13/05/2002
Понад триста років тривала еволюція маятникового годинника. Тисячі винаходів на шляху до досконалості. Але в історичній пам'яті надовго залишаться лише ті, хто поставив першу та останню крапку у цій великій епопеї
Понад триста років тривала еволюція маятникового годинника. Тисячі винаходів на шляху до досконалості. Але в історичній пам'яті надовго залишаться лише ті, хто поставив першу та останню крапку у цій великій епопеї.
Годинник з телевізора
Перед будь-якими програмами новин на телебаченні ми бачимо годинник, секундна стрілка якого з великою гідністю відраховує останні миті до початку передачі. Цей циферблат - видима частина айсберга під назвою АЧФ-3, астрономічний годинник Федченка. Не кожен прилад має ім'я конструктора, не про всі винаходи повідомляють в енциклопедіях.
Годинник Феодосія Михайловича Федченка удостоєно такої честі. У будь-якій іншій країні про винахідника такого рівня знав би кожен школяр. А у нас уже 11 років тому тихо і скромно пішов із життя видатний конструктор і ніхто про нього навіть згадує. Чому? Напевно, свого часу був упертий, не вмів лестити і лицемірити, що так не подобалося чиновникам від науки.
Допомогла винайти Федченку знаменитий годинник випадковість. Одна з тих загадкових випадків, яка так прикрашає історію науки.
Дві перші точки в історії маятникових годинників поставили два великих вчених - Галілео Галілей і Християн Гюйгенс незалежно один від одного, що створили годинник з маятником, причому відкриття законів коливання маятника прийшло до Галілея теж випадково. Комусь на голову впаде цегла - і нічого, навіть струсу мозку не станеться, а іншому досить простого яблука, щоб розбудити думка, що дрімала в підсвідомості, для відкриття закону всесвітнього тяжіння. Великі випадковості відбуваються, зазвичай, з великими особистостями.
У 1583 році в Пізанському соборі допитливий юнак на ім'я Галілео Галілей не так слухав проповідь, як милувався рухом люстр. Спостереження за світильниками видалися йому цікавими і, повернувшись додому, дев'ятнадцятирічний Галілей виготовив дослідну установку для дослідження коливань маятників - свинцевих кульок, укріплених на тонких нитках. Власний пульс служив йому добрим секундоміром.
Так, експериментальним шляхом Галілео Галілей відкрив закони коливання маятника, які сьогодні вивчають у кожній школі. Але Галілей на той час був надто молодим, щоб думати про впровадження в життя свого винаходу. Навколо стільки цікавого треба поспішати. І тільки наприкінці життя, старий, хворий і сліпий старий, згадав про свої юнацькі досліди. І його осяяло - приставити до маятника лічильник коливань, - і вийде точний годинник! Але сили Галілея були вже не ті, вчений зміг зробити лише креслення годинника, завершив же роботу його син Вінченцо, який незабаром помер і широкого розголосу створення маятникового годинника Галілеєм не набуло.
Згодом Християну Гюйгенсу все життя необхідно було доводити, що саме йому належить честь створення першого маятникового годинника. З цього приводу в 1673 він писав:
"Дехто стверджує, що Галілей намагався зробити цей винахід, але не довів справу до кінця; ці особи швидше зменшують славу Галілея, ніж мою, тому що виходить, що я з більшим успіхом, ніж він, виконав те саме завдання".
Не так вже й важливо хто з цих двох великих учених "перш" у справі створення годинника з маятником. Набагато важливіше те, що Християн Гюйгенс не просто виготовив черговий тип годинника, він створив науку хронометрію. З цього часу у справі конструювання годинника було наведено порядок. "Кінь" (практика) вже не біг попереду "паровозу" (теорії). Ідеї Гюйгенса втілював у життя паризький годинниковий майстер Ісаак Тюре. Так побачили світ годинник з різними конструкціями маятників, винайдених Гюйгенсом.
Початок "кар'єри" вчителя фізики
Феодосії Михайлович Федченко, який народився 1911 року, нічого не знав про пристрасті по маятнику трьохсотрічної давності. Та й взагалі про годинник він не думав. Його "кар'єра" розпочалася у бідній сільській школі. Простий учитель фізики змушений був стати мимовільним винахідником. Як же інакше, не маючи належного обладнання, пояснити допитливим дітлахам основоположні закони природи.
Талановитий педагог конструював складні демонстраційні настанови і, ймовірно, його уроки школярі не пропускали. Війна внесла корективу долі молодого винахідника, Федченко став неабияким механіком танкових приладів. І ось перший дзвіночок долі – після закінчення війни Феодосію Михайловичу запропонували роботу в Харківському інституті заходів та вимірювальних приладів, у лабораторії, де серед наукових тем була записана і така: "Пошук можливості збільшення точності ходу годинника з вільним маятником типу "Шорт"".
Його настільною книгою став "Трактат про годинник" Християна Гюйгенса. Так заочно познайомився Ф. М. Федченко зі своїми знаменитими попередниками Християном Гюйгенсом та Вільгельмом X. Шортом.
Передостання точка в історії годинника з маятником була поставлена англійським ученим Вільгельмом X. Шортом. Щоправда, довгий час вважалося, що створити годинник із маятником точніше, ніж годинник Шорта неможливо. У 20-ті роки XX століття вирішили, що еволюцію маятникових приладів часу завершено. Кожна обсерваторія не вважалася достатньо оснащеною, якщо не мала астрономічного годинника Шорта, але платити за них доводилося золотом.
