Александрийские часовщики
В те времена, о которых идет речь, две тысячи лет тому назад, особенно славился производством водяных часов город Александрия в Египте.
Это был богатый торговый город. Говорили, что в Александрии можно найти все, кроме снега. Здесь, по-видимому, появились первые в мире мастерские часовщиков. Производство часов, которым раньше занимались только немногие ученые-изобретатели, перешло в руки ремесленников - часовых дел мастеров. Называли их тогда аутоматариями-клепсидрариями. Это название, которое не так-то легко произнести, означало: мастер самодействующих водяных часов - автоматических клепсидр.
Что же это за автоматические, или, по-русски, самодействующие клепсидры? Ведь те клепсидры, с которыми мы уже имели дело, были далеко не самодействующими. Возни с ними было достаточно.
Лет за двести до того как в Александрии появились первые лавки часовщиков, жил в этом городе изобретатель, которому удалось придумать новые, очень остроумно построенные водяные часы.
Звали его Ктезибий. Был он сыном парикмахера, но отцовское ремесло не пришлось ему по вкусу, и, вместо того чтобы брить бороды александрийским гражданам, он усердно занимался изучением наук, особенно механики.
Больше всего он интересовался машинами, в которых движущей силой была вода. Ведь силой пара и электричества тогда еще не умели пользоваться, и единственными механическими двигателями были вода и ветер. Падение воды заставляло работать колеса водяных мельниц, а ветер поворачивал крылья ветряных. И вот Ктезибию пришла в голову мысль: нельзя ли устроить такие водяные часы, которые работали бы сами собой, автоматические водяные часы?
Часы, которые устроил Ктезибий, были, пожалуй, хитроумней наших. Ведь и задача у него была гораздо сложнее. Надо было построить часы, которые заводились бы сами собой и которые показывали бы время правильно и зимой и летом. Не надо забывать, что длина часа изменялась тогда каждый день. Ктезибий должен был это принять в расчет.
Часы, которые Ктезибий поставил в храме Арсиноэ, нарисованы на картинке. Устроены они так.
На колонне обозначены римскими и арабскими цифрами часы. Римские цифры обозначают часы ночи, арабские - дня. Забавный циферблат, не правда ли? Не круглый, как у наших часов, а прямой.
Стрелку в этих часах заменяла палочка, которую держал в руках маленький крылатый мальчик, стоящий на трубочке.
Трубочка выдвигалась из часов сама собой и понемногу поднимала мальчика снизу до самого верха колонны. А вместе с мальчиком двигалась и стрелка - его палочка - и показывала время. Само собой разумеется, что мальчик поднимался снизу доверху ровно в двадцать четыре часа. После этого мальчик быстро падал вниз и затем снова начинал медленно подниматься вверх.
Но этого мало. Часы в те времена были в разное, время года разной величины. Поэтому на колонне был не один циферблат, а двенадцать - для каждого месяца свой. Колонна сама собой понемногу поворачивалась вокруг оси и подставляла под палочку мальчика как раз тот циферблат, который нужно.
Вы видите, что часы были очень хитроумные. Но вам нетрудно будет разобраться в их устройстве, если вы внимательно прочтете то, что я сейчас расскажу, и при этом не забудете о картинке, на которой нарисованы часы Ктезибия.
По другую сторону колонны стояла фигурка другого крылатого мальчика, который все время лил горькие слезы, горюя, по-видимому, о потерянном времени.
Вода попадала в него по трубке из водопровода, а выливалась в виде слез из глаз. Капля за каплей слезы мальчика падали к его ногам и отсюда по особой трубочке текли в узкую коробку, расположенную как раз под другим мальчиком. В этой коробке находился поплавок, сделанный из пробки, а на нем была укреплена та самая трубочка, на которой стоял мальчик с палочкой.
По мере того как вода в коробке накоплялась, поплавок поднимался, а вместе с ним и мальчик с палочкой. Когда мальчик поднимался доверху и конец палочки останавливался против цифры XII, вода из коробки быстро выливалась по коленчатой трубочке, сделанной в виде буквы Л, поплавок падал вниз, а вместе с ним и мальчик. Начинался новый день, и мальчик опять пускался в свое путешествие.
Снова вода приходила по трубке из водопровода и опять выливалась из коленчатой трубки.
