Страница 31 из 46
Летописец отметил это событие и записал:
«Сий же часник наречется часомерье; на всякий же час ударяет молотом в колокол, размеряя и расчитая часы нощные и дневные: не бо человек ударяше, но человековидно, самозвонно и самодвижно, страннолепно, некако сотворено есть человеческой хитростью, преизмечтанно и преухишренно»[13].
То, что летописец называет: «человековидно, самозвонно и самодвижно», было механической фигурой человека с молотом в руках, которая отбивала часы.
Следуя примеру князя, многие богатые люди, а также монастыри и церкви стали ставить на башнях или колокольнях «боевые часы». Боевыми они назывались за то, что обладали боем. Иногда летописцы употребляли и другое название, например: «Постави владыка Евфий в Новегород часозвон». Новгородские «часозвоны» и поныне целы.
Русские мастера отличались большим искусством в изготовлении часов, но делали они их несколько иначе, чем в других странах. Наши часовщики считали неудобным, когда человеку приходилось искать глазами стрелку и угадывать, против какой цифры она остановилась.
Старинные русские часы имели вращающийся циферблат с семнадцатью буквами, означавшими цифры, и неподвижную стрелку. Цифра текущего часа всегда становилась на то место, где на нынешних циферблатах находится 12.
Именно такие часы были установлены на Спасской башне в Кремле. Иностранцы, бывавшие в Москве, изрядно удивлялись, глядя на часы непривычного для них вида.
Стрелка первых часов Спасской башни была укреплена над циферблатом неподвижно и всегда указывала на верхнюю цифру.
Диковинным был и бой этих курантов. Они вызванивали отдельно дневные и отдельно ночные часы, начиная счет каждый раз с начала. Первый час дня всегда начинался с восходом солнца, затем куранты отбивали часы по порядку до захода солнца.
Так как летом дни длинные, то в июле перед заходом солнца часы били семнадцать раз, оповещая москвичей, что идет семнадцатый час дня.
Мастерство московских часовщиков славилось далеко за пределами нашей Родины. Русские мастера налаживали и строили часы в Персии, Турции и других восточных странах.
Билянц получает отставку
Часы с билянцем в качестве регулятора хода прослужили человечеству несколько столетий, а затем развитие механики позволило создать более совершенный регулятор. Это важное научное открытие было сделано во время богослужения в Пизанском соборе.
В XVI веке все студенты были обязаны ежедневно посещать церковь. Этому правилу приходилось подчиняться будущему великому ученому Галилею, студенту медицинского факультета университета в городе Пизе, в Италии. Однажды во время богослужения в Пизанском соборе Галилей обратил внимание на люстру, свисавшую с потолка на длинных цепочках. По-видимому, служители, зажигавшие в ней свечи, сделали это недостаточно осторожно, и тяжелая люстра медленно раскачивалась. Восемнадцатилетний Галилей не отличался усердием в молитвах. Его гораздо больше интересовали явления окружающей жизни. Он заметил происшествие с люстрой и следил за ее качаниями.
Наблюдательность, умение видеть в обычном необычное, в простом сложное составляет отличительную черту великих исследователей природы.
Тысячи, миллионы людей до Галилея видели, как раскачиваются люстры, лампады, качели, плотницкие отвесы и другие предметы, подвешенные на шнурках, веревках или цепочках. Но хотя это случалось наблюдать многим, никто до Галилея не заметил одной важной особенности качающихся предметов.
Галилей, приложив пальцы к пульсу, следил за все уменьшающимися размахами люстры. Удары сердца служили ему секундомером. Галилей проверял сделанное им открытие. Несмотря на свою простоту, оно казалось удивительным.
Еле дождавшись конца церковной службы, Галилей поспешил домой. Там он привязал ключ, гирьки разного веса и другие предметы к отрезкам нитки и стал их раскачивать.
Секундомером ему по-прежнему служил пульс. С его помощью Галилей устанавливал законы качания маятника.
Прежде всего он обратил внимание на то, что гирька на нитке качалась все тише и тише и ее размахи становились все короче и короче, однако время одного качания заметным образом не уменьшалось.
Затем оказалось, что если размахи не очень велики, то и сила толчка тоже не влияет на время качания.
Не важно также, каков вес маятника. И тяжелая и легкая гирьки, подвешенные на нитках равной длины, качаются одинаково.
Значит, время малых качаний не зависит ни от размаха маятника, ни от силы толчка, ни от веса груза. Оно зависит только от длины маятника: длинный маятник качается медленнее короткого, короткий — быстрее длинного.
Так было открыто замечательное свойство маятника.
Спустя несколько лет Галилей понял, что маятник — как раз тот прибор, который необходим для часовых механизмов. Он несравненно лучше билянца. Ведь билянц зависит и от силы толчка, и от величины размаха, и от собственной тяжести. Маятник свободен от этой зависимости и может служить прекрасным регулятором для часовых механизмов.
1582 год записан в истории науки как год изобретения маятника. Галилей рекомендовал врачам пользоваться маятником при измерении пульса больных и сам постоянно употреблял его для измерения времени при различных опытах и при астрономических наблюдениях.
Поглощенный научными вопросами, Галилей не стремился к решению технических задач. Он не пытался соединить маятник с шестереночным механизмом часов и построить настоящие маятниковые часы. Только в конце своей жизни он уделил часам внимание и нарисовал чертеж будущих часов. Этот чертеж уже после смерти Галилея нашел среди его бумаг ученик Галилея, Вивиани, и опубликовал его. По этому чертежу построил первые часы с маятником сын Галилея. Однако это изобретение прошло незамеченным и изобретателем часов долгое время считался голландский ученый Христиан Гюйгенс, который взял патент на часы с маятником 16 июня 1657 года.
Устройство механизма часов с маятником понятно из чертежа. К верхней части маятника прикреплена пластинка с двумя зубцами-лапками различной формы. Пластинка похожа на двухлопастный морской якорь; она и называется якорем.
Маятник качается, лапки якоря по очереди задерживают зубцы ходовой шестерни, пропуская их вперед по одному. Одновременно зубцы шестеренки нажимают на лапки, отталкивают их и тем заставляют маятник качаться.
Механизм часов с маятником.
Получается дружеское сотрудничество двух приборов. Барабан с гирей через набор шестеренок непрерывно подталкивают маятник, заставляя его качаться, а маятник, словно в благодарность за услугу, обеспечивает равномерную работу всего механизма.
Через систему шестерен, подобранных с определенным числом зубцов, движение барабана передается стрелкам, и стрелки движутся всегда одинаковыми, ровными «шажками».
Христиану Гюйгенсу принадлежит и другое важное изобретение. Он изобрел балансир — приборчик, который в карманных часах заменяет маятник.
Карманные часы существовали и раньше. Они, по-видимому, появились на свет в самом конце XV века, когда силу тяжести гири догадались заменить спиральной пружиной. Но в качестве регулятора хода в первых карманных часах применяли маленький билянц.
Точностью они, разумеется, не отличались. Изобретение Гюйгенсом балансира позволило создать прекрасные карманные часы, а впоследствии— секундомеры и точнейшее морские и авиационные хронометры.
Балансир карманных часов представляет собой колесико с тонкой спиральной пружинкой-волоском: время скручивания и раскручивания спиральной пружинки так же, как и качание маятника, зависит только от ее длины и размеров колесика. Но не следует называть балансир маятником. Между ними очень мало общего: маятник подчинен силе тяжести, а балансир своими свойствами обязан упругости стальной пружинки. Это совершенно разные приборы, — они только выполняют одинаковую роль.
13
Троицкая летопись.