Один екземпляр годинника Шорта придбала Пулковська обсерваторія. Англійська фірма, яка встановила зберігач часу, забороняла до них навіть торкатися, інакше знімала з себе будь-яку відповідальність за налаштування хитрого механізму. У 30-ті роки Головній палаті заходів та терезів у Ленінграді доручили розгадати секрет годинника Шорта і почати виготовляти подібні пристрої власними силами. Талановитий метролог І. І. Кванберг довго розглядав механізм годинника через герметичне скло циліндра і спробував, не маючи креслень, виготовити копію. Копія була досить гарною, але не ідеальною. Усіх англійських тонкощів через скло розглянути було неможливо. Проте до війни на заводі "Еталон" було випущено кілька екземплярів годинника Кванберга.
Ось таку "простеньку" тему - виготовити годинник точніше, ніж це зробив Шорт - і доручили новачкові Ф. М. Федченку, який прийшов після війни до харківськогоінститут.
Повернення до витоків
Харківський умілець встановив, що ще в 1673 році Християн Гюйгенс у "Трактаті про годинник" практично все сказав про те, як робити маятниковий годинник. Виявляється, для того, щоб годинник був точним, необхідно, щоб центр ваги маятника в просторі описував не дугу кола, а частину циклоїди: кривою, по якій рухається точка на обід колеса, що котиться по дорозі. В цьому випадку коливання маятника будуть ізохронними, що не залежать від амплітуди. Сам Гюйгенс теоретично обгрунтував, намагався досягти мети, роблячи тисячі винаходів, але до ідеалу не наблизився.
Послідовники Гюйгенса, в тому числі і Шорт, домагалися точності іншим шляхом - максимально ізолювали маятник від зовнішніх впливів, поміщаючи точний годинник глибоко у підвал, у вакуум, де мінімально змінюється вібрація, температура
Федченко ж захотів здійснити мрію Гюйгенса і створити ізохронний маятник. Кажуть, що все ідеальне – просто. Так і Федченко всього підвісив маятник на три пружини - дві довгі - з боків і одну коротку - в середині. Здавалося б, нічого особливого, але на шляху до відкриття були тисячі дослідів. Були перепробовані пружини товсті та тонкі, довгі та короткі, плоскі та зі змінним перетином. П'ять довгих років терплячої та копіткої роботи, зневіра колег, на нього вже просто перестали звертати увагу і раптом щасливий випадок завдяки елементарній помилці у складанні підвісу.
Кілька гвинтів погано закрутили, і підвіс повівся так, що маятник почав здійснювати ізохронні коливання. Досвіди перевіряли і перевіряли ще раз, все залишалося як і раніше. Трьох пружинний підвіс маятника вирішував завдання Гюйгенса - при зміні амплітуди коливання період залишався незмінним.
Столиця, звісно, переманила талановитого винахідника. 1953 року Ф.М. Федченка перевели до Москви, в лабораторію маятникових приладів часу Всесоюзного науково-дослідного інституту фізико-технічних і радіотехнічних вимірювань, що створювався.
Звісно, у Харкові це не сподобалося. Федченку завдали удару нижче пояса, - не віддали високоточний імпортний верстат, що коштував величезних грошей. До Москви винахідник привіз лише три екземпляри першого досвідченого годинника АЧФ-1. Для продовження роботи верстат був необхідний, у магазинах країни таке обладнання не продавали. У приватників, насилу, але можна було знайти потрібний верстат, і Федченко знайшов. Але як платити? Готівку в державній установі не видавали, тим більше таку суму - одинадцять тисяч рублів.
Зневірившись Федченко, розуміючи, що без прецизійного обладнання він, як без рук, пішов на справжню авантюру. Він безпосередньо звернувся до керуючого Держбанку і знайшов такі переконливі слова про значення свого винаходу, що розумна і смілива людина, професіонал у своїй справі, повіривши майстру, видала йому потрібну суму готівкою, як документ вимагавши просто розписки. Це один із прикладів "очевидного, але неймовірного".
Ще кілька десятиліть удосконалювали механізм астрономічного годинника Федченка, поки не з'явилася знаменита модель - "АЧФ-3", яка принесла славу як автору, так і країні. Високоточний годинник демонструвався на Всесвітній виставці в Монреалі, нагороджений медалями ВДНГ; описи годинника включені в енциклопедії і в різні серйозні видання з хронометрії.
Блиск та трагедія винаходу Федченка
Ф. М. Федченко - створив високоточний електронно-механічний маятниковий годинник у той час, коли вже почали з'являтися кварцові, молекулярні та атомні прилади часу. Ці системи не можна порівнювати. Кожна виконує свої конкретні завдання та у своїй галузі незамінна. Але, на жаль, не всі це розуміють. Феодосія Михайлович Федченко ніколи не був обділений увагою вчених, своїх колег. Але чиновники, від яких часто залежить як доля самого винахідника, так і його винаходи, не завжди знають, що творять.
У Держстандарті СРСР ставилися до знаменитого конструктора прохолодно. У 1973 році ВНІІФТРІ запропонував виплатити винахіднику гідну винагороду за більш ніж двадцятип'ятирічну роботу зі створення вітчизняного астрономічного годинника, який приніс країні величезний економічний ефект і незалежність від імпорту прецизійних годинникових механізмів. У Держстандарті вважали за можливе урізати запропоновану винагороду в 9 разів, пославшись на те, що "точність ходу годинника АЧФ-3 нижча за діючий атомний годинник". Звісно, нижче. Але атомний годинник один на всю країну, його обслуговує цілий колектив співробітників, це Державний еталон часу та частоти, а у годинника Федченка зовсім інше призначення - це зберігачі часу. Досі годинами Федченка оснащено багато телецентрів, аеропортів, космодромів, обсерваторій.