Надо еще разобраться, как было устроено, что колонна сама вращалась вокруг оси.
Из коленчатой трубки вода выливалась на мельничное колесико, которое, вращаясь, заставляло вращаться насаженное на ту же самую ось маленькое зубчатое колесико, или, как говорят, шестеренку. Шестеренка своими зубцами захватывала зубцы другого колесика и заставляла его тоже вертеться. А это колесико, в свою очередь, вертело вторую шестеренку, а вторая шестеренка вертела второе зубчатое колесо. Так с помощью четырех зубчаток мельничное колесо заставляло вращаться ось, на которой была укреплена колонна.
Каждые двадцать четыре часа вода выливалась из коленчатой трубки, поворачивала немного мельничное колесико, а от этого поворачивалась немного и колонна. За год она делала полный оборот, и через год все начиналось сначала.
Как видите, это были вечные часы, и, для того чтобы они шли, достаточно было простого водопровода. Такая клепсидра вполне заслуживала название автоматической.
После Ктезибия стали делать еще более искусные и сложные часы. Сохранилась, например, картинка, на которой нарисованы водяные часы, снаружи ничем почти не отличающиеся от наших: с круглым циферблатом, вращающейся стрелкой и даже гирей. Только гиря эта была не тяжелая, как в наших часах, а легкая - из дерева. Она плавала, как поплавок, в маленьком бассейне, из которого все время вытекала струей вода. По мере того как уровень воды опускался, опускался и поплавок, приводя в движение механизм.
Часы из "Тысячи и одной ночи"
В то время как по берегам Средиземного моря - в Италии, Греции, Египте - жили образованные народы, почти вся Европа была населена полудикими, варварскими племенами.
Но время шло.
Понемногу изобретения, обычаи, порядки проникали с берегов Средиземного моря на север, в толщу отсталых народов.
Около семисот лет прошло со времен Ктезибия, прежде чем во Франции появилась первая клепсидра. Это были часы, присланные королем Италии Теодорихом соседу его и союзнику королю Бургундии Гондебо.
У короля Теодориха, который жил в прекрасном городе Равенне на севере Италии, был мудрый и ученый советник, по имени Боэций. Этот Боэций был, кроме того, искусным ме- хаником. По заказу короля он делал часы, которые показывали не только время, но и движение светил.
Услышав об этом, король Бургундии Гондебо, царствовавший в городе Лионе, приказал написать Теодориху письмо с просьбой прислать ему: 1) солнечные часы и 2) водяные часы, которые показывали бы и время и движение светил.
По приказу Теодориха Боэций изготовил весьма искусные часы, которые были посланы в Лион с письменным наставлением, как надо с ними обращаться.
Переписка Теодориха с Гондебо сохранилась до настоящих времен.
Водяные часы долго еще после этого продолжали считаться во Франции величайшей редкостью. Делать их здесь не умели. Изредка тот или другой король получал в подарок водяные часы из Италии или с Востока, где сохранилось еще часовое искусство.
Так, в 761 году король Пипин Короткий получил в подарок от папы римского водяные, или "ночные", как тогда говорили, часы. Но самыми удивительными были часы, которые халиф Гарун-аль-Рашид, властитель государства арабов, прислал из далекого Багдада в Аахен королю франков Карлу Великому.
О том и о другом сложено множество рассказов, песен, баллад.
Многие из нас увлекались сказками "Тысячи и одной ночи" и помнят халифа, который нередко переодевался в платье бедняка и бродил со своим визирем - главным министром- по улицам Багдада.
И вот этот самый Гарун-аль-Рашид прислал Карлу Великому водяные часы, которые были для того времени чудом искусства.
Друг и советник Карла Великого Эгингард так описывает эти часы:
"Абдала, посол персидского короля, и два иерусалимских монаха предстали перед императором. Монахи Георгий и Феликс поднесли Карлу несколько подарков от персидского короля и, между прочим, золоченые часы, изготовленные весьма искусно. Особый механизм, приводимый, в движение водой, указывал часы. Каждый час раздавался бой. Несколько медных шариков, а именно столько, сколько нужно, падало в медный таз, расположенный у подножия часов. Каждый час открывалась одна из двенадцати дверей, ведущих внутрь часов. В полдень из всех двенадцати дверей выезжало двенадцать маленьких рыцарей, которые закрывали за собой двери. Было здесь много других удивительных вещей, которые никогда еще не приходилось видеть нашим французам".
