13/05/2002
Более трехсот лет длилась эволюция маятниковых часов. Тысячи изобретений на пути к совершенству. Но в исторической памяти надолго останутся лишь те, кто поставил первую и последнюю точку в этой великой эпопее
Более трехсот лет длилась эволюция маятниковых часов. Тысячи изобретений на пути к совершенству. Но в исторической памяти надолго останутся лишь те, кто поставил первую и последнюю точку в этой великой эпопее.
Часы из телевизора
Перед любыми программами новостей на телевидении мы видим часы, секундная стрелка которых с большим достоинством отсчитывает последние мгновения до начала передачи. Этот циферблат - видимая часть айсберга под названием АЧФ-3, астрономические часы Федченко. Не каждый прибор носит имя конструктора, не обо всех изобретениях сообщают в энциклопедиях.
Часы Феодосия Михайловича Федченко удостоены такой чести. В любой другой стране об изобретателе подобного уровня знал бы каждый школьник. А у нас уже 11 лет назад тихо и скромно ушел из жизни выдающийся конструктор и никто о нем даже вспоминает. Почему? Наверное, в свое время был упрям, не умел льстить и лицемерить, что так не нравилось чиновникам от науки.
Помогла изобрести Федченко знаменитые часы случайность. Одна из тех загадочных случайностей, которая так украшает историю науки.
Две первые точки в истории маятниковых часов поставили два великих ученых - Галилео Галилей и Христиан Гюйгенс независимо друг от друга, создавшие часы с маятником, причем открытие законов колебания маятника пришло к Галилею тоже случайно. Кому-то на голову упадет кирпич -и ничего, даже сотрясения мозга не произойдет, а другому достаточно простого яблока, чтобы разбудить дремавшую в подсознании мысль для открытия закона всемирного тяготения. Великие случайности происходят, как правило, с великими личностями.
В 1583 году в Пизанском соборе любознательный юноша по имени Галилео Галилей не столько слушал проповедь, сколько любовался движением люстр. Наблюдения за светильниками показались ему интересными и, вернувшись домой, девятнадцатилетний Галилей изготовил опытную установку для исследования колебаний маятников - свинцовых шариков, укрепленных на тонких нитях. Собственный пульс служил ему хорошим секундомером.
Так, экспериментальным путем, Галилео Галилей открыл законы колебания маятника, которые сегодня изучают в каждой школе. Но Галилей в то время был слишком молод, чтобы думать о внедрении в жизнь своего изобретения. Вокруг столько интересного, надо спешить. И только в конце жизни, старый, больной и слепой старик, вспомнил о своих юношеских опытах. И его осенило - приставить к маятнику счетчик колебаний, - и получатся точные часы! Но силы Галилея были уже не те, ученый смог сделать только чертеж часов, завершил же работу его сын Винченцо, который вскоре умер и широкой огласки создание маятниковых часов Галилеем не получило.
Впоследствии Христиану Гюйгенсу всю жизнь необходимо было доказывать, что именно ему принадлежит честь создания первых маятниковых часов. По этому поводу в 1673 году он писал:
"Некоторые утверждают, что Галилей пытался сделать это изобретение, но не довел дело до конца; эти лица скорее уменьшают славу Галилея, чем мою, так как выходит, что я с большим успехом, чем он, выполнил ту же задачу".
Не так уж важно кто из этих двух великих ученых "первее" в деле создания часов с маятником. Гораздо значительнее то, что Христиан Гюйгенс не просто изготовил очередной тип часов, он создал науку хронометрию. С этого времени в деле конструирования часов был наведен порядок. "Лошадь" (практика) уже не бежала впереди "паровоза" (теории). Идеи Гюйгенса воплощал в жизнь парижский часовой мастер Исаак Тюре. Так увидели свет часы с различными конструкциями маятников, изобретенных Гюйгенсом.
Начало "карьеры" учителя физики
Феодосии Михайлович Федченко, родившийся в 1911 году ничего не знал о страстях по маятнику трехсотлетней давности. Да и вообще о часах он не думал. Его "карьера" началась в бедной сельской школе. Простой учитель физики вынужден был стать невольным изобретателем. Как же иначе, не имея должного оборудования, объяснить любознательным детишкам основополагающие законы природы.
Талантливый педагог конструировал сложные демонстрационные установки и, вероятно, его уроки школьники не пропускали. Война внесла коррективу в судьбу молодого изобретателя, Федченко стал незаурядным механиком танковых приборов. И вот первый звоночек судьбы - после окончания войны Феодосию Михайловичу предложили работу в Харьковском институте мер и измерительных приборов, в лаборатории, где среди научных тем была записана и такая: "Изыскание возможности увеличения точности хода часов со свободным маятником типа "Шорт"".
Его настольной книгой стал "Трактат о часах" Христиана Гюйгенса. Так заочно познакомился Ф. М. Федченко со своими знаменитыми предшественниками Христианом Гюйгенсом и Вильгельмом X. Шортом.
Предпоследняя точка в истории часов с маятником была поставлена английским ученым Вильгельмом X. Шортом. Правда, долгое время считалось, что создать часы с маятником точнее, чем часы Шорта невозможно. В 20-е годы XX века решили, что эволюция маятниковых приборов времени завершена. Каждая обсерватория не считалась достаточно оснащенной, если не имела астрономических часов Шорта, но платить за них приходилось золотом.
