Kitobni o'qish: «История часов. Эволюция от солнечных до водородных», sahifa 2
Цветочные часы
У растений, имеющих яркие и крупные лепестки венчиков, наиболее отчетливо проявляются суточные биоритмы Цветки таких растений раскрываются и открываются периодически на протяжении суток. Эту способность растений люди заметили очень давно. Для каждой местности должны составляться свои цветочные часы, так как время цветения в разных местностях происходят не в один и тот же час; оно либо запаздывает, либо наступает раньше. Чтобы составить цветочные часы, следует произвести многолетние наблюдения над множеством растений. Время цветочные часы показывают только в ясный солнечный день, в дождливую же или пасмурную погоду цветы обычно не раскрываются вовсе или открываются в другое время.
Поскольку у большинства растений ритм цветения совпадает с определенным временем суток, Карл Линней разработал так называемые цветочные часы на клумбе, сгруппировав растения по времени раскрывания и закрывания. Он посадил на нее цикорий, шиповник, одуванчик, картофель, ноготки и другие цветы. Первые такие часы были установлены в городе Уппсала в Швеции, который находится примерно на 60-м градусе северной широты.
Самыми известными были цветочные часы в Швейцарии и Японии. Самые большие – в Москве. Цветы являются помощниками для человека в определении времени.
Часы Карла Линнея. Первые природные часы появились в Древнем Риме. Они представляли собой прямоугольную цветочную клумбу, куда высаживались растения, зачастую совсем не сочетающиеся по цвету или форме. Зато цветки закрывались и распускались в определенное время суток. Эта особенность помогает им защищать пыльцу от дождя и холода, а также открываться именно тогда, когда различные существа прилетают к цветкам.
В середине XVIII столетия идея древних римлян была доработана шведским ученым-ботаником Карлом Линнеем в Уппсале.
В 1755 году знаменитый шведский естествоиспытатель Карл Линней использовал этот феномен. Этот выдающийся ученый написал научный трактат «Сон растений». Карл Линней всю свою жизнь посвятил систематизации растений. Много лет наблюдал за растениями и обратил внимание на то, что растения можно сгруппировать по особому признаку – времени раскрытия и закрытия цветков, хотя в ночное время цветы закрыты, а с восходом солнца они открывают свои венчики. Карл Линней посадил в своем саду цветы-часы. На круглой клумбе он расположил растения в соответствии с временем. На этой цветочной клумбе росли цикорий и шиповник, одуванчик и картофель, ноготки и многие другие цветы. Ученый расположил насаждения по кругу в виде секторов. Растения, посаженные на каждом последующем секторе, распускались спустя час после предыдущего. С учетом того, что цветы на первом секторе распускались около 4 часов утра, данная конструкция позволяла определить время суток с точностью до часа.
Карл Линней мог определить время, увидев, какие цветки раскрыты. Даже при пасмурной погоде можно было точно определить время, если нет при себе часов.
Сад Карла Линнея стал очень популярен. Люди всех возрастов были заворожены необычным зрелищем раскрытия цветков в точно указанное время. С тех пор подобные клумбы стали высаживаться на городских улицах и приусадебных участках в качестве интересного украшения.
Цветочные часы в Женеве. Особенность цветочных часов в Женеве в том, что в их работе, кроме обычных механизмов, используются естественные биоритмы растений. Проще говоря, точное время на циферблате (кстати, диаметр цветочных часов в Женеве более пяти метров) показывают не только стрелки, но и растения. Для этого цветы в клумбах высаживаются в том порядке, в каком они распускаются, согласно своим биологическим часам. Конечно, все эти изменения происходят не ежесекундно, но понаблюдать за природными явлениями и работой механизмов все же очень интересно.
Над созданием цветочных часов работал не только ученый, трудиться пришлось садовникам, дизайнерам, флористам. Элементы дизайна и садоводства, являются настоящим символом часовой промышленности Швейцарии.
Цветочные часы в Женеве бесперебойно работают вот уже почти 60 лет. За состоянием часовых механизмов (они установлены под землей) следят швейцарские мастера, а цветы каждую ночь обновляет группа флористов. Этой замечательной достопримечательностью Женева обязана именитому ученому Карлу Линнею, который всю жизнь занимался изучением жизни цветов и создал первые в мире часы из растений. Идею Линнея воплотили в Женеве в 1903 году, а в середине 1950-х годов цветочные часы заменили на новые, которые по сей день радуют туристов в Английском парке.
Самые большие в мире цветочные часы в Москве. В 2001 году в Москве на Поклонной горе созданы часы из цветов. Россия покорила мир размерами цветочных часов. Диаметр их циферблата десять метров. Эти часы на 2001 год имели самый большой циферблат и были необыкновенной красоты. Они были занесены в Книгу рекордов Гиннеса.
Часы очень красивые. На цветочных часах высажено 7000 цветов. Часы имеют разный вид весной и летом, но всегда остаются очень красивыми.
Весной они оформлены розовой, белой, синей, желтой фиалкой Виттрока (анютины глазки).
Летом высаживается бегония вечно цветущая розового, белого и красного цветов.
Под цветочным циферблатом находится механизм, приводящий в движение стрелки. Часы имеют подсветку в ночное время. В настоящее время в Москве к 1 Мая традиционно появляются цветочные часы из анютиных глазок.
Цветочные часы Санкт-Петербурга. В 2003 году город Санкт-Петербург отмечал очень важную дату – 300 лет со дня основания города. К этой дате города Женева подарила цветочные часы. Они очень похожи на цветочные часы, созданные в Английском парке Женевы. Подаренные Женевой цветочные часы находятся в Александровском парке. Они очень красивые. Петербуржцы гордятся ими, часто бывают в этом месте, фотографируются, назначают свидания.
