Кто придумал время. Механические часы: история изобретений

Первыми показателями для отсчета времени было движение солнца. Восход и заход дневного светила означали новый временной период. Увеличение теней от камней и деревьев давало возможность определять время. Движение звезд в ночном небе указывало на изменение времени и служило древним людям неким подобием огромных часов, ведь издавна люди стали замечать, что небесный свод меняется в течение ночи и на небе можно наблюдать разные звезды. Древние египтяне делили ночь на 12 часовых периодов, которые соответствовали появлению двенадцати различных звезд. Аналогично они делили дневное время, именно поэтому наши сутки составляют 24 часа. Самые первые солнечные часы также появились впервые в древнем Египте. Скорее всего это был простой столп, врытый в землю. Камни, расположенные вокруг него, показывали движение отбрасываемой столбом тени на протяжении светового дня. Так люди получили возможность измерять текущее время.

Примерно 300 лет до нашей эры в Вавилоне изобрели новый вид солнечных часов, который представлял собой чашу со стрелкой в середине. Тень, которую отбрасывала стрелка, двигалась по кругу, и отмечала за день 12 часов. Позже люди изобрели огненные и водные часы. На свечу наносились насечки, которые соответствовали определенному временному промежутку. По мере сгорания свечи и определяли прошедшее время. Для водных часов брали тарелку с маленьким отверстием в дне и опускали ее в емкость с водой. Через определенное время плавающая тарелка наполнялась водой и тонула. Древние греки усовершенствовали водяные часы, применив для этого зубчатое колесо. В емкость, которая постепенно наполнялась водой, был помещен поплавок, передающий поступательное движение на зубчатое колесо. Это колесо и двигало стрелку, отмечая пройденные периоды времени. Около 2000 лет назад был изобретен еще один вид часов – песочные часы. Они состояли из двух стеклянных посудин, соединенных таким образом, чтобы песок мог свободно пересыпаться из одной емкости в другую. Верхнюю чашу песочных часов наполняли песком в заранее определяемом количестве, чтобы он высыпался в нижнюю чашу в течение часа. И сейчас мы иногда пользуемся песочными часами, только это более маленькие часы, которые отмеряют несколько минут.

Первые механические часы были придуманы где-то около 1350 года. В центре круглого циферблата помещалась стрелка, соединенная осью с системой зубчатых колесиков и шестерней. Груз, привязанный веревкой к катушке, поворачивал ее силой тяжести, что, в свою очередь, приводило в движение всю систему, поворачивая стрелку вокруг своей оси. Первые часы появлялись в средневековых монастырях, чтобы сзывать монахов на службы. Самые старые из действующих на сегодняшнее время часов были установлены на соборе английского города Солсбери. И вот уже более шестисот лет они исправно отсчитывают время. К середине XVI века в большинстве городов Европы появились общедоступные часы на городских ратушах, башнях и соборах. В середине XV столетия появились комнатные часы. Изначально они были слишком громоздкими и приводились в движение с помощью груза. Длина хода таких часов составляла только 12 часов, а потом груз нужно было подтягивать. Чуть позже, для приведения часов в действие, решили использовать ходовую пружину. Самые первые часы с пружинным механизмом, имели позолоченный металлический корпус прямоугольной формы с циферблатом в верхней своей части и откидной крышкой для регулировки хода часов и их своевременного завода. Со временем появляется огромное количество всевозможнейших часов. Это и напольные, и каретные, и каминные, и настенные, и консольные, и карманные часы.

В 1656 году Кристиан Гюйгенс предложил использовать в напольных часах маятник. Около 1675 года в карманных часах начали применять спираль, что существенно повысило точность хода. Если раньше отставание или опережение времени составляло от получаса до четверти часа, то после усовершенствования отклонение составляло не более трех минут. Появились минутные стрелки, и часы можно было заводить только один раз на восемь дней. Со временем в часах появляется и секундная стрелка, а некоторые часы могли идти без завода на протяжении нескольких месяцев. Уже в начале XVII века некоторые часовые механизмы включают в себя такие детали, как будильник или даже календарь. Часы становятся предметом роскоши. Некоторые часы украшались золотом, драгоценными камнями, эмалью, жемчугами и представляли собой скорее произведения искусства, нежели механизм для измерения времени.

Первые попытки использования электрических приборов в часах произошли в 40-х годах XIX века. Изначально появились слишком громоздкие электронно-механические часы, и только когда был налажен выпуск компактных батареек стали изготавливать электрические наручные часы. Позже перешли к выпуску часов на полупроводниках и интегральных схемах. Кварцевые часы, где электрические импульсы руководят работой миниатюрного электродвигателя, отличаются высокой точностью хода. Их погрешность составляет всего 2 секунды в сутки. Недавно появились электронные часы – с электронной схемой и цифровым индикатором на жидких кристаллах или светодиодах. Можно сказать, что это мини ЭВМ. Для большей стабильности часового механизма применяется кварцевый генератор. Такие часы называются электронными. Их механизм очень компактен и способен поместиться на пластине размером 0,5 квадратных сантиметров при толщине 0,1 миллиметра.

