljuspunkt och magnetnål. De flesta klockor använder en skugga. Ljus används sällan i stationära klockor. Och i bärbara sådana används alla tre metoderna. Det finns två typer av magnetiska klockor. I det första sätts timmarkörer på kompasskroppen, som vanligtvis ges en kvadratisk form. Efter att ha vänt fallet så att skuggorna på dess sidoytor försvinner, läs tiden i pilens riktning. I enheter av den andra typen appliceras timmarkörer på ett elliptiskt bälte, som rör sig i enlighet med årets dag, som i många azimutala klockor. I detta fall vänds även kroppen tills skuggan på sidoytorna försvinner och tiden läses av i pilens riktning. Denna typ av klocka är mer exakt; deras fel bestäms endast av det faktum att magnetnålen avviker från den sanna riktningen mot norr.
Utseendet på soluret är förknippat med det ögonblick då en person insåg förhållandet mellan längden och positionen för solens skugga från vissa föremål och solens position på himlen. Det äldsta verktyget för att bestämma tiden var gnomonen. Förändringen i längden på hans skugga indikerade tiden. Skapandet av de så kallade skuggklockorna (vi kallar dem sol) tillskrivs egyptierna, som uppfann dem redan under det andra årtusendet f.Kr. De var en enkel träskiva med märken. Skuggklockan, uppdelad i tolv dagars intervall, blev den första mänskliga uppfinningen designad för att BESTÄMMA tiden. Således är "Sunduret" en anordning för att bestämma tid genom att ändra längden på skuggan från gnomonen och dess rörelse längs urtavlan. En liten stång (gnomon) fixerades på en platt sten (kadran), huggen med linjer - en urtavla, skuggan av gnomonen fungerade som timvisare. Men eftersom sådana klockor "fungerade" bara på dagen, ersattes de på natten av en clepsydra - det var vad grekerna kallade en vattenklocka.
Det finns solur som är horisontella, vertikala (om urtavlans plan är vertikalt och riktat från väster till öster), morgon eller kväll (planet är vertikalt, från norr till söder) och ekvatorial. Koniska, sfäriska och cylindriska solur byggdes också.
Det enklaste soluret.
Det äldsta verktyget för att bestämma tiden var gnomonen. Förändringen i längden på dess skugga indikerade tiden på dygnet. Ett sådant enkelt solur nämns i Bibeln:
Fjärde kungaboken, kapitel 20
9. Och Jesaja sade: "Här är ett tecken från Herren för er, att Herren skall uppfylla det ord som han har talat: Skall skuggan gå tio steg framåt eller gå tillbaka tio steg?"
10 Och Hiskia sade: Det är lätt för en skugga att gå tio steg framåt; nej, låt skuggan gå tillbaka tio steg.
11. Och profeten Jesaja ropade till Herren och förde tillbaka skuggan på trappan, där den gick nedför Ahas trappor, tio steg.
Jesaja kapitel 38
8. Se, jag skall vända tillbaka tio steg tillbaka solens skugga, som gick längs Ahas steg. Och solen gick tillbaka tio steg längs trappan som den hade gått ner på.
Bibelversen nämner ett solur byggt i Jerusalem under kung Ahas på 800-talet f.Kr.
Ett av de första solur som hittades i begravningen av Nauth (Irland) går tillbaka till 5000 f.Kr.
Den första kända beskrivningen av ett solur i det antika Egypten är en inskription i Seti I:s grav, från 1306-1290. före Kristus e. Den talar om ett solur som mätte tiden efter skuggans längd och var en rektangulär platta med indelningar. I ena änden av den är fäst ett lågt block med en lång horisontell stång, som kastar en skugga. Plattans ände med stången var riktad mot öster, och dygnets timme fastställdes av märkena på den rektangulära plattan, som i det antika Egypten definierades som 1/12 av tidsperioden från soluppgång till solnedgång. Efter middagstid var änden av plattan på väg västerut.
Rekonstruktion baserad på beskrivningen av det egyptiska soluret från Seti I:s grav i eftermiddagsposition. På morgonen vändes de åt andra hållet.