Один экземпляр часов Шорта приобрела Пулковская обсерватория. Английская фирма, установившая хранитель времени, запрещала к ним даже прикасаться, иначе снимала с себя всякую ответственность за настройку хитрого механизма. В 30-е годы Главной палате мер и весов в Ленинграде поручили разгадать секрет часов Шорта и начать изготавливать подобные устройства собственными силами. Талантливый метролог И. И. Кванберг долго разглядывал механизм часов через герметическое стекло цилиндра и попытался, не имея чертежей, изготовить копию. Копия была достаточно хорошей, но не идеальной. Всех английских тонкостей через стекло разглядеть было невозможно. Тем не менее, до войны на заводе "Эталон" было выпущено несколько экземпляров часов Кванберга.
Вот такую "простенькую" тему - изготовить часы точнее, чем это сделал Шорт - и поручили новичку Ф. М. Федченко, пришедшему после войны в харьковский
институт.
Возвращение к истокам
Харьковский умелец установил, что еще в 1673 году Христиан Гюйгенс в "Трактате о часах" практически все сказал о том, как делать маятниковые часы. Оказывается, для того, чтобы часы были точными, необходимо, чтобы центр тяжести маятника в пространстве описывал не дугу окружности, а часть циклоиды: кривой, по которой движется точка на ободе колеса, катящегося по дороге. В этом случае колебания маятника будут изохронными, не зависящими от амплитуды. Сам Гюйгенс теоретически все обосновавший, пытался достичь цели, делая тысячи изобретений, но к идеалу не приблизился.
Последователи Гюйгенса, в том числе и Шорт, добивались точности другим путем -максимально изолировали маятник от внешних влияний, помещая точные часы глубоко в подвал, в вакуум, где минимально изменяется вибрация, температура
Федченко же, захотел осуществить мечту Гюйгенса и создать изохронный маятник. Говорят, что все идеальное - просто. Так и Федченко всего на всего подвесил маятник на три пружины - две длинные - по бокам и одну короткую - в середине. Казалось бы, ничего особенного, но на пути к открытию, были тысячи опытов. Были перепробованы пружины толстые и тонкие, длинные и короткие, плоские и с переменным сечением. Пять долгих лет терпеливой и кропотливой работы, неверие коллег, на него уже просто перестали обращать внимание и вдруг счастливый случай, благодаря элементарной ошибке в сборке подвеса.
Несколько винтов плохо закрутили, и подвес повел себя так, что маятник начал совершать изохронные колебания. Опыты проверяли и перепроверяли, все оставалось по-прежнему. Трех пружинный подвес маятника решал задачу Гюйгенса - при изменении амплитуды колебания, период оставался неизменным.
Столица, конечно, переманила талантливого изобретателя. В 1953 году Ф.М. Федченко перевели в Москву, в лабораторию маятниковых приборов времени создававшегося Всесоюзного научно-исследовательского института физико-технических и радиотехнических измерений.
Конечно, в Харькове это не понравилось. Федченко нанесли удар ниже пояса, - не отдали высокоточный импортный станок, стоивший громадных денег. В Москву изобретатель привез только три экземпляра первых опытных часов АЧФ-1. Для продолжения работы станок был необходим, в магазинах страны подобное оборудование не продавали. У частников, с трудом, но можно было найти нужный станок, и Федченко нашел. Но как платить? Наличные деньги в государственном учреждении не выдавали, тем более такую сумму -одиннадцать тысяч рублей.
Отчаявшийся Федченко, понимая, что без прецизионного оборудования он, как без рук, пошел на настоящую авантюру. Он напрямую обратился к управляющему Госбанка и нашел такие убедительные слова о значение своего изобретения, что умный и смелый человек, профессионал в своем деле, поверив мастеру, выдал ему нужную сумму наличными, в качестве документа потребовав просто расписку. Это один из примеров "очевидного, но невероятного".
Еще несколько десятилетий совершенствовали механизм астрономических часов Федченко, пока не появилась знаменитая модель - "АЧФ-3", принесшая славу, как автору, так и стране. Высокоточные часы демонстрировались на Всемирной выставке в Монреале, награждены медалями ВДНХ; описания часов включены в энциклопедии и в различные серьезные издания по хронометрии.
Блеск и трагедия изобретения Федченко
Ф. М. Федченко - создал высокоточные электронно-механические маятниковые часы в то время, когда уже начали появляться кварцевые, молекулярные и атомные приборы времени. Эти системы нельзя сравнивать. Каждая выполняет свои конкретные задачи и в своей области незаменима. Но, к сожалению, не все это понимают. Феодосии Михайлович Федченко никогда не был обделен вниманием ученых, своих коллег. Но вот чиновники, от которых часто зависит как судьба самого изобретателя, так и его изобретения, не всегда ведают, что творят.
В Госстандарте СССР относились к знаменитому конструктору прохладно. В 1973 году ВНИИФТРИ предложил выплатить изобретателю достойное вознаграждение за более чем двадцатипятилетнюю работу по созданию отечественных астрономических часов, принесших стране громадный экономический эффект и независимость от импорта прецизионных часовых механизмов. В Госстандарте сочли возможным урезать предложенное вознаграждение в 9 раз, сославшись на то, что "точность хода часов АЧФ-3 ниже действующих атомных часов". Конечно, ниже. Но атомные часы одни на всю страну, их обслуживает целый коллектив сотрудников, это Государственный эталон времени и частоты, а у часов Федченко совершенно другое назначение - это хранители времени. До сих пор часами Федченко оснащены многие телецентры, аэропорты, космодромы, обсерватории.