Огненные часы и огненные будильники
Водяные часы долго еще оставались во Франции, да и в других европейских странах, редкостью. Лет через триста после Карла Великого можно уже было найти кое-где в богатых монастырях и во дворцах князей клепсидры с боем. Но большая часть монастырей и почти все население деревень и городов по-прежнему обходились без часов.
Особенно трудно было жить без часов монахам. Восемь раз в сутки, через каждые три часа, колокола монастырей призывали монахов к молитве. За утренней молитвой шли молитвы первого церковного часа (по-нашему, 7-й, 8-й и 9-й час утра), потом третьего часа (по-нашему, 10-й, 11-й и 12-й час дня) и так далее, круглые сутки.
Ясно, что бедняге звонарю приходилось плохо. То и дело выглядывал он со своей колокольни, чтобы определить время по солнцу или по звездам. Но если солнца или звезд не было видно, приходилось ему поступать так, как поступал наш старый приятель монах Августин, - мерить время числом прочитанных псалмов.
Был, правда, и другой, лучший способ. Время определяли по количеству масла, сгоревшего в лампе, или воска в свече. Одно время "огненные часы" стали настолько употребительны, что на вопрос "сколько времени?" отвечали "одна свеча" или "две свечи". Ночь разделяли на три свечи, и сказать, что сейчас две свечи, было все равно что сказать: прошло две трети ночи. Были в ходу также лампы и свечи с делениями, которые служили для более точного отсчета часов.
Но масляные лампы того времени горели неровным, коптящим пламенем, свечи были неодинаковой толщины. Поэтому для измерения времени они не годились. С ними мирились потому, что других часов не было: на безрыбье и рак рыба. Некоторые монастырские уставы, не мудрствуя лукаво, попросту советовали звонарям прислушиваться ночью к пению петухов.
В Китае, говорят, и сейчас еще пользуются "огненными будильниками". Из опилок и смолы делают прутик, который кладут в небольшую лодочку. Поперек лодочки на нитке вешают два медных шарика. Один конец прута зажигают. Когда пламя доходит до нитки, она сгорает, и шарики со звоном падают в стоящую под лодочкой металлическую тарелку.
По церковным колоколам распределяли в Париже свой день горожане. Сапожники, обойщики, суконщики, позументщики кончали работу с первым ударом к вечерне.
Булочники пекли хлеб до заутрени. Плотники кончали работу с первым ударом большого колокола церкви Нотр-Дам. В восемь часов вечера летом и в семь часов зимой колокола давали сигнал: туши огонь. И все поспешно тушили лампы и свечи и ложились спать.
Любопытно, что в те времена, когда люди с таким трудом определяли время, когда ошибиться на целый час ничего не стоило, хитроумные мудрецы ломали голову над вопросом: на сколько частей следует разделить час? Один, например, предлагал разделить час так: 1 час = 4 долям = 15 частям = 40 моментам = 60 минутам = 22 560 атомам.
Другой с ним не соглашался и полагал, что час надо разделить таким образом: 1 час = 4 долям –40 моментам = - 480 унциям = 5640 минутам.
Разумеется, вся эта чепуха давно забыта. Только тогда, когда появились часы с гирями и маятником, стало возможно деление часа на части - на минуты и секунды.
Рассказ второй
По всем углам торчали фарфоровые пастушки, столовые часы работы славного Leroy, коробочки, рулетки, веера и разные дамские игрушки, изобретенные в конце минувшего столетия вместе с Монгольфьеровым шаром…
Пушкин, "Пиковая дама"
Добыча крестоносцев
Кто изобрел часы с гирями, неизвестно. По всей вероятности, первые такие часы были привезены с Востока завоевателями Палестины - крестоносцами. Как во времена Гарун-аль-Рашида, арабы все еще были искуснее и образованнее европейцев.
В суровых залах рыцарских замков, закопченных факелами, в которых ветер гулял, как в поле, появились роскошные турецкие ковры, шелковые ткани, пестрые чубуки, кривые сабли из дамасской узорной стали. А вместе со всей этой азиатской роскошью, быть может, были завезены и часы с гирями.