Хіба хтось додумається порівнювати за швидкістю велосипед і космічну ракету. А в Держстандарті порівняли маятниковий годинник Федченка, який дає похибку в одну секунду за 15 років з атомним годинником, що помилявся на ту ж секунду за триста тисяч років. Оцінювати можна лише аналогічного класу системи. Наприклад, годинник Федченка порівняно з годинником Шорта, набагато дешевшим, економічнішим, надійнішим, зручнішим в експлуатації та на порядок точнішим. Не звертатимемо уваги на недалекоглядних та недобросовісних чиновників усіх рангів. Головне, запам'ятаємо, і будемо пишатися, що наш співвітчизник Феодосії Михайлович Федченко поставив останню крапку у розвитку маятникового годинника. Послухайте, як це гордо звучить – від Галілея та Гюйгенса до Федченка!
Майстер, звичайно, знав ціну собі і знав, що знайдуться злостивці, які намагатимуться применшити значення його винаходу. Щоб не забули про справу всього його життя, Федченко сам прийшов у 1970 році до Політехнічного музею з пропозицією взяти в дар і експонувати годинник його конструкції. Сьогодні в маленькій залі московського музею можна побачити багато шедеврів вартового мистецтва, у тому числі й годинник - винахідника з великої літери - Феодосія Михайловича Федченка
11.01.2017 о 23:25
Історія походження механічного годинника наочно демонструє початок розробки складних технічних приладів. Коли винайшли годинник, вони протягом кількох століть залишалися головним технічним винаходом. І до сьогодні історики не можуть зійтись на думку - хто ж насправді першим винайшов механічний годинник, спираючись на історичні факти.
Історія годинника
Ще до революційного відкриття - розробки механічного годинника, першим і найпростішим приладом для вимірювання часу був сонячний годинник. Вже понад 3,5 тисячі років тому, засновані на кореляції руху Сонця і довжиною, положенням тіні від предметів, сонячний годинник був найбільш широко використаним приладом для визначення часу. Також надалі з'являлися в історії згадки про водяний годинник, за допомогою якого намагалися перекрити недоліки та похибки сонячного винаходу.
Трохи пізніше в історії з'явилися згадки про вогневий годинник або свічковий годинник. Даний спосіб виміру - тонкі свічки, довжина яких досягала до метра, з нанесенням по всій довжині часовою шкалою. Іноді додатково до бокових сторін свічки кріпили металеві стрижні, і коли віск вигоряв, бічні кріплення, падаючи вниз, видавали характерні удари по металевій чаші свічника - означаючи звуковий сигнал певного періоду часу. До того ж свічки допомагали не лише визначати час, а й у нічний період допомагали висвітлювати приміщення.
Наступним, не маловажним винаходом до механічних приладів, варто виділити пісочний годинник, який дозволяв вимірювати лише невеликі проміжки часу, не більше півгодини. Але, як і вогневий прилад, пісочний годинник не зміг досягти точності сонячних.
Крок за кроком з кожним приладом у людей виробилося чіткіше уявлення про час, безперервно продовжувалися пошуки досконалого способу його вимірювання. Унікально новим, революційним приладом став винахід першого колісного годинника, і з моменту його виникнення настала ера хронометрії.
Створення першого механічного годинника
Це годинник, за допомогою якого час вимірюється за механічними коливаннями маятника або системи баланс-спіраль. На жаль, точна дата та імена майстрів винаходу першого в історії механічного годинника залишаються невідомими. І залишається лише звертатися до історичних фактів, що свідчать про етапи створення революційного приладу.
Історики визначили, що почали використовувати механічний годинник у Європі на рубежі XIII - XIV століть.
Баштовий колісний годинник варто назвати першим представником механічного покоління вимірювання часу. Суть роботи була простою – однопривідний механізм складався з кількох частин: гладка дерев'яна вісь та камінь, який прив'язували канатом до валу, таким чином запрацювала функція гирі. Під впливом тяжкості каменю, канат поступово розмотувався і сприяв обертання осі, визначаючи хід часу. Головною складністю такого механізму були колосальна вага, а також громіздкість елементів (висота вежі становила мінімум 10 метрів, а маса гирі сягала позначки 200 кг), що спричиняло наслідки у вигляді великих похибок у тимчасових показниках. В результаті в середньовіччі дійшли висновку, що робота годинника повинна залежати не лише від єдиного руху гирі.
Механізм надалі доповнили ще кількома складовими, які зуміли керувати рухом – регулятор «Білянець» (являв собою металеву основу, розташовану паралельно поверхні храпового колеса) та спусковий розподільник (складна складова у механізмі, за допомогою якої здійснюється взаємодія резуляттора та передавального механізму). Але, незважаючи на всі подальші нововведення, баштовий механізм продовжував вимагати безперервного спостереження, залишаючись при цьому найточнішим приладом виміру часу, навіть не дивлячись на всі свої недоліки та великі похибки.
Хто винайшов механічний годинник
Зрештою, згодом механізми баштового годинника перетворилися на складну конструкцію з багатьма автоматично рухомими елементами, різноманітною системою бою, зі стрілками та декоративними прикрасами. З цього моменту годинник став не тільки практичним винаходом, а й предметом захоплення - винахід техніки та мистецтва одночасно! Безперечно, варто виділити деякі з них.
З ранніх механізмів, таких як баштовий годинник у Вестмінстерському абатстві в Англії (1288 р.), у храмі Кентербері (1292 р.), у Флоренції (1300 р.), на жаль, жоден не зумів зберегти імена їх творців, залишившись невідомими .
У 1402 році був споруджений Празький баштовий годинник, оснащений автоматично рухливими фігурками, які під час кожного бою курант відображали певний набір рухів, уособлюючи історію. Найдавніша частина Орлоя - механічний годинник та астрономічний циферблат, була реконструйована в 1410 році. Кожна складова деталь була зроблена годинниковим майстром Мікулашем із Кадані за проектом астронома та математика Яна Шинделя.
Наприклад, годинниковому майстру Джунелло Турріано знадобилося 1800 коліс для виготовлення баштового годинника, який демонстрував денний рух Сатурна, річний рух Сонця, переміщення Місяця, а також спрямування всіх планет відповідно до птолемеївської системи світобудови, і перебіг часу протягом дня.