Разве кто-нибудь додумается сравнивать по скорости велосипед и космическую ракету. А в Госстандарте сравнили маятниковые часы Федченко, дающие погрешность в одну секунду за 15 лет с атомными часами, ошибающимися на ту же секунду за триста тысяч лет. Оценивать можно только аналогичного класса системы. Например, часы Федченко по сравнению с часами Шорта, намного дешевле, экономичнее, надежнее, удобнее в эксплуатации и на порядок точнее. Не будем обращать внимания на недальновидных и недобросовестных чиновников всех рангов. Главное, запомним, и будем гордиться, что наш соотечественник Феодосии Михайлович Федченко поставил последнюю точку в развитии маятниковых часов. Послушайте, как это гордо звучит - от Галилея и Гюйгенса до Федченко!
Мастер, конечно, знал цену себе и знал, что найдутся злопыхатели, которые попытаются умалить значение его изобретения. Чтобы не забыли о деле всей его жизни, Федченко сам пришел в 1970 году в Политехнический музей с предложением принять в дар и экспонировать часы его конструкции. Сегодня в маленьком зале московского музея можно увидеть многие шедевры часового искусства, в том числе и часы - изобретателя с большой буквы - Феодосия Михайловича Федченко
11.01.2017 в 23:25
История происхождения механических часов наглядно демонстрирует начало разработки сложных технических приборов. Когда изобрели часы, они на протяжении нескольких столетий оставались главным техническим изобретением. И до сегодняшнего дня историки не могут сойтись во мнении - кто же на самом деле первым изобрел механические часы, опираясь на исторические факты.
История часов
Еще до революционного открытия - разработки механических часов, первым и простейшим прибором для измерения времени являлись солнечные часы. Уже более 3,5 тысяч лет назад, основанные на корреляции движения Солнца и длиной, положением тени от предметов, солнечные часы были наиболее широко использованным прибором для определения времени. Также в дальнейшем появлялись в истории упоминания о водяных часах, с помощью которых пытались перекрыть недостатки и погрешности солнечного изобретения.
Чуть позже в истории появились упоминания об огневых часах или свечных часах. Данный способ измерения - тонкие свечи, длина которых достигала до метра, с нанесением по всей длине временной шкалой. Иногда дополнительно к боковым сторонам свечи крепили металлические стержни, и когда воск выгорал, боковые крепежи, падая вниз, издавали характерные удары по металлической чаше подсвечника - означая звуковой сигнал определенного периода времени. К тому же свечи помогали не только определять время, но и в ночной период помогали освещать помещения.
Следующим, не маловажным изобретением до механических приборов, стоит выделить песочные часы, которые позволяли измерять лишь небольшие промежутки времени, не более получаса. Но, как и огневый прибор, песочные часы не смогли достичь точности солнечных.
Шаг за шагом с каждым прибором у людей выработалось более четкое представление о времени, непрерывно продолжались поиски совершенного способа его измерения. Уникально новым, революционным прибором стало изобретение первых колесных часов, и с момента его возникновения наступила эра хронометрии.
Создание первых механических часов
Это часы, с помощью которых время измеряется по механическим колебаниям маятника или системы баланс-спираль. К сожалению, точная дата и имена мастеров изобретения первых в истории механических часов остаются неизвестными. И остается лишь обращаться к историческим фактам, свидетельствующих о этапах создания революционного прибора.
Историки определили, что начали использовать механические часы в Европе на рубеже XIII - XIV веков.
Башенные колесные часы стоит назвать первым представителем механического поколения измерения времени. Суть работы была простой - одноприводной механизм состоял из нескольких частей: гладкая деревянная ось и камень, который привязывали канатом к валу, таким образом заработала функция гири. Под действием влияния тяжести камня, канат постепенно разматывался и за собой способствовал вращение оси, определяя ход времени. Главной сложностью такого механизма были колоссальный вес, а также громоздкость элементов (высота башни составляла минимум 10 метров, а масса гири достигал отметки 200 кг), что влекло за собой последствия в виде больших погрешностей во временных показателях. В результате в средневековье пришли к выводу, что работа часов должна зависеть не только от единственного движения гири.
Механизм в дальнейшем дополнили еще несколькими составляющими, которые сумели управлять движением - регулятор «Билянец» (представлял собой металлическую основу, расположенную параллельно поверхности храпового колеса) и спусковой распределитель (сложная составляющая в механизме, с помощью которой осуществляется взаимодействие резуляттора и передаточного механизма). Но, не смотря на все дальнейшие нововведения, башенный механизм продолжал требовать непрерывного наблюдения, оставаясь при этом самым точным прибором измерения времени, даже не глядя на все свои недостатки и большие погрешности.
Кто изобрел механические часы
В конечном итоге со временем механизмы башенных часов превратились в сложную конструкцию со многими автоматически подвижными элементами, разнообразной системой боя, со стрелками и декоративными украшениями. С этого момента часы стали не только практичным изобретением, но и предметом восхищения - изобретение техники и искусства одновременно! Безусловно, стоит выделить некоторые из них.
Из ранних механизмов, таких как башенные часы в Вестминстерском аббатстве в Англии (1288 г.), в храме Кентербери (1292 г.), в Флоренции (1300 г.), к сожалению, ни один не сумел сберечь имена их создателей, оставшись неизвестными.
В 1402 году были сооружены Пражские башенные часы, оснащенные автоматически подвижными фигурками, которые во время каждого боя курант отображали определенный набор движений, олицетворяя историю. Самая древняя часть Орлоя - механические часы и астрономический циферблат, была реконструирована в 1410 году. Каждая составляющая деталь была произведена часовым мастером Микулашем из Кадани по проекту астронома и математика Яна Шинделя.