Instrument tillverkade med denna princip har också hittats. En av dem går tillbaka till Thutmose III:s regeringstid och är från 1479-1425. före Kristus e. den andra är från Sais, han är 500 år yngre. I slutet har de bara en stång, utan en horisontell stång, och har även ett spår för ett lod för att ge enheten ett horisontellt läge.
Solur från Thutmose III:s regeringstid. Dessa klockor behövde också rullas upp på eftermiddagen.
De andra två typerna av forntida egyptiska klockor som mätte tiden med längden på skuggan var de där skuggan föll på ett lutande plan eller på trappsteg. De berövades bristen på klockor med en plan yta: på morgonen och kvällstimmarna sträckte sig skuggan bortom plattan. Dessa typer av klockor kombinerades i en kalkstensmodell som förvarades i Kairos egyptiska museum och daterades något senare än klockan från Sais. På ena sidan av modellen finns två lutande plan med trappsteg, en av dem var orienterad mot öster, den andra pekade mot väster. Före middagstid föll skuggan på det första planet, gradvis nedåt längs stegen från topp till botten, och på eftermiddagen - på det andra planet, steg gradvis från botten till toppen; vid middagstid fanns det ingen skugga. På andra sidan av modellen finns två lutande plan utan steg, denna typ av klocka fungerade på samma sätt som en klocka med steg.
En specifik implementering av typen av solur med ett lutande plan var den bärbara klockan från Kantara, skapad omkring 320 f.Kr. e. med ett lutande plan på vilket indelningarna var markerade och ett lod. Planet var orienterat mot solen.
Ritning av en klocka med ett lutande plan. Så här såg klockan från Kantara ut.
År 2013 rapporterade forskare vid universitetet i Basel upptäckten av ett solur, förmodligen vertikalt, 3 300 år gammalt, målat på en kalkstensostracon. De upptäcktes i Konungarnas dal nära arbetarbostaden mellan gravarna KV29 och KV61.
Klockan är skafis.
Enligt historien om Vitruvius, den babyloniske astronomen Berossus, som bosatte sig på 600-talet. före Kristus e. på ön Kos, introducerade grekerna det babyloniska soluret, som hade formen av en sfärisk skål - den så kallade scaphis. Detta solur förbättrades av Anaximander och Anaximenes. I mitten av 1700-talet hittade man vid utgrävningar i Italien exakt samma instrument som beskrivits av Vitruvius. De gamla grekerna och romarna, liksom egyptierna, delade in tidsperioden från soluppgång till solnedgång i 12 timmar, och därför var deras timme (som ett mått på tiden) av olika längd beroende på tid på året. Ytan på urtaget i soluret och "timme"-linjerna på den valdes så att slutet av stavens skugga indikerade timmen. Vinkeln med vilken toppen av stenen skärs beror på latituden för den plats som klockan är gjord för. Efterföljande geometrar och astronomer (Eudoxus, Apollonius, Aristarchus) kom fram till olika former av solur. Beskrivningar av sådana instrument har bevarats, med de märkligaste namnen efter deras utseende. Ibland var gnomonen, som kastade en skugga, placerad parallellt med jordens axel.
Från Grekland nådde soluret Rom. År 293 f.Kr. e. Papirius Cursor beordrade byggandet av ett solur i Quirinaltemplet, och år 263 f.Kr. e. en annan konsul, Valery Messala, tog med sig ett solur från Sicilien. Designade för en sydligare breddgrad visade de timmen felaktigt. För Roms breddgrad byggdes de första klockorna omkring 170 f.Kr. e. Marcius Philip.
Skafis - de gamlas solur. Den sfäriska skåran har klocklinjer. Skuggan kastades av en horisontell eller vertikal stav, eller en boll i mitten av instrumentet. Vinkeln med vilken toppen av stenen skärs beror på latituden för den plats som klockan är gjord för. Därför byggdes sådana klockor på den plats där de var tänkta att användas.
Horisontellt solur.
Ett horisontellt solur består av en kadran och en gnomon. Ramen installeras parallellt med horisontplanet. Oftast är gnomonen en triangel vinkelrät mot ramplanet, och en av dess sidor lutar mot den i en vinkel lika med latituden på den plats där klockan är installerad. Skärningslinjen mellan gnomonen och ramen är riktad parallellt med middagslinjen - linjen längs vilken skuggan av den vertikala staven riktas mot den riktiga middagen på en given plats.