Всі перераховані вище годинники були винайдені відносно незалежно один від одного і мали високу похибку показників часу.
Перші зачіпки теми про винахід годинника з пружинним двигуном орієнтовно виникли в другій половині XV століття. Саме завдяки цьому винаходу наступним кроком стало відкриття зменшених варіацій годинника.
Перший кишеньковий годинник
Наступним кроком революційних приладів став перший кишеньковий годинник. Нова технологія з'явилася орієнтовно в 1510 завдяки механіку з німецького міста Нюрберга - Петеру Хенлейну. Головною особливістю приладу стала заводна пружина. Модель показувала час лише за допомогою однієї стрілки, демонструючи приблизний період часу. Корпус був виготовлений із позолоченої латуні у формі овалу, в результаті отримавши назву «Нюренберзьке яйце». Надалі годинникові майстри прагнули повторити та вдосконалити за прикладом та подобою перших.
Хто винайшов перший сучасний механічний годинник
Якщо ж говорити про сучасний годинник, у 1657 році винахідник голландець Християн Гюйгенс вперше застосував маятник як регулятор годинника, і цим зумів значно зменшити похибку показань у своєму винаході. У першому годині Гюйгенса добова похибка не перевищувала 10 секунд (для порівняння раніше похибка коливалася від 15 до 60 хвилин). Вартовий майстер зумів запропонувати рішення - нові регулятори і для гирьового, і для пружинного годинника. Тепер із цього моменту механізми стали значно досконалішими.
Слід зазначити, що у всі періоди пошуку ідеального рішення залишалися незамінним предметом захоплення, здивування та захоплення. Кожен новий винахід вражав своєю красою, трудомісткою роботою та кропіткими знахідками для вдосконалення механізму. І навіть сьогодні майстри не перестають радувати нас новими рішеннями у виробництві механічних моделей, підкреслюючи унікальність і точність кожного свого приладу.
А чи багато ми знаємо про годинник, про їхню історію, створення, походження. Будь-який з вас може сказати, так, досить багато. Годинник буває кварцовий, механічний, є ще сонячний і пісочний годинник… а далі? А далі, швидше за все ви важко розповісти що-небудь про годинник.
Історія годинника- це своєрідна історія розвитку науки та техніки. Науці невідома точна дата появи першого пісочного годинника, проте існує інформація, яка дозволяє стверджувати, що про принцип пісочного годинника було відомо набагато раніше того моменту, коли почалося літочислення. Передбачається, що саме на Азіатському континенті широко відомий цей принцип. Вже в той час, коли жив Архімед, а це третє століття до нашої ери, є згадки про годинник, який мав пляшкову форму, і, ймовірно, це і був пісочний годинник. Дивно, але Рим епохи Античності відомостей про пісочний годинник не мав. Вчені стверджують, що через наявність у їхньому склі великої кількості різних забруднень, внаслідок чого воно було непрозорим, таке скло не могло використовуватися для виробництва пісочних колб.
Пісочний годинникКраїни Західної Європи зіткнулися з пісочним годинником, мабуть, лише наприкінці епохи Середньовіччя, приблизно наприкінці 17 століття. Дуже цікавим в історичному плані є повідомлення, знайдене в столиці Франції і датоване 1339 Це була своєрідна «інструкція» з приготування піску для піщаних колб. Такий пісок виготовлявся із порошку мармуру. Його кип'ятили у вині та сушили на сонці. Ось таким трудомістким був цей процес.
Але, незважаючи на ці труднощі, пісочний годинник, хоч і поширювався в Європі дуже повільно, був дуже затребуваний. Вони були прості у використанні, вони були надійні, коштували недорого, і дуже важливо, що даний тип годинника міг використовуватися в будь-який час доби.
Проте йшов час, розвивалася наука, і пісочний годинник ставав рідше застосовуватися, тому що на зміну їм приходять добре нам відомі механічні годинники, змагатися з якими пісочним годинником ставало все важче і важче. Однак і в наш час пісочний годинник залишається важливим атрибутом інтер'єру будинку, офісу, хоч і використовується здебільшого в декоративних та лікувальних цілях.
Слово годинникпоходить від французького слова "скляний ковпак для захисту рослин", це слово означало дзвінок. Латиною для позначення дзвінка використовувалося слово - glocio, в саксонській мові - clugga, а в німецькій - glocke.
Історія годинника досить довга, вона налічує багато століть. За свою історію винаходу та розвитку годинника, вони (годинники) були найрізноманітніших і химерних форм. Саме слово «годинник» узвичаїлося приблизно 700 років тому, в 14 столітті. Це слово походить від латинського слова "clocca", що означало дзвінок.
Визначення часу за сонцем. Вперше люди стали визначати час, дивлячись на сонце, а також спостерігаючи за його рухом небосхилом протягом дня. Коли сонце знаходилося у найвищій точці небосхилу, отже, в цей час був опівдні, тобто середина дня. Коли сонце знаходилося ближче до горизонту, це було або ранок, (сонце сходило), або вечір (захід сонця). Звичайно ж, таке визначення часу не можна назвати точним, навіть із натяжкою.
Сонячний годинникНайстаріша з, що коли-небудь існували форм годинника - це сонячний годинник. Вперше, сонячний годинник почав використовуватися близько 5,5 тисяч років тому, в 3 500 році до нашої ери. Принцип «роботи» сонячного годинника, заснований на тіні, яка утворюється при світлі сонця, так як у різний час доби, довжина тіні та її положення по-різному. Сонячна тінь вказувала на число на круглому диску, отже, визначався час. Наприклад, якщо тінь вказує на цифру дев'ять, значить час – дев'ять годин ранку. Звичайно ж, у сонячного годинника були і свої недоліки, насамперед це те, що ним можна користуватися лише протягом світлового дня.