На протяжении многих столетий менялись внешний вид часов, усовершенствовались технологии времяисчисления, полностью изменились материалы для их изготовления, однако предназначение часов осталось все тем же. Люди используют часы для отсчета периода времени. И хотя в современном мире очень часто мобильные телефоны или другая техника вытесняет из нашей повседневной жизни часовой циферблат, большинство людей остается верно традициям.

История создания часов насчитывает несколько тысяч лет. Издавна человек пытался измерить время, сначала по дневному и ночному светилам и звездам, затем с помощью примитивных приспособлений и, наконец, применяя современные высокоточные сложнейшие механизмы, электронику и даже ядерную физику.

История развития часов это непрерывное совершенствование точности измерения времени. Достоверно известно, что в Древнем Египте измеряли время в сутках, разделяя его на два периода по 12 часов. Есть также сведения, что современная шестидесятиричная модель измерения пришла из Шумерского Царства около 2000 года до нашей эры.

Солнечные часы.

Принято считать, что история создания часов начинается с изобретения солнечных часов или гномона . Такими часами представлялось возможным измерять только дневное время, так как в основе принципа их действия лежала зависимость расположения и длины тени от положения солнца.

Водяные часы.

История создания водяных часов начинается в Древней Персии и Китае около 2500 - 1600 года до нашей эры. А оттуда, вполне вероятно с торговыми караванами, водяные часы были завезены в Египет и Грецию.

Огневые часы.

Огненными часами пользовались около 3000 лет тому назад в Китае, во времена первого императора этой страны по имени Фо-хи. Распространены огневые часы были в Японии и Персии.

Песочные часы.

Создание песочных часов датируется приблизительно около III века до нашей эры во времена ученого Архимеда. Местом их изобретения долгое время считалась Древняя Греция, однако некоторые археологические находки позволяют предполагать, что первые песочные часы были созданы жителями Ближнего Востока.

Механические часы.

История создания первых механических часов начинается в 725 году нашей эры в Китае и является значимым событием в истории развития часов. Хотя, еще ранее, предположительно во II-м веке до нашей эры в Древней Греции, был создан механизм, позволяющий отслеживать с большой точностью положения небесных тел. Этот механизм состоял из 30 шестеренок помещенных в корпус из дерева, на лицевой и тыльной сторонах которого имелись циферблаты со стрелками. Этот древнейший механический календарь можно определить как прототип первых механических часов.

Электрические часы.

С открытием электричества берет свое начало история электрических часов, изобретенных в середине XIX века. Создание и дальнейшее развитие электрических часов положило конец неудобству по синхронизации времени в разных частях света.

В 1847 году миру были представлены электрические часы, разработанные англичанином А. Бейном, в основу которых был положен следующий принцип: раскачивающийся посредством электромагнита маятник переодически замыкал контакт, а электромагнитный счетчик, который соединен был системой шестерен со стрелками часов, считывал и ссумировал количество колебаний.

Атомные часы.

В 1955 году история развития часов совершила крутой поворот. Британец Луи Эссен заявил о создании первых атомных часов на цезии-133. Они обладали небывалой точностью. Погрешность составляла одну секунду на миллион лет. Устройство стали считать цезиевым эталоном частоты. Всемирным стандартом времени стал эталон атомных часов.

Электронные часы.

Начало 70-х годов 20-го века является точкой отчета истории создания и развития электронных часов, осуществляющих показ времени не стрелками, а при помощи светодиодов, которые, хотя и были изобретены в середине 20-х годов, практическое применение нашли лишь через десятилетия.

Физики сделали шокирующее открытие – в природе времени не существует и никогда не существовало! В природе имеют место только процессы, они могут быть периодическими или непериодическими. Понятие «время» было придумано людьми для собственного удобства. Время – это мера измерения расстояния между двумя событиями.

Кто придумал первые часы?

Человек изобрел много способов измерения времени. Сначала измеряли время в восходах и заходах солнца. Увеличение или уменьшение тени, падающей от разных предметов – камней, деревьев, помогало человеку хоть как-то ориентироваться во времени. Определяли время и по звездам (ночью в разное время видны разные звезды).

Древние египтяне поделили ночь на двенадцать промежутков. Каждый промежуток начинался с восходом одной из двенадцати определенных звезд. На столько же промежутков поделили египтяне и день. На этом основывается наше деление суток на 24 часа.