Vintage horisontellt solur.
Vertikal solur.
Vertikala solur placeras vanligtvis på väggarna i byggnader och olika strukturer. Därför är deras ram vertikal - vinkelrät mot horisontplanet, men kan vändas i olika riktningar. Placeringen av timindelningarna på ramen beror på i vilken riktning ramen vrids. De kommer att vara symmetriska med avseende på middagsindelningen endast när ramen är vänd strikt söderut (geografisk, inte magnetisk!) - på norra halvklotet, eller mot norr - på södra halvklotet, med andra ord - när ramen är vinkelrät till middagslinjen. För en sådan riktad kadran måste gnomonen ligga i den himmelska meridianens plan, med andra ord, vara vinkelrät mot både kadranplanet och horisontplanet, och en av dess sidor måste vara parallell med jordens axel.
Vertikal solur.
Vertikal solur på fasaden av templet Merafim av Sarov i Moskva-regionen. Inaerman kalksten, koppar, 100x50cm.
Vertikalt solur, 1623. Rekonstruktion 1991.
I Moskva planetarium Det finns ett vertikalt solur som visar tid och datum.
Detta är en sällsynt solursdesign där gnomonen som pekar mot Polstjärnan är ansluten i den nedre änden till en dioptri. Ett ljust hål i form av solen med en krona kastar en kanin på en vertikal sköldskiva, på vars yta ett system med datum och timmar tillämpas. Klockans plan är orienterat i väst-östlig riktning.
Från topp till botten längs stativet finns en fläkt av raka linjer som mäter timmar och minuter, och horisontellt finns det ett gäng hyperboler längs vilka skuggan från solen glider i olika månader på olika höjder. Solstrålen anger samtidigt tid på dygnet och tid på året.
Det är tydligt att på dagen för sommarsolståndet, när solen rör sig så högt som möjligt från den himmelska ekvatorn och når Kräftans vändkrets, går kaninen längs den nedre kanten av koordinatnätet. På dagarna av vår- och höstdagjämningen kommer solcirkeln att passera längs den mittersta horisontella linjen, längs ekvatorn. Och på vintern går kaninen på topparna.
Ekvatorial klocka.
Ekvatorialsoluret består också av en ram (ett plan med timindelningar) och en gnomon. Timindelningarna på ramen är markerade med lika vinkelavstånd, som på urtavlan på en vanlig klocka, och gnomon är vanligtvis en metallstav monterad på ramen vinkelrätt mot dess yta. Sedan är ramen orienterad i horisontalplanet så att den räta linjen som förbinder basen av gnomon och timindelningen som motsvarar middag är riktad parallellt med middagslinjen mot söder - för norra halvklotet, eller mot norr - för Södra halvklotet, och lutar i förhållande till horisontplanet, respektive, mot norr eller mot söder med en vinkel α=90°-φ, där φ är den geografiska latituden för den plats där soluret är installerat. Ramen kommer att vara parallell med himmelsekvatorn (därav namnet på den här typen av solur), och eftersom himmelssfären roterar jämnt under dagen, kommer skuggan från gnomonen för valfri timme på dygnet att beskriva lika vinklar (därför timindelningar utförs på samma sätt som på urtavlan ordinarie timmar).
Diagram över det ekvatoriala soluret. De kallas också lutande.
Lika vinkelintervall (t=15°) mellan intilliggande timindelningar, som på urtavlan på en vanlig klocka, och gnomonens vinkelräthet mot ramen är de främsta fördelarna med ekvatoriska solur framför horisontella och vertikala. Den största nackdelen med ekvatoriska solur är att de, till skillnad från horisontella, bara kommer att fungera från vårdagjämningen till dagen för höstdagjämningen (på norra halvklotet är vårdagjämningen i mars, höstdagjämningen är i september, på södra halvklotet är vårdagjämningen i september, höst - i mars). Under resten av året kommer de inte att fungera, eftersom solen kommer att vara på andra sidan av planet för himmelsekvatorn, och hela ramens övre yta kommer att vara i skugga. Naturligtvis kan denna nackdel elimineras om man gör en ram i form av en tallrik, applicerar timindelningar på både den övre och nedre ytan och fortsätter gnomonen under plattan, men även då, dagar nära våren eller höstdagjämning, soluret kommer inte att fungera - Solen kommer att skina på tallriken inte uppifrån eller under, utan från sidan.