Водяний годинникПриблизно 3,4 тисячі років тому, тобто десь в 1400 році до нашої ери, був винайдений перший водяний годинник. Перший водяний годинник був винайдений в Єгипті, цей годинник називався clepsydra (клепсидра). Водяний годинник був зроблений з двох ємностей, наповнених водою, причому рівень води в одній з ємностей був вищим, ніж в іншій. Вода перетікала з більш високої ємності в нижчу трубу, яка з'єднувала ці ємності. Місткості були промарковані, залежно від рівня води, саме за цими маркуваннями і можна було визначити час. Такого роду годинник, тобто водяний, був надзвичайно популярний у Греції, в Греції ж, водяний годинник був значно покращений і вдосконалений. Вода капала з більш високої ємності у нижчу ємність. Так як рівень води в нижчій ємності підвищувався, поплавець, розташовані на поверхні, піднімався. Поплавець був з'єднаний з проградуйованим ціпком, за яким можна було визначити час. Звичайно ж, поява водяного годинника була значним прогресом, по-перше, тому що водяний годинник міг показувати час не тільки вдень, а й уночі, а по-друге, водяний годинник був більш точним у порівнянні з сонячним годинником.
Поділ року на місяці та дніСтародавніми греками рік був поділений на дванадцять рівних частин, які згодом почали називати місяцями. Щомісяця складався із тридцяти частин, які були названі днями. Таким чином, у «грецькому» році було 360 днів. Оскільки земна куля протягом року «огинає» сонце, стародавні греки вирішили розділити коло на 360 рівних частин, які згодом назвали градусами.
Поділ дня на години, хвилини та секундиЖителі стародавнього Єгипту та Вавилону вирішили розділити світловий день, що тривав від заходу сонця до сходу сонця на дванадцять частин, які згодом були названі годинами. Також вони розділили ніч, яка тривала від заходу сонця до світанку, також на дванадцяту годину. Однак основна проблема полягала в тому, що довжина дня і ночі протягом року змінювалася, була різною. Водяний годинник, який вже був винайдений на той час, повинен був відрегулювати цю особливість. Згодом весь день був поділений на 24 рівні частини, тобто на 24 години, тому можна було визначити точніший час. Чому ж день і ніч були поділені на 12 частин? Справа в тому, що дванадцять – це число, яке позначає кількість місячних циклів у році, взагалі-то, число дванадцять досить багато означало в багатьох культурах. Година розділена на 60 хвилин, а кожна хвилина поділена на 60 секунд. Ідея поділити годину і хвилину на 60 рівних частин, прийшла до нас із шумерської культури, яка багато в чому заснована на числі 60. Така шістдесятизначна система виникла приблизно 4 тисячі років тому.
Маятниковий годинникДо того, як був винайдений перший маятниковий годинник, Пітером Хендеїном (Peter Henlein) з Німеччини був винайдений роликовий механізм приблизно в 1510 році, однак, ці дані не зовсім точні. Перший годинник з хвилинною стрілкою був винайдений в 1577 році Джостом Берджі (Jost Burgi), однак, і в цьому годиннику були істотні недоліки. Перший, відносно точний годинник - це був маятниковий годинник, який був винайдений і створений приблизно в період з 1656 по 1600 роки Крістіаном Хуідженсом (Christian Huygens). У цьому маятниковому годиннику вже була хвилинна стрілка. Завдяки коливанням маятника, що розгойдувався ліворуч і праворуч, поверталося зубчасте колесо. А завдяки руху колеса вже змінювали своє положення хвилинна і годинна стрілки. У першому маятниковому годиннику, він (маятник) розгойдувався досить сильно, приблизно на 50 градусів. Надалі, коли маятниковий годинник був удосконалений, кут розгойдування маятника став відносно невеликим – лише 10 – 15 градусів. Основним недоліком маятникового годинника було те, що через деякий час маятник зупинявся, і його потрібно було знову розгойдувати. Перший маятниковий годинник із зовнішніми батареями був створений приблизно в 1840 році, вже до 1906 року, батареї розташовувалися безпосередньо в самих годинниках. Як ви вже знаєте, на годиннику відображалися лише 12 годин, для того, щоб «відміряти» весь день, годинна стрілка мала пройти по колу двічі. Саме тому в деяких країнах використовуються такі позначення:
A.M. (Ante meridiem) - це час до полудня, позначення походить від латинського слова, що означало "перед полуднем";
– P.M. (Post meridiem) - це час після обіду, позначення походить від латинського слова, що означало "після полудня".
Хвилинна стрілкаУ 1577 році була винайдена хвилинна стрілка в годиннику, цей великий винахід було зроблено Джостом Берджі (Jost Burgi). Цей винахід (хвилинна стрілка в годиннику) було зроблено Джостом Берджі (Jost Burgi) для Тучо Браха (Tycho Brahe), астронома, якому просто необхідні були точні годинники.
МаятникМаятник був винайдений у 1656 році Крістіаном Хуідженсом (Christian Huygens), для того, щоб створити більш точний годинник.
Наручний годинник 1504 рік - це той рік, коли були винайдені перші портативні, але, заради справедливості треба сказати, не дуже точні години. Цей годинник був винайдений у Нюрнберзі, в Німеччині Пітером Енлєїном (Peter Henlein). Першою людиною, яка стала носити годинник на зап'ясті, став Блез Паскаль (Blaise Pascal) – роки життя – 1623 – 1662. За допомогою спеціальної нитки він кріпив годинник до руки, точніше, до свого зап'ястя.