Например, часовому мастеру Джунелло Турриано понадобилось 1800 колес для изготовления башенных часов, которые демонстрировали дневное движение Сатурна, годовое движение Солнца, перемещение Луны, а также направление всех планет в соответствии с птолемеевской системой мироздания, и ход времени в течение дня.
Все вышеперечисленные часы были изобретены относительно независимо друг от друга и имели высокую погрешность показателей времени.
Первые затрагивания темы об изобретении часов с пружинным двигателем ориентировочно возникли во второй половине XV века. Именно благодаря этому изобретению следующим шагом стало открытие уменьшенных вариаций часов.
Первые карманные часы
Следующим шагом революционных приборов стали первые карманные часы. Новая разработка появилась ориентировочно в 1510 году благодаря механику из немецкого города Нюрберга - Петеру Хенлейну. Главной особенностью прибора стала заводная пружина. Модель показывала время с помощью всего одной стрелки, демонстрируя приблизительный период времени. Корпус был изготовлен из позолоченной латуни в форме овала, в результате получив название «Нюренбергское яйцо». В дальнейшем часовые мастера стремились повторить и усовершенствовать по примеру и подобию первых.
Кто изобрел первые современные механические часы
Если же говорить о современных часах, в 1657 году изобретатель голландец Христиан Гюйгенс впервые применил маятник как регулятор часов, и этим сумел значительно уменьшить погрешность показаний в своем изобретении. В первых часах Гюйгенса суточная погрешность не превышала 10 секунд (для сравнения ранее погрешность колебалась от 15 до 60 минут). Часовой мастер сумел предложить решение - новые регуляторы и для гиревых, и для пружинных часов. Теперь с этого момента механизмы стали значительно совершеннее.
Следует отметить, что во все периоды поиска идеального решения оставались незаменимым предметом восторга, удивления и восхищения. Каждое новое изобретение поражало своей красотой, трудоемкой работой и кропотливыми находками для усовершенствования механизма. И даже сегодня часовые мастера не перестают радовать нас новыми решениями в производстве механических моделей, подчеркивая уникальность и точность каждого своего прибора.
А много ли мы знаем о часах, об их истории, создании, происхождении. Любой из вас может сказать, да, достаточно много. Часы бывают кварцевые, механические, есть еще солнечные и песочные часы… а дальше? А дальше, скорее всего вы затруднитесь рассказать что-нибудь о часах.
История часов - это своеобразная история развития науки и техники. Науке неизвестна точная дата появления первых песочных часов, однако существует информация, которая позволяет утверждать, что о принципе песочных часов было известно намного раньше того момента, когда началось летоисчисление. Предполагается, что именно на Азиатском континенте был широко известен этот принцип. Уже в то время, когда жил Архимед, а это третий век до нашей эры, есть упоминания о часах, которые имели бутылочную форму, и по всей вероятности, это и были песочные часы. Удивительно, но Рим эпохи Античности сведений о песочных часах не имел. Ученые утверждают, что из-за наличия в их стекле большого количества различных загрязнений, вследствие чего оно было непрозрачным, такое стекло не могло использоваться для производства песочных колб.
Песочные часы Страны Западной Европы столкнулись с песочными часами, по-видимому, лишь в конце эпохи Средневековья, приблизительно в конце 17 века. Очень интересным в историческом плане является сообщение, найденное в столице Франции и датируемое 1339 г. Это была своеобразная «инструкция» по приготовлению песка для песчаных колб. Такой песок приготавливался из порошка мрамора. Его кипятили в вине и сушили на солнце. Вот таким трудоемким был этот процесс.
Но, несмотря на эти трудности, песочные часы, хоть и распространялись в Европе очень медленно, были очень востребованы. Они были просты в использовании, они были надежны, недорого стоили, и очень важно, что данный тип часов мог использоваться в любое время суток.
Однако шло время, развивалась наука, и песочные часы становились реже применяться, потому что на смену им приходят хорошо нам известные механические часы, соперничать с которыми песочным часам становилось всё труднее и труднее. Однако и в наше время песочные часы остаются важным атрибутом интерьера дома, офиса, хотя и используются по большей части в декоративных и лечебных целях.
Слово часы произошло от французского слова "стеклянный колпак для защиты растений", это слово означало звонок. На латыни для обозначения звонка использовалось слово - glocio, в саксонском языке - clugga, а в немецком языке - glocke.
История часов достаточно длинная, она насчитывает много столетий. За свою историю изобретения и развития часов, они (часы) были самых разнообразных и причудливых форм. Само слово «часы» вошло в обиход приблизительно 700 лет назад, в 14 веке. Это слово произошло от латинского слова "clocca", означавшего звонок.
Определение времени по солнцу. Впервые люди стали определять время, смотря на солнце, а также наблюдая за его движением по небосклону в течение дня. Когда солнце находилось в самой высокой точке небосклона, значит, в это время был полдень, то есть середина дня. Когда солнце находилось ближе к горизонту, значит, это было либо утро, (солнце всходило), либо вечер (закат). Конечно же, такое определение времени нельзя назвать точным, даже с натяжкой.
Солнечные часы Самая старая из, когда-либо существовавших форм часов – это солнечные часы. Впервые, солнечные часы стали использоваться около 5,5 тысяч лет назад, в 3 500 году до нашей эры. Принцип «работы» солнечных часов, основан на тени, которая образуется при свете солнца, так как в разное время суток, длина тени и её положение различно. Солнечная тень указывала на число на круглом диске, таким образом, определялось время. Например, если тень, указывает на цифру девять, значит время – девять часов утра. Конечно же, у солнечных часов были и свои недостатки, прежде всего это то, что ими можно пользоваться только в течение светового дня.
