Водяные часы
Водяны́е часы́ (иначе клепси́дра или гидроло́гиум) — известный со времён ассиро-вавилонян прибор для измерения времени в виде цилиндрического сосуда с истекающей струёй воды. Был в употреблении до XVII века.
Устройство
Промежуток времени измерялся количеством воды, вытекшей капля за каплей из малого отверстия, сделанного на дне сосуда. Таковы были водяные часы египтян, вавилонян, древних греков. У китайцев, индусов и некоторых других народов Азии, наоборот, — пустой полушаровый сосуд плавал в большом бассейне и мало-помалу наполнялся водой через малое отверстие (героиня поэмы бросает жемчужину в чашу, чтобы замедлить движение воды). Часы первого типа подверглись значительным усовершенствованиям. Платон описывает механизм из двух конусов, входящих один в другой; при помощи их поддерживался приблизительно постоянный уровень воды в сосуде, и тем регулировалась скорость её вытекания. Полного развития подобные механизмы, т.н. клепсидры, получили в Александрии в III в. до н.э. Особенно знамениты клепсидры Ктезибия, учителя Герона. Устройство клепсидр, установленных в храме Арсиноэ, состояло в следующем.
| Клепсидра (водяные часы): а — внешний вид; б — разрез; 1 — трубка подачи воды из постороннего источника; 2 — фигура, из глаз которой вода капля за каплей равномерно поступает по трубке 3 в резервуар 4; 5 — пробка с укреплённой на ней фигурой 6, показывающей палочкой время на цилиндрическом циферблате 7; 8 — трубка сифона, по которой в конце суток вода вытекает из наполненного резервуара 4, поворачивая цилиндр 7 вокруг вертикальной оси на 1/365 часть окружности. |
При накоплении воды (см. рис.) в камере поплавок 5 с находящейся на нём фигурой 6, подымался и указывал час на колонне. Вода капала из глаз другой фигуры (2). По прошествии суток вода при помощи сифонного устройства 8 вытекала вон и вращала зубчатое колесо 7, а с ним и всю колонну. Полный оборот колонны происходил в год. Кривые «часовые» линии, начерченные на колонне были рассчитаны так, чтобы равномерное поднятие поплавка согласовалось с неравными дневными и ночными часами в различные времена года.
У греков и римлян были в большом ходу водяные часы самого простого устройства, так, например, ими определялась длина речей ораторов в суде. Первые водяные часы устроил в Риме Сципион Назика (157 г. до н.э.). Водяные часы Помпея славились украшениями из золота и каменьев. В VI в. н.э. славились ещё механизмы Боэтия, которые он устраивал для Теодориха. Затем, по-видимому, это искусство упало, так как папа Павел I послал Пипину Короткому водяные часы, как крайнюю редкость. Гарун-аль-Рашид прислал Карлу Великому в Ахен (809) водяные часы весьма сложного устройства (металлические шарики, выпадая, били часы). По-видимому, некий монах Расificus в IX веке начал подражать искусству арабов. В конце Χ в. прославился своими механизмами, тоже отчасти заимствованными от арабов, Герберт (папа Сильвестр II).
В средние века получили распространение водяные часы особого устройства, описанные в трактате монаха Александра. Барабан, разделённый стенками на несколько радиальных продольных камер, подвешивался за ось так, что он мог опускаться, развёртывая намотанные на ось верёвки, т.е. вращаясь. Вода в боковой камере давила в противоположную сторону и, переливаясь постепенно из одной камеры в другую через малые отверстия в стенках, замедляла разматывание верёвок настолько, что время измерялось этим разматыванием, т.е. опусканием барабана. Знамениты были ещё водяные часы Оронтия Финея и Кирхера, основанные на принципе сифона. Многие математики, в том числе в позднейшее время Галилей, Вариньон, Бернулли, решали задачу: «какова должна быть форма сосуда, чтобы вода вытекала вполне равномерно».