Позже египтяне создали теневые часы (мы их называем солнечными). Они представляют собой простую деревянную палку с отметками. Теневые часы и стали первым изобретением человека, предназначенным для измерения времени. Конечно, солнечные часы не могли определять время в пасмурный день и ночью. Одним из старинных письменных документов, датируемых 732г до н.э. о солнечных часах является Библия (двадцатая глава Книги Царств). В ней упоминаются обелисковые часы царя Ахаза. Обнаруженные при раскопках солнечные часы XIII и XV в.в. до н.э. свидетельствуют о том, что в действительности солнечные часы появились гораздо раньше, чем об этом говорят письмена.

Древние египтяне создали и водяные часы. Они отмеряли отрезок времени, за который жидкость перетекает из одного сосуда в другой.

В VIII веке появились песочные часы. Они представляют собой две спаянные колбы. Песок, насыпанный в одну из колб, пересыпается сквозь узкую горловину другой колбы за определенный промежуток времени, например за час. После этого часы переворачивают. Песочные часы дешевы, надежны, поэтому до сих пор не исчезли из .

Механические часы появились в Европе в 1300 – х годах, они работали при помощи и пружин. У них не было стрелок, а о прохождении часа свидетельствовал звонок.

В современных электронных и кварцевых часах используют колебания кристалликов кварца.

Эталоном являются атомные весы. Они измеряют время перехода атома с отрицательного на положительное энергетическое состояние и обратно.

Первые механические часы.

Первые упоминания о механических часах относятся к концу VI века. Скорее всего, это были водяные часы, в которые было встроено механическое устройство для приведения в действие дополнительных функций, например механизма боя.

Настоящие механические часы появились в XIII веке в Европе. Они еще не были достаточно надежными, поэтому приходилось постоянно проверять время по солнечным часам. Их часовой механизм работал, используя энергию опускающегося груза, в качестве которого долгое время применялись каменные гири. Чтобы запустить такие часы, приходилось поднимать очень тяжелую гирю на значительную высоту.

Стоит отметить, что механические часы, созданные в XIII-XIV веках, были очень большими и использовались крайне редко. Их устанавливали лишь в монастырях, чтобы монахи вовремя могли собираться на службу. Именно монахи и решили нанести на круг 12 делений, каждое из которых соответствовало одному часу. Только в XVI веке часы появились на городских зданиях.

В XIV-XV веках были созданы первые напольные и настенные часы. Поначалу они были довольно тяжелыми, так как приводились в действие с помощью груза, который надо было подтягивать каждые 12 часов. Такие часы изготавливали из железа, а чуть позже из латуни, и по конструкции они повторяли башенные часы.

Во второй половине XV века были созданы первые часы с пружинным двигателем. Источником энергии в таких часах была стальная пружина, которая во время раскручивания поворачивала колеса часового механизма. Первые настольные пружинные часы были изготовлены неизвестным мастером из бронзы. Высота этих часов составляла полметра.

Первые переносные пружинные часы были сделаны из латуни и имели форму круглой или квадратной коробки. Циферблат таких часов был горизонтальным. На нем по кругу размещались выпуклые шарики из латуни, что помогало определять время на ощупь в темное время суток. Стрелка была выполнена в форме дракона или другого мифического существа.

Наука продолжала развиваться, а вместе с ней усовершенствовались механические часы. В XVI веке появились первые карманные часы. Такие приборы были большой редкостью, поэтому позволить себе их приобретение могли только богатые люди. Очень часто карманные часы украшали драгоценными камнями. Но и тогда время продолжали сверять по солнечным часам. Некоторые часы даже имели два циферблата: с одной стороны механический, а с другой солнечный.

В 1657 году Христиан Гюйгенс собрал механические маятниковые часы. Они отличались необыкновенной точностью по сравнению со всеми существующими на тот момент приборами для отсчета времени. Если до появления маятника точными считались часы, отстающие или спешащие на 30 минут в сутки, то теперь погрешность составляла не более 3 минут в неделю. В 1674 году Гюйгенс усовершенствовал регулятор пружинных часов. Его изобретение потребовало создания качественно нового спускового механизма. Немного позже этот механизм был придуман. Им стал анкер.

Изобретения Гюйгенса получили широкое распространение во многих странах. Часовое мастерство начало активно развиваться. Постепенно снижалась погрешность хода часов, к тому же заводить механизмы можно было уже раз в восемь дней.

В связи с повышением точности часов в 1680 году были созданы первые механизмы с минутной стрелкой. В то же время на циферблатной пластине появился второй ряд цифр для обозначения минут, в котором использовались арабские цифры. А в середине XVIII века появились часы с секундной стрелкой.