Водяные часы Приблизительно 3,4 тысячи лет назад, то есть где-то в 1 400 году до нашей эры, были изобретены первые водяные часы. Первые водяные часы были изобрет6ены в Египте, эти часы назывались clepsydra (клепсидра). Водяные часы были сделаны из двух емкостей, наполненные водой, причем уровень воды в одной из емкостей был выше, чем в другой. Вода перетекала из более высокой емкости в более низку по трубе, которая соединяла эти емкости. Емкости были промаркированы, в зависимости от уровня воды, именно по этим маркировкам и можно было определить время. Такого рода часы, то есть водяные, были чрезвычайно популярны в Греции, в Греции же, водяные часы были значительно улучшены и усовершенствованы. Вода капала с более высокой емкости в более низкую емкость. Так как уровень воды в более низкой емкости повышался, поплавок, расположенные на поверхности, поднимался. Поплавок был соединен с проградуированной палкой, по которой можно было определить время. Конечно же, появление водяных часов было значительным прогрессом, во-первых, потому что водяные часы могли показывать время не только днем, но и ночью, а во вторых, водяные часы были более точными в сравнении с солнечными часами.
Деление года на месяцы и дни Древними греками год был поделен на двенадцать равных частей, которые впоследствии стали называть месяцами. Каждый месяц состоял из тридцати частей, которые были названы днями. Таким образом, в «греческом» году было 360 дней. Так как земной шар в течение года «огибает» солнце, древние греки решили разделить круг на 360 равных частей, которые впоследствии назвали градусами.
Деление дня на часы, минуты и секунды Жители древнего Египта и Вавилона решили разделить световой день, длившийся от заката до восхода солнца на двенадцать частей, которые впоследствии были названы часами. Также, они разделили ночь, которая длилась от заката до рассвета, также на двенадцать часов. Однако, основная проблема заключалась в том, что длина дня и ночи в течение года изменялась, была разной. Водяные часы, которые уже были изобретены к тому времени, должны были отрегулировать эту особенность. Впоследствии, весь день был разделен на 24 равные части, то есть на 24 часа, поэтому можно было определить более точное время. Почему же день и ночь были разделены на 12 частей? Дело в том, что двенадцать – это то число, которое обозначает количество лунных циклов в году, вообще-то, число двенадцать достаточно много значило во многих культурах. Час разделен на 60 минут, а каждая минута разделена на 60 секунд. Идея поделить час и минуту на 60 равных частей, пришла к нам из шумерской культуры, которая во многом основана на числе 60. подобная шестидесятизначная система возникла приблизительно 4 тысячи лет назад.
Маятниковые часы До того, как были изобретены первые маятниковые часы, Питером Хендеином (Peter Henlein) из Германии был изобретен роликовый механизм приблизительно в 1510 году, однако, эти данные не совсем точны. Первые часы с минутной стрелкой были изобретены в 1577 году Джостом Берджи (Jost Burgi), однако, и в этих часах были существенные недостатки. Первые, относительно точные часы – это были маятниковые часы, которые были изобретены и созданы приблизительно в период с 1656 по 1600 годы Кристианом Хуидженсом (Christian Huygens). В этих маятниковых часах уже была минутная стрелка. Благодаря колебаниям маятника, раскачивавшегося влево и вправо, поворачивалось зубчатое колесо. А, благодаря движению колеса, уже изменяли свое положение минутная и часовая стрелки. В первых маятниковых часах, он (маятник) раскачивался достаточно сильно, приблизительно на 50 градусов. В дальнейшем, когда маятниковые часы были усовершенствованы, угол раскачивания маятника стал относительно небольшим – всего лишь, 10 – 15 градусов. Основным недостатком маятниковых часов было то, что через некоторое время маятник останавливался, и его нужно было снова раскачивать. Первые маятниковые часы с внешними батареями были созданы приблизительно в 1840 году, уже к 1906 году, батареи располагались непосредственно в самих часах. Как вы уже знаете, на часах отражались только 12 часов, для того, чтобы «отмерить» весь день, часовая стрелка должна была пройти по кругу дважды. Именно поэтому, в некоторых странах используются следующие обозначения:
A.M. (Ante meridiem) – это время до полудня, обозначение произошло от латинского слова, означавшего "перед полуднем";
- P.M. (Post meridiem) – это время после обеда, обозначение произошло от латинского слова, означавшего "после полудня".
Минутная стрелка В 1577 году была изобретена минутная стрелка в часах, это великое изобретение было сделано Джостом Берджи (Jost Burgi). Это изобретение (минутная стрелка в часах) было сделано Джостом Берджи (Jost Burgi) для Тучо Браха (Tycho Brahe), астронома, которому просто необходимы были точные часы.
Маятник Маятник был изобретен в 1656 году Кристианом Хуидженсом (Christian Huygens), для того, чтобы создать более точные часы.
Наручные часы 1504 год – это тот год, когда были изобретены первые портативные, но, справедливости ради нужно сказать, не очень точные часы. Эти часы были изобретены в Нюрнберге, в Германии Питером Энлеином (Peter Henlein). Первым человеком, который стал носить часы на запястье, стал Блез Паскаль (Blaise Pascal) – годы жизни – 1623 – 1662. С помощью специальной нити он крепил часы к руке, точнее, к своему запястью.