Under medeltiden lämnade arabiska astronomer (Thabit ibn Qorra, Ibn al-Shatir, Abu l-Hasan ibn Yunis) omfattande avhandlingar om gnomonics, eller konsten att bygga solur. Grunden var reglerna för trigonometri. Förutom "timme"-linjerna var riktningen till Mecka, den så kallade qibla, också markerad på den arabiska klockans yta. Det ögonblick på dagen då slutet av skuggan av en vertikalt placerad gnomon föll på qiblalinjen ansågs särskilt viktigt.
Med införandet av lika timmar på dygnet och natten (oberoende av tid på året) förenklades uppgiften för gnomonics avsevärt: istället för att lägga märke till slutet av skuggan på komplexa kurvor, räckte det med att lägga märke till skuggans riktning. Om stiftet ligger i riktning mot jordens axel, så ligger dess skugga i planet för solens timcirkel, och vinkeln mellan detta plan och meridianplanet är solens timvinkel eller sann tid. Allt som återstår är att hitta skärningen mellan på varandra följande plan med ytan på klockans "urtavla". Oftast var det ett plan vinkelrätt mot stiftet, det vill säga parallellt med den himmelska ekvatorn (ekvatorial eller ekvinoktial klocka); på den ändras skuggans riktning med 15° varje timme. I alla andra positioner av rattplanet växer inte vinklarna som bildas på det av skuggans riktning med middagslinjen jämnt.
Gnomonics sysslade med att utarbeta regler för att hitta olika positioner av skuggor på dessa ytor. Soluret, som redan sagt, ger inte medelvärdet, utan den sanna soltiden. En av de speciella uppgifterna för gnomonics var att konstruera en kurva på urtavlan på ett solur som skulle indikera den "genomsnittliga" middagstid vid olika tider på året. I det medeltida Europa utövades gnomonics av: Apian, Albrecht Durer, Kircher. Levde i början av 1500-talet. Münster erkändes som "gnomonikernas fader".
I Kina, under Zhou-eran Ett ekvatorialt solur användes i form av en stenskiva, installerad parallellt med den himmelska ekvatorn och genomborrade den i mitten av en stång installerad parallellt med jordens axel. Under Qing-eran i Kina tillverkades bärbara solur med en kompass: antingen ekvatorial - återigen med en stav i mitten av skivan, installerad parallellt med den himmelska ekvatorn, eller horisontell - med en tråd som en gnomon ovanför den horisontella urtavlan.
I forntida ryska krönikor angavs ofta tiden för någon händelse, detta antydde att vid den tiden i Rus redan vissa instrument eller föremål användes för att mäta tid, åtminstone under dagen. Chernigov-konstnären Georgy Petrash uppmärksammade mönstren i solens belysning av nischerna i det nordvästra tornet i Transfiguration Cathedral i Chernigov och till det märkliga mönstret ("slingrar") ovanför dem. Baserat på en mer detaljerad studie av dem föreslog han att tornet är ett solur, där dygnets timme bestäms av belysningen av motsvarande nisch, och slingrarna tjänar till att bestämma femminutersintervallet. Liknande egenskaper noterades i andra kyrkor i Chernigov, och man drog slutsatsen att solur användes i det antika Ryssland på 1000-talet.
Under Anna Ioannovnas regeringstid, den 23 augusti 1739, utfärdades ett senatsdekret, enligt vilket milstolpar-obelisker av trä installerades på vägen från S:t Petersburg till Peterhof; 1744 utfärdades ett dekret om pelaren av väg från St. Petersburg till Tsarskoje Selo. Istället för milstolpar-obelisker restes sedan "marmorpyramider" med mönster baserade på Antonio Rinaldis verk. Några av dem hade solur, och resenären kunde använda dem för att ta reda på avståndet och tiden. "Marmorpyramider" med solur har bevarats på följande platser: i St. Petersburg i hörnet av Fontanka-flodens vall och Moskovsky Prospekt (markerar en mil från postkontorsbyggnaden) och i Pushkin vid Orlovporten, belägen på södra gränsen till Catherine Park. Datumet för installationen anges på "marmorpyramiden" vid Oryol-porten - 1775.