Кварцевий годинникКварц – це певний тип кристала, який на вигляд нагадує скло. Коли на кварц впливають напругою, електричним струмом або тиском, кристалічний кварц вібрує або коливається, що дуже примітно, то це те, що частота його коливань постійна. Завдяки таким властивостям кварцу, цей годинник (кварцовий) доводить точний час. Перший кварцовий годинник був створений в 1927 році, причиною створення подібних годинників стало те, що канадському інженеру з телекомунікацій Уоррену Маррізону (Warren Marrison), що працює в Белл Телефон Лаборейторіс (Bell Telephone Laboratories) був необхідний надійний прилад, для вимірювання часу. Оскільки в лабораторії працювали з п'єзоелектрикою, він зміг створити дуже великий, дуже точний годинник. Саме цей прилад і став першим кварцовим годинником.
Стандарт часуУ 1878 році був винайдений і визначений стандарт часу. Цей винахід належить серу Сендфорду Флемінгу (Sanford Fleming).
БудильникиПерший будильник був винайдений стародавніми греками приблизно 250 року до нашої ери. Греками був створений і побудований водний годинник, за рахунок того, що вода піднімалася до певного часу, вона впливала на механічного птаха, який, у свою чергу, починав тривожно свистіти. Перший механічний будильник був винайдений у 1787 році, цей винахід належить Леві Хутчінсу (Levi Hutchins) з Конкорду, в Нью-Хемпширі. Проте, будильник у тій годині, яку він винайшов, міг дзвонити лише о 4 годині ранку. 24 жовтня 1876 був запатентований механічний будильник, який міг дзвонити в будь-який заданий час, цей винахід належить Сету І. Томасу (Seth E Thomas).
Годинник з автоматичним підзаводомУ 1923 році швейцарцем Джоном Харвудом (John Harwood) був винайдений годинник з автоматичним заводом.
Цей механічний годинник був виготовлений в 1804 році. У цей час найбільш поширеним механізмом хронометражу часу був годинник з маятником, але в місце цього був використаний метод кулі, що котиться.
Спочатку вони були сонячними та водними, потім стали вогненними та пісочними і, нарешті, постали в механічному вигляді. Але, хоч би якими були їх інтерпретації, вони завжди залишалися тим, чим є сьогодні – джерелами часу.
Сьогодні наша розповідь про механізм, який винайдений ще в давнину, і в наші дні залишається вірним помічником людини – годинник.
Крапля за краплею
Перший найпростіший прилад для вимірювання часу - сонячний годинник - був винайдений вавилонянами приблизно 3,5 тисяч років тому. Невеликий стрижень (гномон) укріплювали на пласкому камені (кадран), розграфленому лініями, - циферблаті, годинниковою стрілкою служила тінь від гномона. Але оскільки «працювали» такі годинники лише вдень, то вночі їм на заміну приходила клепсидра – так греки називали водяний годинник.
А винайшов водяний годинник близько 150 р. до н.е. давньогрецький механік-винахідник Ктесібій із Олександрії. Металеву або глиняну, а пізніше - скляну посудину наповнювали водою. Вода повільно, крапля за краплею, витікала, рівень її знижувався, і поділу на посудині вказували котра година. До речі, перший будильник на землі теж був водяним, водночас шкільним дзвінком. Його винахідником вважають давньогрецького філософа Платона. Прилад служив для скликання учнів на заняття та складався з двох судин. У верхній наливали воду, і звідти вона потроху виливалася в нижній, витісняючи повітря. Повітря по трубочці прямувало до флейти, і вона починала звучати.
Не менш поширеними в Європі та Китаї були так звані «вогневі» годинники. Перший «вогневий» годинник з'явився на початку XIII століття. Цей дуже простий годинник у вигляді довгої тонкої свічки з нанесеною за її довжиною шкалою, порівняно задовільно показував час, а в нічний час вони ще й освітлювали житло.
Свічки, що застосовувалися для цієї мети, були завдовжки близько метра. До бокових боків свічки зазвичай прикріплювали металеві штирі, які в міру вигоряння та танення воску падали, і їх удар по металевій чашці свічника був своєрідною звуковою сигналізацією часу.
Протягом цілих століть рослинна олія служила не тільки для харчування, але і як годинниковий механізм. На основі 
встановленої експериментально залежності висоти рівня масла від тривалості горіння ґнота виникли масляні лампадні годинники. Як правило, це бували прості лампади з відкритим гнитим пальником і зі скляною колбою для масла, з годинниковою шкалою. Час у таких годинниках визначався в міру згоряння олії в колбі.
Перший пісочний годинник з'явився порівняно недавно - всього тисячу років тому. І хоча різного роду сипкі індикатори часу були відомі давно, лише належний розвиток склодувної майстерності дозволило створити відносно точний прилад. Але за допомогою пісочного годинника можна було вимірювати лише невеликі проміжки часу, зазвичай не більше півгодини. Таким чином, найкращий годинник того періоду міг забезпечити точність вимірювань часу ± 15-20 хвилин на добу.
Без хвилин
Час і місце появи перших механічних годинників достеменно невідомо. Втім, деякі припущення з цього приводу все ж таки існують. Найстарішими, хоч і документально не підтвердженими повідомленнями про них, вважають згадки, що стосуються X століття. Винахід механічного годинника приписують Римському Папі Сильвестру II (950 - 1003 рр. н.е.). Відомо, що Герберт все життя дуже цікавився годинником і в 996 році зібрав перший в історії баштовий годинник для міста Магдебурга. Оскільки цей годинник не зберігся, досі залишається відкритим питання: який принцип дії вони мали.
Зате справді відомий нижченаведений факт. У будь-якому годиннику має бути щось, що задає якийсь постійний мінімальний інтервал часу, визначаючи темп миттєвостей, що відлічуються. Один з перших таких механізмів з билянцем (каромислом, що гойдається туди-сюди) був запропонований десь близько 1300 року. Важливою його гідністю була легкість регулювання швидкості ходу шляхом переміщення грузиків на коромислі, що обертається. На циферблатах того періоду була тільки одна стрілка - годинникова, і ще цей годинник щогодини бив у дзвін (англійське слово "clock" - "годинник" походить від латинського "clocca" - "дзвін"). Поступово майже всі міста і церкви обзавелися годинником, що рівномірно відраховує час і вдень, і вночі. Повіряли їх, природно, Сонцем, підводячи відповідно до його ходом.