Кварцевые часы Кварц – это определенный тип кристалла, который по внешнему виду напоминает стекло. Когда на кварц воздействуют напряжением, электрическим током или давлением, кристаллический кварц вибрирует или колеблется, что очень примечательно, так это то, что частота его колебаний постоянна. Благодаря таким свойствам кварца, эти часы (кварцевые) доказывают точное время. Первые кварцевые часы были созданы в 1927 году, причиной создания подобных часов стало то, что канадскому инженеру по телекоммуникациям Уоррену Марризону (Warren Marrison), работающему в Белл Телефон Лаборэйторис (Bell Telephone Laboratories) были необходим надежный прибор, для измерения времени. Так как в лаборатории работали с пьезоэлектричеством, он смог создать очень большие, очень точные часы. Именно этот прибор и стал первыми кварцевыми часами.
Стандарт времени В 1878 году, был изобретен и определен стандарт времени. Это изобретение принадлежит сэру Сэндфорду Флемингу (Sanford Fleming).
Будильники Первый будильник был изобретен древними греками приблизительно в 250 году до нашей эры. Греками были созданы и построены водные часы, за счет того, что вода поднималась к определенному времени, она воздействовала на механическую птицу, которая, в свою очередь, начинала тревожно свистеть. Первый механический будильник был изобретен в 1787 году, это изобретение принадлежит Леви Хутчинсу (Levi Hutchins) из Конкорда, в Нью-Хэмпшире. Однако, будильник в тех часах, которые он изобрел, мог звонить только в 4 часа утра. 24 октября 1876 году был запатентован механический будильник, который мог звонить в любое заданное время, это изобретение принадлежит Сету И. Томасу (Seth E Thomas).
Часы с автоматическим подзаводом В 1923 году швейцарцем Джоном Харвудом (John Harwood) были изобретены часы с автоматическим заводом.
Эти механические часы были изготовлены в 1804 году. В это время наиболее распространенным механизмом хронометража времени были часы с маятником, но в место этого был использован метод катящегося шара.
Сначала они были солнечными и водными, после стали огненными и песочными и, наконец, предстали в механическом виде. Но, каковы бы ни были их интерпретации, они всегда оставались тем, чем являются сегодня – источниками времени.
Сегодня наш рассказ о механизме, который будучи изобретенным еще в древности, и в наши дни остается верным помощником человека – часах .
Капля за каплей
Первый простейший прибор для измерения времени - солнечные часы - был изобретен вавилонянами примерно 3,5 тысячи лет назад. Небольшой стержень (гномон) укрепляли на плоском камне (кадран), разграфленном линиями, - циферблате, часовой стрелкой служила тень от гномона. Но поскольку «работали» такие часы только днем, то ночью им на замену приходила клепсидра - так греки называли водяные часы.
А изобрел водяные часы около 150 г. до н.э. древнегреческий механик-изобретатель Ктесибий из Александрии. Металлический или глиняный, а позже - стеклянный сосуд наполняли водой. Вода медленно, капля за каплей, вытекала, уровень ее понижался, и деления на сосуде указывали который час. Кстати, первый будильник на земле тоже был водяным, являясь одновременно школьным звонком. Его изобретателем считают древнегреческого философа Платона. Прибор служил для созыва учеников на занятия и состоял из двух сосудов. В верхний наливали воду, и оттуда она понемногу выливалась в нижний, вытесняя из него воздух. Воздух по трубочке устремлялся к флейте, и она начинала звучать.
Не менее распространенными в Европе и Китае были так называемые «огневые» часы. Первые «огневые» часы появились в начале XIII века. Эти очень простые часы в виде длинной тонкой свечи с нанесенной по ее длине шкалой, сравнительно удовлетворительно показывали время, а в ночные часы они еще и освещали жилище.
Свечи, применявшиеся для этой цели, были длиной около метра. К боковым сторонам свечи обычно прикрепляли металлические штырьки, которые по мере выгорания и таяния воска падали, и их удар по металлической чашке подсвечника был своего рода звуковой сигнализацией времени.
В течение целых столетий растительное масло служило не только для питания, но и в качестве часового механизма. На основе 
установленной экспериментально зависимости высоты уровня масла от продолжительности горения фитиля возникли масляные лампадные часы. Как правило, это бывали простые лампады с открытой фитильной горелкой и со стеклянной колбой для масла, снабженной часовой шкалой. Время в таких часах определялось по мере сгорания масла в колбе.
Первые песочные часы появились сравнительно недавно - всего тысячу лет назад. И хотя разного рода сыпучие индикаторы времени были известны давно, только должное развитие стеклодувного мастерства позволило создать относительно точный прибор. Но при помощи песочных часов можно было измерять лишь небольшие промежутки времени, обычно не более получаса. Таким образом, самые лучшие часы того периода могли обеспечить точность измерений времени ± 15-20 минут в сутки.
Без минут
Время и место появления первых механических часов доподлинно неизвестно. Впрочем, некоторые предположения на этот счет все же существуют. Самыми старыми, хотя и документально не подтвержденными сообщениями о них, считают упоминания, относящиеся к X веку. Изобретение механических часов приписывают Римскому Папе Сильвестру II (950 - 1003 гг. н.э.). Известно, что Герберт всю жизнь очень интересовался часами и в 996 году собрал первые в истории башенные часы для города Магдебурга. Так как эти часы не сохранились, по сей день остается открытым вопрос: какой принцип действия они имели.
Зато подлинно известен нижеприведенный факт. В любых часах должно быть что-то, что задает некий постоянный минимальный интервал времени, определяя темп отсчитываемых мгновений. Один из первых таких механизмов с билянцем (качающимся туда-сюда коромыслом) был предложен где-то около 1300 года. Важным его достоинством была легкость регулировки скорости хода путем перемещения грузиков на вращающемся коромысле. На циферблатах того периода была только одна стрелка - часовая, и еще эти часы каждый час били в колокол (английское слово «clock» - «часы» произошло от латинского «clocca» - «колокол»). Постепенно почти все города и церкви обзавелись часами, равномерно отсчитывающими время и днем, и ночью. Поверяли их, естественно, по Солнцу, подводя в соответствии с его ходом.