Tid är ett av de grundläggande begreppen som människor fortfarande försöker förstå och förstå. Idéer om tid förändrades med utvecklingen av vetenskap och teknik, och tillsammans med förändringen av idéer förändrades också instrumenten för att mäta dem, det vill säga kronometrar eller, förenklat, klockor. I den här artikeln kommer vi att prata om vem, när och var som uppfann de första klockorna av olika typer, prata om utvecklingen och historien bakom uppfinningen av klockor och även berätta intressanta fakta om klockor.
Uppfinningen av soluret
Budgetalternativ för solur
Årstidernas växling, växlingen av dag och natt fick de första människorna att tänka på att förändra den omgivande verkligheten, och en naturlig, periodisk förändring. Samhället utvecklades, så det fanns ett behov av att synkronisera våra handlingar i rum och tid, och för detta behövde vi en tidsmätare. Troligtvis hade de första soluren i första hand en religiös betydelse och användes för ritualer. Nu är det svårt att fastställa exakt när det mänskliga sinnet såg förhållandet mellan längden på skuggan från olika föremål och var solen är nu.
Den allmänna principen för ett solur är att det finns någon långsträckt indikator som kastar en skugga. Denna pekare fungerar som en klockvisare. En urtavla placeras runt pekaren, där olika indelningar tillämpas (indelningarna kan generellt sett vara vilken som helst), som motsvarar vissa tidsenheter som accepteras i en viss kultur. Jorden rör sig runt solen, så skuggan ändrar sin position, och förlänger och förkortar också, vilket gör det möjligt att bestämma tiden, även om den är mycket felaktig.
Det tidigaste kända soluret är en skuggklocka som används i forntida egyptisk och babylonisk astronomi, som går tillbaka till 1500 f.Kr. Även om senare vetenskapsmän tillkännagav en viss kalkstensklocka, vars ålder nådde 3300 f.Kr.
Äldsta solur från Egyptens kungars dal (ca 1500 f.Kr.)
Även olika solur hittades senare i forntida egyptiska tempel, gravar och minnesmärken. Senare visade de vanliga vertikalt monterade obelisker en nackdel, eftersom deras skugga sträckte sig utanför plattans gränser med uppdelningar. De ersattes av ett solur som kastar en skugga på en lutande yta eller trappsteg.
Ritning av ett solur från Kantara, där skuggan faller på ett lutande plan
Det finns fynd av solur i andra länder. Till exempel finns det solur från Kina, som skiljer sig i sin design.
Ekvatorial solur. Kina. Förbjudna staden
Intressant fakta. Uppdelningen av urtavlan i 12 delar ärvs från det 12-siffriga nummersystemet i det antika Sumer. Om du tittar på din handflata från insidan kommer du att märka att varje finger (utan tummen) består av tre falanger. Vi multiplicerar 3 med 4 och vi får samma 12. Senare utvecklades detta talsystem av babylonierna och från dem gick det med största sannolikhet vidare till det gamla Egypten som en tradition. Och nu, tusentals år senare, ser du och jag samma 12 delar på urtavlan.
Solur utvecklades vidare i antikens Grekland, där de antika grekiska filosoferna Anaximander och Anaximenes började förbättra dem. Det är från antikens Grekland som det andra namnet för soluret "gnomon" kommer från. Sedan, efter medeltiden, började forskare förbättra gnomonen, som till och med separerade skapandet och justeringen av sådana solur i en separat sektion och kallade det gnomonics. Som ett resultat användes solur ända fram till slutet av 1700-talet, eftersom deras skapelse var överkomlig och inte krävde några tekniska problem. Redan nu kan du hitta liknande solur i städer, som har förlorat sin praktiska betydelse och blivit vanliga attraktioner.
TILL de största nackdelarna med sådana klockor Det är värt att nämna att de endast kan användas i soligt väder. De har inte heller tillräcklig noggrannhet.
Modernt solur
Moderna solur spelar vanligtvis rollen som intressanta monument och landmärken. Här är några av dem.