На жаль, механічний колісний годинник справно працював тільки на суші - так що епоха Великих географічних відкриттів пройшла під звуки піску корабельних склянок, що мірно пересипався, хоча найбільше точних і надійних годинників потребували саме мореплавці.
Зуб за зубом
У 1657 році голландський учений Християн Гюйгенс виготовив механічний годинник з маятником. І це стало наступною віхою у справі. У його механізмі маятник проходив між зубами вилки, яка дозволяла спеціальному зубчастому колесу прокручуватися рівно на один зуб за полкачання. Точність годинника зросла багаторазово, але перевозити такий годинник все одно було неможливо.
В 1670 відбулося кардинальне вдосконалення спускового механізму механічного годинника - був винайдений так званий анкерний спуск, що дозволив застосувати довгі секундні маятники. Після ретельного налаштування, відповідно до широти місця розташування та температури в приміщенні, такий годинник мав неточність ходу всього кілька секунд на тиждень.
Перший морський годинник був виготовлений в 1735 році йоркширським столяром Джоном Харрісоном. Їхня точність становила ± 5 секунд на добу, і вони були цілком придатні для морських подорожей. Однак, залишившись незадоволеним своїм першим хронометром, винахідник працював ще майже три десятки років, перш ніж у 1761-му почалися повномасштабні випробування вдосконаленої моделі, яка витрачалася менше ніж на секунду на добу. Перша частина нагороди була отримана Харрісоном в 1764, після третього тривалого морського випробування і не менш тривалих канцелярських поневірянь.
Повністю винагороду винахідник отримав лише 1773 року. Випробовував годинник відомий нам капітан Джеймс Кук, який залишився дуже задоволений цим незвичайним винаходом. У судновому журналі він навіть віддав хвалу дітищу Харрісона: «Вірному другу - годиннику, нашому провіднику, який ніколи не підводить».
Тим часом механічний маятниковий годинник стає предметом домашнього вжитку. Спочатку виготовлялися тільки настінні та настільні годинники, пізніше стали робити підлогові. Незабаром після винаходу плоскої пружини, що замінила маятник, майстер Пітер Хенлейн з німецького міста Нюрнберга виготовив перший годинник, що носився. Їх корпус, що мав лише одну годинну стрілку, був виконаний із позолоченої латуні та мав форму яйця. Перші "Нюрнберзькі яйця" були діаметром 100-125 мм, товщиною 75 мм і носили їх у руці або на шиї. Значно пізніше циферблат кишенькового годинника був накритий склом. Підхід до оформлення став більш витонченим. Корпуси стали виготовляти як тварин та інших реальних об'єктів, а прикраси циферблату застосовували емаль.
У 60-х роках XVIII століття швейцарець Абрахам Луї Бреге продовжує дослідження в області годинника, що носиться. Він робить їх компактнішими і в 1775 році відкриває в Парижі власний годинниковий магазин. Однак «брегети» (як прозвали цей годинник французи) були по кишені тільки дуже багатим людям, простий же люд задовольнявся стаціонарними приладами. Минав час і Бреге замислився над удосконаленням свого годинника. У 1790 р. він виготовляє перший протиударний годинник, а в 1783 у світ виходить його перший багатофункціональний годинник - «Королева Марія Антуанетта». Годинник мав автопідзавод, хвилинний репетир, вічний календар, незалежний секундомір, «рівняння часу», термометр та індикатор запасу ходу. Задня кришка, виготовлена з гірського кришталю, давала можливість побачити роботу механізму. Але невгамовний винахідник не зупинився на цьому. І в 1799 виготовив годинник «Tact», який отримав популярність як «годинник для сліпих». Їхній власник міг дізнаватися час, доторкнувшись до відкритого циферблату, при цьому хід годинника від цього не збивався.
Гальваніка проти механіки
Але винаходи Бреге все ще були по кишені тільки елітним верствам суспільства, вирішувати ж проблему масового виробництва годинника довелося іншим винахідникам. На початку XIX століття, що збігся з бурхливим розвитком технічного прогресу, з проблемою зберігання часу зіткнулися поштові служби, які намагалися забезпечити рух поштових екіпажів за розкладом. В результаті вони обзавелися новим винаходом вчених - так званим «возимим» годинником, принцип роботи яких був схожий з механізмом «брегетів». З появою залізниць такий годинник отримав у своє розпорядження і кондуктори.
Чим активніше розвивалося трансатлантичне повідомлення, тим нагальніше ставала проблема забезпечення єдності відліку часу з різних боків океану. У цій ситуації годинник, що «возиться», вже не годився. І тут на допомогу прийшла електрика, яка в ті часи називалася гальванізмом. Електричний годинник вирішив проблему синхронізації на великих відстанях - спочатку на материках, а потім і між ними. 1851 року кабель ліг на дно Ла-Маншу, 1860-го - Середземного моря, а 1865-го - Атлантичного океану.
Сконструював перший електричний годинник англієць Олександр Бейн. До 1847 року він завершив роботу над цим годинником, серцем якого був контакт, керований маятником, що розгойдується електромагнітом. На початку XX століття електричний годинник остаточно витіснив механічні в системах зберігання та передачі точного часу. До речі, найбільш точним годинником, заснованим на вільних електромагнітних маятниках, був годинник Вільяма Шортта, встановлений у 1921 році в Единбурзькій обсерваторії. Зі спостереження за перебігом трьох годин Шортта, виготовлених у 1924, 1926 та 1927 роках у Грінвічській обсерваторії, визначили їхню середньодобову похибку - 1 секунду на рік. Точність годинника з вільним маятником Шортта дозволила виявити зміни тривалості доби. І в 1931 почався перегляд абсолютної одиниці часу - зоряного часу, з урахуванням руху земної осі. Ця помилка, якої до того нехтували, досягала у своєму максимумі 0,003 секунди на добу. Нова одиниця часу була названа Середнім зоряним часом. Точність годинника Шортта була неперевершеною, аж до появи кварцового годинника.