К сожалению, механические колесные часы исправно работали только на суше - так что эпоха Великих географических открытий прошла под звуки мерно пересыпающегося песка корабельных склянок, хотя больше всего в точных и надежных часах нуждались именно мореплаватели.
Зуб за зубом
В 1657 году голландский ученый Христиан Гюйгенс изготовил механические часы с маятником. И это стало следующей вехой в часовом деле. В его механизме маятник проходил между зубьями вилки, которая позволяла специальному зубчатому колесу проворачиваться ровно на один зуб за полкачания. Точность часов возросла многократно, но перевозить такие часы все равно было невозможно.
В 1670 году произошло кардинальное усовершенствование спускового механизма механических часов - был изобретен так называемый анкерный спуск, позволивший применить длинные секундные маятники. После тщательной настройки, в соответствии с широтой месторасположения и температурой в помещении, такие часы имели неточность хода всего несколько секунд в неделю.
Первые морские часы были изготовлены в 1735 году йоркширским столяром Джоном Харрисоном. Их точность составляла ± 5 секунд в сутки, и они уже были вполне пригодны для морских путешествий. Однако, оставшись недовольным своим первым хронометром, изобретатель трудился еще почти три десятка лет, прежде чем в 1761-м начались полномасштабные испытания усовершенствованной модели, которая уходила меньше чем на секунду в сутки. Первая часть награды была получена Харрисоном в 1764 году, после третьего длительного морского испытания и не менее длительных канцелярских мытарств.
Полностью вознаграждение изобретатель получил только в 1773 году. Испытывал часы небезызвестный нам капитан Джеймс Кук, который остался очень доволен этим необыкновенным изобретением. В судовом журнале он даже воздал хвалу детищу Харрисона: «Верному другу - часам, нашему проводнику, который никогда не подводит».
Тем временем механические маятниковые часы становятся предметом домашнего обихода. Первоначально изготовлялись только настенные и настольные часы, позже стали делать напольные. Вскоре после изобретения плоской пружины, заменившей маятник, мастер Питер Хенлейн из немецкого города Нюрнберга изготовил первые носимые часы. Их корпус, имевший только одну часовую стрелку, был выполнен из позолоченной латуни и имел форму яйца. Первые «Нюрнбергские яйца» были диаметром 100-125 мм, толщиной 75 мм и носили их в руке или на шее. Значительно позже циферблат карманных часов был накрыт стеклом. Подход к их оформлению стал более изощренным. Корпуса стали изготавливать в виде животных и других реальных объектов, а для украшения циферблата применяли эмаль.
В 60-х годах XVIII века швейцарец Абрахам Луи Бреге продолжает исследования в области носимых часов. Он делает их более компактными и в 1775 году открывает в Париже собственный часовой магазин. Однако «брегеты» (как прозвали эти часы французы) были по карману только очень богатым людям, простой же люд довольствовался стационарными приборами. Шло время и Бреге задумался над совершенствованием своих часов. В 1790 г. он изготавливает первые противоударные часы, а в 1783 в свет выходят его первые многофункциональные часы - «Королева Мария Антуанетта». Часы имели автоподзавод, минутный репетир, вечный календарь, независимый секундомер, «уравнение времени», термометр и индикатор запаса хода. Задняя крышка, выполненная из горного хрусталя, давала возможность увидеть работу механизма. Но неуемный изобретатель не остановился на этом. И в 1799 изготовил часы «Tact», получившие известность как «часы для слепых». Их владелец мог узнавать время, прикоснувшись к открытому циферблату, при этом ход часов от этого не сбивался.
Гальваника против механики
Но изобретения Бреге все еще были по карману только элитным слоям общества, решать же проблему массового производства часов пришлось другим изобретателям. В начале XIX столетия, совпавшем с бурным развитием технического прогресса, с проблемой хранения времени столкнулись почтовые службы, пытавшиеся обеспечить движение почтовых экипажей по расписанию. В результате они обзавелись новым изобретением ученых - так называемыми «возимыми» часами, принцип работы которых был схож с механизмом «брегетов». С появлением железных дорог такие часы получили в свое распоряжение и кондукторы.
Чем активнее развивалось трансатлантическое сообщение, тем насущнее становилась проблема обеспечения единства отсчета времени по разные стороны океана. В этой ситуации «возимые» часы уже не годились. И тут на помощь пришло электричество, в те времена называемое гальванизмом. Электрические часы решили проблему синхронизации на больших расстояниях - сначала на материках, а потом и между ними. В 1851 году кабель лег на дно Ла-Манша, в 1860-м - Средиземного моря, а в 1865-м - Атлантического океана.
Сконструировал первые электрические часы англичанин Александр Бэйн. К 1847 году он завершил работу над этими часами, сердцем которых был контакт, управляемый маятником, раскачиваемым электромагнитом. В начале XX века электрические часы окончательно вытеснили механические в системах хранения и передачи точного времени. Кстати, наиболее точными часами, основанными на свободных электромагнитных маятниках, были часы Уильяма Шортта, установленные в 1921 году в Эдинбургской обсерватории. Из наблюдения за ходом трех часов Шортта, изготовленных в 1924, 1926 и 1927 годах в Гринвичской обсерватории, определили их среднесуточную погрешность - 1 секунда в год. Точность часов со свободным маятником Шортта позволила обнаружить изменения продолжительности суток. И в 1931 году начался пересмотр абсолютной единицы времени - звездного времени, с учетом движения земной оси. Эта ошибка, которой до того пренебрегали, достигала в своем максимуме 0,003 секунды в сутки. Новая единица времени была позднее названа Средним звездным временем. Точность часов Шортта была непревзойденной, вплоть до появления кварцевых часов.