För närvarande är solur bara en rolig historisk artefakt och har inga breda praktiska tillämpningar. Men vissa hantverkare och uppfinnare fortsätter att förbättra dem. Till exempel uppfann en fransk ingenjör ett digitalt solur. Deras egenhet är att de skildrar tiden digitalt med hjälp av skuggor.
Det är sant att steget för en sådan klocka är 20 minuter och det digitala tidsalternativet kommer endast att vara tillgängligt från 10:00 till 16:00.
Uppfinningen av vattenklockan
Det är omöjligt att säga exakt när vattenklockan (förnamnet på clepsydra) uppfanns, eftersom de tillsammans med soluret är en av de äldsta mänskliga uppfinningarna. Det är säkert att säga att de gamla babylonierna och forntida egyptierna var bekanta med vattenklockor. Det ungefärliga datumet för uppfinnandet av klockor anses vara 1600 - 1400 f.Kr., men vissa forskare hävdar att de första klockorna var kända i Kina 4000 f.Kr.
Vattenklockor var kända i Persien, Egypten, Babylon, Indien, Kina, Grekland, Rom och på medeltiden nådde de den islamiska världen och Korea.
Grekerna och romarna älskade vattenklockor, så de gjorde mycket för att förbättra dem. De utvecklade en ny design för vattenklocka, vilket ökade noggrannheten i tidsmätningen. Senare förbättringar ägde rum i Bysans, Syrien och Mesopotamien, där alltmer nya och exakta versioner av vattenklockor kompletterades med komplexa segment- och planetväxlar, vattenhjul och till och med programmerbarhet. Intressant nog utvecklade kineserna sin egen avancerade vattenklocka, som inkluderade en flyktmekanism och ett vattenhjul. Kinesernas idéer spreds till Korea och Japan.
Forntida grekiska clepsydra vattenklocka. De såg ut som ett kärl med ett hål i botten genom vilket vatten rann. Med denna klocka bestämdes tiden av mängden vatten som strömmade ut. Numreringen motsvarar 12 timmar.
Det är också intressant att titta på den medeltida elefantklockan av uppfinnaren Al-Jazari, som var en muslimsk ingenjör och uppfinnare av olika typer av klockor. Han byggde en klocka som var intressant i sin design och symbolik. När han avslutade sitt arbete beskrev han det så här:
"Elefanten representerar indisk och afrikansk kultur, de två drakarna representerar uråldrig kinesisk kultur, fenixen representerar persisk kultur, vattnets verk speglar den antika grekiska kulturen, och turbanen representerar islamisk kultur."
Schema för "Elephant"-klockan
Rekonstruktion av "Elephant"-klockan
Intressant fakta. Du kanske har sett clepsydra titta på TV-programmet Ford Boyard. Denna klocka hängde utanför varje testrum.
Klocka från programmet Ford Boyard
Tidiga vattenklockor kalibrerades med hjälp av solur. Även om vattenklockor aldrig nådde moderna nivåer av noggrannhet, förblev de den mest exakta och mest använda klockmekanismen för sin tid i tusentals år tills de ersattes i Europa av mer exakta pendelur.
Den största nackdelen med en vattenklocka är själva vätskan, som kan kondensera, avdunsta eller frysa. Därför ersattes de snabbt av timglas.
Modern vattenklocka
Idag finns bara ett fåtal moderna vattenklockor. 1979 började den franske forskaren Bernard Guitton skapa sina tidsflödesklockor, som representerar ett modernt förhållningssätt till utformningen av forntida mekanismer. Gittons design är baserad på gravitation. Flera sifoner drivs av samma princip som Pythagoras kopp (ett speciellt kärl uppfunnit av Pythagoras som häller ut överflödigt vatten från kärlet).
Till exempel, när vattennivån i visningsrören för minuter eller timmar har uppnåtts, börjar överströmningsröret fungera som en sifon och tömmer alltså indikatorröret. Själva tidshållningen görs av en kalibrerad pendel, som drivs av en ström av vatten som kommer från klockans reservoar. Andra moderna vattenklockor finns, inklusive Royal Gorge-vattenklockan i Colorado, Woodgrove Mall i Nanaimo i British Columbia och Hornsby-vattenklockan i Sydney, Australien.