Час кварцу
У 1937-му з'явився перший кварцовий годинник, розроблений Льюїсом Ессеном. Так, так, ті самі, які сьогодні ми носимо на руках, які сьогодні висять на стінах наших квартир. Винахід було встановлено в Грінвічській обсерваторії, точність цього годинника становила близько 2 мс/добу. У другій половині ХХ століття прийшла пора годинника електронного. Вони місце електричного контакту зайняв транзистор, а ролі маятника виступив кварцовий резонатор. Сьогодні саме кварцові резонатори в наручному годиннику, персональних комп'ютерах, пральних машинах, автомобілях, стільникових телефонах формують час нашого життя.
Отже, століття пісочного і сонячного годинника кануло вліту. І винахідники не втомлювалися балувати людство високотехнологічними новинками. Минув час, і був побудований перший атомний годинник. Здавалося б, вік їхніх механічних та електронних братів теж добіг кінця. А ні! Найбільшу точність та зручність в експлуатації довели саме ці два варіанти годинника. І саме вони здобули перемогу над усіма їхніми прабатьками.
Наука 2.0 Непрості речі.Годинник
Дуже давня. З найдавніших часів людина намагалася якось визначити себе у часі та просторі. Намагався дізнатися свою землю і дістатися нових, чужих, здійснював різні відкриття. Звичайно, людина розуміла, що існує взаємозв'язок змін пір року, днів, годин. І хотів цей взаємозв'язок зрозуміти і якось його розрахувати, щоб почуватися впевненіше.
Вимірювати час першими почали шумери. Вони придумали сонячний годинник. Досить простий винахід, але вони працювало добре. 
Шумери жили на території сьогоднішнього Іраку, там сонячних днів на рік дуже багато. А для роботи сонячного годинника – це вирішальний чинник. Вночі і в хмарні дні сонячний годинник виявлявся, на жаль, марним.
Спочатку це була просто палиця, встромлена в землю, а навколо неї позначені розподіли (годинник), і за тінню, що відкидається від палиці (гномон), можна було визначати час. Потім винахід удосконалили. Замість палиці почали будувати гарні стели та колони.
І до наших днів дійшли стародавні сонячні годинники.
Придумали навіть переносний сонячний годинник. Конструкція складалася з двох кілець із отвором для сонячного променя.
Приблизно в ті ж часи з'явився водяний годинник. Це була посудина з висіченими відмітками, з якої крапля за краплею виливалася вода. Вони використовувалися аж до XVII ст.
Вважається, перший будильник теж був водним і придумав його Платон для своєї школи. Він складався з двох судин, з одного в інший потихеньку переливалася вода, витісняючи повітря, а до другої судини була приставлена дудочка, і, певного моменту, вона починала свистіти.
Пізніше було винайдено вогневий годинник. Це були довгі тонкі свічки з поділами, які запалювали, і в міру їхнього згоряння по поділах відміряли час. За добу витрачалося кілька таких свічок.
Потім їх удосконалили. До деяких поділів прикріплювали на міцній нитці намистини. А полум'я, у міру згоряння свічки, перепалювала цю нитку, і намистини з гуркотом падали на металічний піднос. Це був свого роду будильник.
Був ще масляний годинник. У лампаді з маслом був встановлений гніт, а на самій лампадці нанесені поділки, в міру згоряння олії, рівень її змінювався і по поділах можна було визначити час.
Також придумали квітковий годинник. Висаджували певні сорти квітів на сонячному місці та визначали час у міру розкриття та закривання квіток у ранковий та вечірній час.
Пізніше, близько 1000 років тому, з розвитком склодувної майстерності, з'явився і всім знайомий пісочний годинник. Вони визначають досить невеликі відрізки часу, 5 хвилин, 10 хвилин, півгодини. Робили навіть набори, які з кількох, різних за розміром судин з піском, кожен із яких визначав різний проміжок часу.
Але всі ці годинники були недосконалі, працювали не за всіх умов, за ними потрібно було постійно стежити. Тому точного часу визначити за ними було неможливо. Але, у будь-якому разі, якісь орієнтири у часі вони давали.
Механічний годинник
І тільки з появою механічного годинника люди змогли досить точно впізнавати час і не відстежувати постійно роботу годинника.
Перший механічний годинник був зроблений в Китаї в 725 році н.е.
Маятник і маятниковий годинник винайшов у XI столітті абат Герберт, а згодом, вже в XVII столітті їх удосконалив Галілео Галілей, але використовувати його в годиннику стали набагато пізніше. У 1675 році Х.Гюйгенс запатентував кишеньковий годинник. І тільки згодом з'явився наручний годинник, спочатку вони були лише жіночі. Їх багато прикрашали камінням, але час вони показували вкрай неточно. А наприкінці XIX століття з'явився і чоловічий наручний годинник.
Далі, з розвитком прогресу, у XX столітті з'являються кварцові, електронні, атомні годинники. Постійно все змінюється, удосконалюється з шаленою швидкістю. І годинник не виняток. З'являються нові функції, нові моделі, запроваджуються нові розробки.
Який подальший розвиток чекає годинник навіть складно передбачити!
Якщо знаєте про історію годинникаще якісь факти, обов'язково поділіться у коментарях!
А для Ваших малюків буде цікаво подивитися, які розповідають про історію годинника, про те, як влаштований годинник і як можна сповільнити час. Цікавого перегляду!