Время кварца
В 1937-м появились первые кварцевые часы, разработанные Льюисом Эссеном. Да, да, те самые, которые сегодня мы носим на руках, которые висят сегодня на стенах наших квартир. Изобретение было установлено в Гринвичской обсерватории, точность этих часов составляла около 2 мс/ сутки. Во второй половине ХХ века пришла пора часов электронных. В них место электрического контакта занял транзистор, а в роли маятника выступил кварцевый резонатор. Сегодня именно кварцевые резонаторы в наручных часах, персональных компьютерах, стиральных машинах, автомобилях, сотовых телефонах формируют время нашей жизни.
Итак, век песочных и солнечных часов канул в лету. И изобретатели не уставали баловать человечество высокотехнологичными новинками. Прошло время, и были построены первые атомные часы. Казалось бы, век их механических и электронных братьев тоже подошел к концу. А нет! Наибольшую точность и удобство в эксплуатации доказали именно эти два варианта часов. И именно они одержали победу над всеми их прародителями.
Наука 2.0 НЕпростые вещи.Часы
Очень давняя. С древнейших времен человек старался как-то определить себя во времени и пространстве. Пытался узнать свою землю и добраться до новых,чужих, совершал различные открытия. Естественно, человек понимал, что существует взаимосвязь смен времен года, дней, часов. И хотел эту взаимосвязь понять и как-то ее рассчитать, чтобы чувствовать себя более уверенно.
Измерять время первыми начали шумеры. Они придумали солнечные часы. Достаточно простое изобретение, но у них работало хорошо. 
Шумеры жили на территории сегодняшнего Ирака, там солнечных дней в году очень много. А для работы солнечных часов - это решающий фактор. Ночью и в облачные дни солнечные часы оказывались, увы, бесполезными.
Сначала это была просто палка, воткнутая в землю, а вокруг нее обозначены деления (часы), и по тени, отбрасываемой от палки (гномон), можно было определять время. Потом изобретение усовершенствовали. Вместо палки стали строить красивые стелы и колонны.
И до наших дней дошли древние солнечные часы.
Придумали даже переносные солнечные часы. Конструкция состояла из двух колец с отверстием для солнечного луча.
Примерно в те же времена появились водяные часы. Это был сосуд с высеченными отметками, из которого капля за каплей выливалась вода. Они использовались аж до XVII века!
Считается, что первый будильник тоже был водным и придумал его Платон для своей школы. Он состоял из двух сосудов, из одного в другой потихоньку переливалась вода, вытесняя воздух, а ко второму сосуду была приставлена дудочка, и, в определенный момент, она начинала свистеть.
Позже были изобретены огневые часы. Это были длинные тонкие свечи с делениями, которые зажигали, и по мере их сгорания по делениям отмеряли время. В сутки тратилось несколько таких свечей.
Потом их усовершенствовали. К некоторым делениям прикрепляли на прочной нитке бусины. А пламя, по мере сгорания свечи, пережигала эту нить, и бусины с грохотом падали на метталический поднос. Это был своего рода будильник.
Были еще маслянные часы. В лампаде с маслом был установлен фитиль, а на самой лампадке нанесены деления, по мере сгорания масла, уровень его менялся и по делениям можно было определить время.
Также придумали цветочные часы. Высаживали определенные сорта цветов на солнечном месте и определяли время по мере раскрывания и закрывания цветков в утреннее и вечернее время.
Позже, около 1000 лет назад, с развитием стеклодувного мастерства, появились и всем знакомые песочные часы. Они определяют достаточно точно небольшие отрезки времени, 5 минут, 10 минут, полчаса. Делали даже наборы, состоящие из нескольких, разных по размеру сосудов с песком, каждый из которых определял разный промежуток времени.
Но все эти часы были несовершенны, работали не при всех условиях, за ними нужно было постоянно следить. Поэтому точного времени определить по ним было невозможно. Но, в любом случае, какие-то ориентиры во времени они давали.
Механические часы
И только с появлением механических часов люди смогли достаточно точно узнавать время и не отслеживать постоянно работу часов.
Первые механические часы были сделаны в Китае в 725 году н.э.
Маятник и маятниковые часы изобрел в XI веке аббат Герберт, а спустя время, уже в XVII веке их усовершенствовал Галилео Галилей, но использовать его в часах стали много позже. В 1675 году Х.Гюйгенс запатентовал карманные часы. И только спустя время появились наручные часы, сначала они были только женские. Их богато украшали камнями, но время они показывали крайне неточно. А в конце XIX века появились и мужские наручные часы.
Далее, с развитием прогресса, в XX веке появляются кварцевые, электронные, атомные часы. Постоянно все меняется, совершенствуется с бешеной скоростью. И часы не исключение. Появляются новые функции, новые модели, внедряются новые разработки.
Какое дальнейшее развитие ждет часы даже сложно предугадать!
Если знаете про историю часов еще какие-то факты, обязательно поделитесь в комментариях!
А для Ваших малышей будет интересно посмотреть , которые рассказывают про историю часов, о том, как устроены часы и как можно замедлить время. Интересного просмотра!