Uppfinningen av timglaset
Ett timglas är en anordning som används för att mäta tid. Den består av två glaskärl förbundna vertikalt med en smal hals, vilket gör att du kan reglera flödet av ett visst ämne (historiskt sett var den första sand) från toppen av kolven till botten. Faktorer som påverkar det uppmätta tidsintervallet inkluderar mängden sand, sandens grovhet, kärlstorlek och halsbredd. Timglaset kan återanvändas på obestämd tid genom att vända behållarna när den översta är tom.
Ursprunget till timglaset är inte helt klart. Enligt American Institute of New York, timglaset uppfanns i Alexandria omkring 150 f.Kr.
I Europa, fram till 800-talet, var timglas bara kända i antikens Grekland, och på 700-talet skapade en frankisk munk vid namn Luitprand det första franska timglaset. Men det var inte förrän på 1300-talet som timglas blev vanliga, det tidigaste beviset var fresken från 1338 "Allegory of Good Government" av Ambrogio Lorenzetti.
Avbildning av en klocka på fresken "Allegory of Good Government"
Användningen av havets timglas har registrerats sedan 1300-talet. Det marina timglaset var mycket populärt ombord på fartyg eftersom det var det mest pålitliga sättet att mäta tid på havet. Till skillnad från vattenklockan påverkade inte fartygets rörelse under resan timglaset. Det faktum att timglaset också använde granulära material istället för vätskor gav mer exakta mätningar, eftersom vattenklockan var benägen att kondensera inuti den vid temperaturväxlingar. Sjömän upptäckte att timglaset kunde hjälpa dem att bestämma longitud, avståndet öster eller väster om en viss punkt med rimlig noggrannhet.
Timglas har också blivit populärt på land. Eftersom användningen av mekaniska klockor för att markera tidpunkten för händelser som gudstjänster har blivit vanligare, vilket skapar ett behov av att hålla koll på tiden, har efterfrågan på tidtagningsanordningar ökat. Timglas var i princip billiga eftersom de inte krävde sällsynt teknik och deras innehåll var inte svårt att hitta, och när tillverkningen av dessa instrument blev vanligare blev användningen mer praktisk.
Timglas i kyrkan
Timglas användes ofta i kyrkor, hem och på arbetsplatser för att mäta predikningar, matlagning och tid för att ta pauser från arbetet. När de användes för mer vardagliga sysslor började timglasmodellen krympa. Små modeller var mer praktiska och mycket populära eftersom de ökade nivån på punktlighet.
Efter 1500 började timglaset förlora sin popularitet. Detta berodde på utvecklingen av mekaniska klockor, som blev mer exakta, kompakta och billigare och gjorde det lättare att mäta tid.
Timglaset försvann dock inte helt. Även om de har blivit relativt mindre användbara i takt med att klocktekniken har avancerat, har timglaset förblivit önskvärt i sin design. Det äldsta bevarade timglaset finns i British Museum i London.
Modernt timglas
Som ett solur används ett timglas ofta som en turistattraktion:
Världens största timglas. Moskva.
Detta timglas står för att hedra Ungerns anslutning till Europeiska unionen. De kan hålla tiden ett helt år.
Men det finns också miniatyrversioner som används som souvenirer och nyckelringar. Till exempel är timglasleksaker för barn ganska populära, vilket gör att du kan mäta den tid som behöver spenderas på att borsta tänderna. De kan köpas på aliexpress till ett ganska lågt pris.
Men i själva verket används timglas fortfarande i praktiken! Var, frågar du? Svaret finns på kliniker och sjukhus. Denna klocka är bekväm att använda för att se patienter. De är också bekväma att använda som timer när du lagar mat i köket. Dessa klockor säljs för ungefär en dollar på Aliexpress.
Tja, en mycket intressant version av timglaset, där magnetiserade spån används istället för sand. När det stänks på den nedre delen av klockan bildas en hög med en specifik form, som du kan titta på för avkoppling (en effekt som liknar vridningen av en spinner). Köp en sådan klocka, och folk från Ryssland skriver att leveransen är utmärkt och klockan är väl förpackad.