По крайней мере известно, что еще семьсот лет тому назад султан подарил своему другу императору Фридриху II искусно сделанные часы с гирями. Стоили эти часы пять тысяч дукатов - сумма огромная по тому времени.
Через пятьдесят лет после этого в одной из столиц Европы появились первые башенные часы. Король Эдуард I велел поставить большие часы на Вестминстерской башне в Лондоне, над зданием парламента. Это высокая четырехугольная башня с остроконечным куполом, которая возвышается над всеми окрестными зданиями, как великан над карликами.
Триста шестьдесят ступеней ведут наверх к Большому Тому - так прозвали англичане свои первые часы.
Четыре века подряд Большой Том без устали отбивал время.
В туманные лондонские дни старая башня, как маяк среди моря, рассылала во все стороны свои глухие тревожные сигналы.
Время идет: спешите, спешите, спешите!
И, прислушавшись к этому мрачному голосу, члены парламента, которые восседали внизу в своих париках и мантиях, быть может, откладывали в сторону гусиные перья и забывали на минуту о своих законах, налогах и пошлинах.
Потом место Большого Тома заняли другие часы - Большой Бен. Но о нем мы еще успеем поговорить дальше.
Вскоре после Лондона и в других городах Европы появились башенные часы.
Карл V, король Франции, выписал из Германии часового мастера Генриха де Вика, которому поручил поставить часы на башне королевского дворца в Париже. Восемь лет работал над постройкой часов немецкий мастер. За то, что он присматривал потом за часами, ему было положено жалованье - шесть су в день - и отведено помещение в той же башне, где, находились часы.
Через несколько лет другой мастер - на этот раз француз, Жан Жуванс, - построил часы для одного из королевских замков. На них имеется надпись:
Карл Пятый, король Франции, поставил меня с помощью Жана Жуванса в лето тысяча триста восьмидесятое.
Жан Жуванс и Генрих де Вик - вот немногие из первых часовщиков, имена которых дошли до нас.
Часы и колодец
Многим из нас в раннем детстве часы казались живыми. Прислушаешься - кажется, что в них бьется маленькое сердце, а откроешь крышку - глаза разбегаются от всего этого движения и мелькания множества колес и колесиков. Настоящая фабрика! И вся эта торопливая работа нужна только для того, чтобы передвигать двух маленьких лентяек - часовую и минутную стрелки, которые, на первый взгляд, и не думают двигаться.
На всякой фабрике есть двигатель - паровая машина, дизель или что-нибудь в этом роде, - который приводит в движение все рабочие машины. Должен быть такой двигатель и в часах - ведь не живые же они, в самом деле!
В наших часах двигатель - пружина.
В старинных часах двигателем была гиря. И сейчас еще таких часов достаточно.
Видали ли вы когда-нибудь колодец с воротом? Ворот - это вал, на который намотана веревка: один конец веревки прикреплен к вороту, а к другому привязано ведро. Вращая ворот за рукоятку, вы поднимаете ведро с водой. Но стоит вам упустить ведро, которое вы только что с трудом подняли, как оно стремглав полетит вниз, разматывая веревку и заставляя ворот и рукоятку с бешеной быстротой вращаться. Лучше вам в этот момент отойти подальше, не то рукоятка даст вам по рукам без всякой церемонии.
Возможно, что для изобретателя часов с гирей образцом послужил именно колодец с воротом. Ведро напоминает гирю, а вращающаяся рукоятка - стрелку.
Но в колодце упущенное ведро летит вниз с огромной, все увеличивающейся быстротой; рукоятка вращается так быстро, что невозможно и сосчитать ее обороты.
А в часах стрелки должны двигаться медленно. Даже секундная стрелка движется не очень быстро, а ведь нам не секунды нужно мерить, а часы. И потом - стрелка должна двигаться равномерно, а не так, как рукоятка ворота, которая чем дальше, тем больше расходится.
Вот в этом-то и вся трудность. Нужно было придумать такое приспособление, которое задерживало бы разматывание веревки и падение гири и, кроме того, делало бы вращение вала равномерным. Такое приспособление - регулятор, который регулирует, делает правильным ход часов, - есть во всех часах. Ведь и в пружинных часах регулятор необходим. Если натянутую, сжатую пружину отпустить, она развернется моментально, и часы сразу остановятся. Развертывание пружины тоже должно быть медленным и равномерным.