Первым измерителем времени была тень от палки, воткнутой в землю. Но с заходом солнца солнечные часы не работали. Пришлось нашим предкам изобретать более совершенные технологии, такие как водяные и песочные часы.

Существует мнение, что сразу после солнечных часов люди изобрели песочные. Но на самом деле они появились не так давно. Хотя древнегреческий ученый Архимед уже в III веке до нашей эры предлагал измерять время, пересыпая песок из одного стеклянного резервуара в другой. Но до практического применения дело тогда не дошло. Возможно, потому, что античные мастера не умели изготавливать прозрачное стекло для колб. Для его получения нужна была температура свыше 1500 градусов Цельсия.

Но принцип пересыпания из одного сосуда в другой прекрасно подходил и для воды.

Капля за каплей…

Принципиально работу водяных часов можно описать следующим образом: время, за которое вода перетекала из одного сосуда в другой, служило неким эталоном — прообразом современного часа.

Древние греки называли водяные часы клепсидра, что в переводе означает «крадущая воду». Но придумали это устройство не они. Самые древние водяные часы, дошедшие до нас, были обнаружены в 1940 году при раскопках знаменитого Карнакского храма в Египте. Перевернутый купол из алебастра с насечками, указывающими время, заполняли доверху водой. Она капала вниз сквозь небольшое отверстие на дне. Форма часов была такова, что она нивелировала давление столба жидкости на скорость вытекания.

В Древней Греции водяные часы являли собой механизм из двух конусов, входящих один в другой. Эллины применяли клепсидру для регламентации времени, отпускаемого оратору на выступления в суде или диспуте.

Более совершенную клепсидру изобрел в III веке до нашей эры механик из Александрии Ктесибий. При помощи специального механизма подачи воды приводилась в движение фигура мальчика, показывающего палочкой время на циферблате. Эти часы располагались в храме Арсинои и долгое время считались эталоном точности. В Древнем Риме первые водяные часы в 157 году до нашей эры построил военачальник Сципион Назика.

В Азии же водяные часы появились еще раньше, чем у греков и египтян. В древнем Вавилоне водяные часы использовались еще в 2000 году до нашей эры. Правда, вместо минут вавилоняне считали вес воды, вытекшей из сосуда. В Персии первое использование водяных часов относится к 500 году до нашей эры. В большом резервуаре, наполненном водой, плавал полушаровидный сосуд с небольшим отверстием на дне. По мере заполнения сосуда он тонул. Это и было временной единицей. С этим связан эпизод древнеперсидской поэмы, когда героиня кидает в чашу жемчужину, чтобы та помешала наполнению сосуда и тем самым остановила время.

Толченый мрамор

Водяные часы активно использовались в Европе вплоть до XVII века, когда мастера уже научились изготавливать маятниковые механизмы. Однако и у водяных, и у маятниковых часов были серьезные ограничения из-за особенностей конструкции. Поэтому ученые и изобретатели не останавливались в попытках найти иные способы измерения времени. Автор самых первых песочных часов неизвестен. Как и точное время их создания.

В Западной Европе песочные часы стали активно использовать в эпоху Средневековья. Одно из самых ранних свидетельств их существования — известная фреска итальянского мастера XIV века Амброджо Лоренцетти «Аллегория доброго и дурного правления в городе и деревне», написанная им в Зале Девяти ратуши города Сиена. На ней изображен персонаж, держащий в правой руке колбу песочных часов.

Другое свидетельство использования песочных часов в Европе — запись во французской хронике от 1339 года. Писец описывает процесс приготовления тонкого песка из просеянного порошка черного мрамора, прокипяченного в вине и высушенного на солнце. Крупинки обычного песка слишком угловаты и не могут равномерно пересыпаться через горловину, связывающую стеклянные колбы. Кроме того, разрушаясь от использования, они становятся разными по величине, что сказывается на равномерности пересыпания. Песок с морских пляжей, хоть и выглядит довольно равномерным, для часов совершенно не подходит. Исторические хроники указывают на то, что в XIV веке для песочных часов, помимо песка из мрамора, использовали свинцовую или цинковую пыль, кварцевый песок и толченую яичную скорлупу.

Другим фактором, влияющим на точность «хода», была гладкость стекла колб. Но даже имея под рукой специальный песок и идеальные колбы, мастер не мог быть уверенным в том, что 10 граммов одного и того же вещества пересыпаются с одинаковой скоростью. Поэтому, засыпая в колбу «песок» мастер сверял время его пересыпания с какой-либо эталонной величиной. И лишь убедившись в «точности хода», запечатывал колбу.

Изобретатели прошлого не раз пытались усовершенствовать песочные часы. Например, с помощью пружинных механизмов для переворачивания или используя вместо песка ртуть. А современные исследования показали, что лучшим песком являются стеклянные микрошарики диаметром 40-160 мкм. Окрашенные в разные цвета, такие гранулы придают часам интересный облик и перетекают почти без трения.

Для дела и для забавы

Своей популярностью песочные часы обязаны мореплавателям. Так как корабли плавали в разных широтах, то солнечные часы на борту были бесполезны. А водяные не годились из-за конденсации и замерзания воды. Зато песочные часы были лишены этих недостатков.

Уже в XIV веке в судовых журналах встречаются записи об использовании песочных часов. Причем есть версия, что и придумали эти часы именно моряки. Ведь первые морские песочные часы состояли из двух бутылок, горла которых соединялись трубкой.

Уже потом на берегу стеклодувы стали выдувать специальные колбы, которые стягивали металлической диафрагмой с отверстием. Изменяя величину отверстия, можно было регулировать скорость пересыпания песка. Для прочности стык между колбами запечатывали смолой или воском Также это давало герметичность, и песок не отсыревал. Имея постоянную влажность песка, они были точнее ранних аналогов.

В дальних плаваниях песочные часы были столь же важным инструментом, как и компас. Они применялись вплоть до XIX века. При известной скорости судна время, измеряемое с помощью песочных часов, помогало мореплавателям определять широту, на которой они находились. Кроме того, песочными часами измеряли время вахт.

Морские часы с песком неплохо прижились и на суше. Обычно интервал, за который песок ссыпается из одной колбы в другую, составляет от минуты до часа. Но бывают и более «длинные» часы. Например, в Будапеште построили песочные часы «Колесо времени» восемь метров высотой. Ежегодно 31 декабря «Колесо Времени» переворачивается, меняя местами камеры с песком. Другой песочный гигант высотой 8,6 метра установлен в музее песка в японском городе Нима. Интервал этих часов тоже составляет 12 месяцев.

А в июле 2008 года на Красной площади в Москве была организована рекламная акция в виде песочных часов высотой 11,6 метра и весом 40 тонн. Вместо песка верхняя колба была заполнена шариками, а в них — новый автомобиль. Когда «песок» пересыпался вниз, зрители могли увидеть презентуемую модель.

Сегодня песочные часы чаще используют лишь как сувенир. Однако в австралийском парламенте в отдельных случаях по ним до сих пор определяют длительность выступлений. Хотя, пожалуй, самыми известными песочными часами сегодня являются виртуальный значок операционной системы Microsoft Windows, указывающий на занятость системы. Так старые артефакты возвращаются к нам в иной реальности.

Алексей МАРТОВ