В это время во всех видах искусства господствовал стиль рококо. В часовом деле его влияние выразилось в разнообразии форм часов и используемых материалов, обилии резных узоров, завитков, внешних украшений из золота и драгоценных камней. В то же время вошли в моду каретные часы. Считается, что дорожные, или каретные часы появились благодаря французскому механику и часовщику Абрагаму-Луи Бреге.

Чаще всего они были прямоугольной формы со стеклянными боковыми стенками. Сверху к корпусу крепилась латунная ручка, которая служила для переноски часов. Все латунные поверхности часов имели покрытие из золота. Стоит заметить, что внешний вид дорожных часов практически не менялся в течение всего столетия.

Благодаря усовершенствованиям часового механизма во второй половине XVIII века часы стали более плоскими и уменьшились в размерах. Но, несмотря на изменения внешнего облика часов, они все еще продолжали оставаться прерогативой избранных. Только во второй половине XIX века их стали производить в больших количествах в Германии, Англии, США, а также Швейцарии.

Механические часы развивались не менее пяти веков. Сегодня их условно подразделяют не только по типу часового механизма (маятниковые, балансовые, камертонные, кварцевые, квантовые), но и по назначению (бытовые и специальные).

К бытовым часам можно отнести башенные, настенные, настольные, наручные и карманные часы. Специализированные часы подразделяют в зависимости от назначения. Среди них можно встретить часы для подводного плавания, сигнальные, шахматные, антимагнитные часы, а также многие другие. Прототипом современных механических часов являются созданные в 1657 году маятниковые часы Х. Гюйгенса.

Свою обыденную жизнь мы не можем представить без такого мудрого прибора, как часы. Но, гораздо интереснее узнать, как все начиналось. Как появились первые часы на земле?
Вообще, их история длится много столетий, за всю историю своих преобразований часы несколько раз меняли свой образ и форму. Слово «часы» появилось еще в 14 веке. В переводе с латыни это слово означало «звонок». Древние люди умели определять время по движению солнца на небе. Но это время нельзя назвать точным. Определялось оно по нахождению солнца в той или иной части небосклона — на восходе — значит утро, посередине — полдень, закат — соответственно вечер.

Самые первые часы – это солнечные часы. Впервые их начали применять еще в 3500 году до н. э. Принцип их работы заключался в том, чтобы определить время по тени от солнца — ставилась палка, от которой падала тень. Тень указывала на конкретное число на диске, так смотрели время. В 1400 году до н.э. в Древнем Египте появляются водяные часы. Их первое название — клепсирда. Эти часы были сделаны из двух разных емкостей с водой. Уровень в одной емкости был больше, чем в другой. Одна емкость была установлена выше другой, их соединяла труба, по которой вода из этой емкости перетекала в емкость, находящуюся ниже. На емкостях стояли марки, по которым и определяли время, исходя из уровня воды. Водяные часы пользовались всеобщей популярностью и любовь в Греции. Тут же они были более усовершенствованны. Вода из высоко расположенной емкости также капала в емкость, расположенную ниже, из которой поднимался поплавок, с проградуированной палкой, по которой и определяли время.

Также древними греками год был разделен на 12 месяцев, каждый месяц разделялся на 30 равных дней. Таким образом, как мы видим, в «древнегреческом» году было 360 дней. Затем древние греки и жители Вавилона решили разделить день на равные части- часы, минуты и секунды. Сначала день от восхода до заката, был разделен на 12 равных частей. Позже эти части были названы часами. Но оставалась проблема в том, что в разное время года длина ночи была разная. И нужно было урегулировать эту разницу. Поэтому, вскоре сутки стали разделять на 24 часа. Но остается другой вопрос — почему же ночь и день были поделены именно на 12 равных частей? Оказывается, 12 – число лунных циклов в году. Идея же разделить час на 60 минут, а минуту на 60 секунд пришла к людям от шумерской культуры, вообще, цифры в древности играли большую роль во многих культурах.

Самые первые часы с минутной стрелкой появились на свет в 1577 году. Но, все же в них наблюдались некоторые недостатки. Наиболее точными были маятниковые часы, которые изибрели в период с 1656 по 1660 годы. Минусом данных часов было то, что маятник через некоторое время мог остановиться, его заводили снова. На циферблате отображается только 12 цифр, как все мы знаем, поэтому, стрелка должна пройти круг дважды, чтобы отметить сутки. Именно по этой причине, в некоторых странах, были введены аббревиатуры для обозначения времени до полудня (A.М.) и после полудня (Р.М.)
А в 1504 появились наручные часы. Крепились они к руке с помощью нитки. Появились на свет в Германии. Кварцевые часы (кварц- это кристалл), были изобретены только в 1927 году. Это были самые точные часы из всех предыдущих.