Цветочные часы на своем участке. Чтобы составить цветочные часы, следует произвести многолетние наблюдения над множеством растений и выбрать из них такие, цветение которых совершается в наиболее определённое время.
Необходимо найти открытую площадку, не загораживаемую от солнца. На выбранное пространство не должна падать тень от деревьев или построек.
Далее формируется циферблат. Площадка разбивается на 12 секторов и заполняется почвой. Каждый сектор можно отделить нецветущими многолетними растениями либо галькой.
Циферблат необходимо обособить от окружающих насаждений и газона. Для этого можно засыпать его камушками или гравием, окружить декоративным ограждением.
В каждую грядку-сектор высаживается рассада с учетом временного промежутка цветения. Цветы соседствующих секторов необходимо подбирать контрастного цвета.
Если для какого-либо сектора не получится выбрать раскрывающееся растение, его можно заполнить травой для газонов. Она будет удачно контрастировать с другими цветущими насаждениями.
Стоит предупредить, что создание цветочных часов – дело непростое. Зато чрезвычайно занимательное и познавательное. Особенно интересно их делать вместе с детьми, преподнося им наглядные примеры законов небесной механики и солнечной астрономии. Клумба-часы вряд ли будет особенно декоративна, так как для нее используют в основном дикорастущие виды растений, а они достаточно невзрачны. Но в отличие от культурных имеют свое индивидуальное расписание. Кроме того, время раскрытия и закрытия цветков у одних и тех же видов зависит от географической широты местности, погодных условий и естественной освещенности. Поэтому, выбирая их, необходимо тщательно выверить хронометраж. Обойдите окрестности с наручными часами и отметьте, у каких растений в вашей местности и в какое время цветки раскрываются и закрываются.
Пение птиц и время
Все живые организмы подчиняются суточному ритму, источником которого является вращение Земли. Жизнь животных связана с суточными и сезонными, приливно-отливными и годовыми ритмами. У многих животных есть внутренние ритмы или биологические часы. Птицы пробуждаются в разное время суток, и поэтому могут быть своего рода ориентирами во времени.
• Лесной жаворонок. Лесной жаворонок просыпается раньше всех и начинает свою песню. Он начинает петь в 1 час ночи. Живет в западной Европе.
• Соловей начинает петь в 2 часа. Пение очень звучное. Живет в Евразии, а зимует в Африке. Песня состоит из повторяющихся свистов и щелканий. Его песня состоит из нескольких колен. Каждое колено песни может повторяться несколько раз. Число колен до 12.
• Малиновка. Малиновка, или зорянка, начинает петь одной из первых птиц на заре. Ранним утром, в 2–3 часа, начинается ее «теньканье» и трескотня в лиственном, смешанном лесу и парках. Она селится чаще ближе к сырым местам. Малиновка одна из первых птиц возвращается в северные края.
• Жаворонок полевой. Просыпается полевой жаворонок в 2–3 часа.
• Горихвостка. Просыпается в 2–3 часа. Горихвостка водится в парках, садах, культурных ландшафтах. Ее пение напоминают громкую хриплую трель.
• Перепел. Начинает петь в 3 часа. Голос самца-перепела – ваваканье трижды, а затем «пить-пиль-пить». Самки «тю-рю-рюкают».
• Иволга. Иволга начинает петь в 3 часа. Она обитает в Евразии. Пение напоминает мелодичный свист. Он напоминает звук флейты. Песня иволги «фиу-лиу-ли» или «фитиу-лиу».
• Кукушка. Начинает свою песню в 3 часа. Самцы поют известную песню «ку-ку-ку», а затем переходит в глуховатый хохот. Самки более молчаливы. Ее трель «кли-кли-кли».
• Зяблик. Начинает петь в 4 часа. Песня начинается свистовыми звуками, затем трель с росчерком. Песня длится 2–3 секунды. После паузы в 10 секунд она начинается снова.
• Овсянка начинает петь в 4 часа. Голос не очень громкий, мелодичный. Ее песня «зинь-зинь-зинь-зии-циик». Когда поет, садится на самую верхушку.
• Щегол просыпается в 4 часа. Он исполняет 20 вариантов различных трелей.
• Крапивник начинает петь каждый день в 6 утра, независимо от восхода солнца, который смещается ежедневно на четыре с лишним минуты. Песня похожа на соловьиную. В песне звучные флейтовые тоны, несколько трелей с сухим треском.
• Скворец начинает петь в 4–5 часов утра.
• Петух кричит три раза. В прежние времена по петухам определяли время по утрам. В первый раз он кричит после полуночи, затем в два часа пополуночи, и в последний раз рано утром, примерно в начале пятого.
• Трясогузка просыпается в 5 утра.
• Воробей слишком поздно начинает свою песню. Он начинает петь в 6 часов утра. Пение – чириканье.
• Панамский тинаму. Тинаму заводит свою песню каждые три часа, как днем, так и ночью. Такой режим пения у него круглый год. Панамцы его называют трехчасовиком. У этой птицы существуют какие-то свои биологические ритмы.
Рыбы и время
У рыб имеются светочувствительные клетки, так называемый «третий глаз». Он к зрению не имеет никакого отношения. В полярных широтах рыба реагирует на свет с такой же способностью.
У рыб вся жизнь идет в соответствии со временем суток. Рыбы в суточном и сезонном режиме почти не ошибаются. Одни рыбы активны днем, другие в сумерки, третьи ночью. По клеву рыб можно определить время суток. Все рыбы очень сильно зависят от положения солнца и имеют свой четкий график, которому всегда следуют.
В зависимости от времени суток клев рыбы изменяется таким образом:
• Карась всегда прекращает клев за пятнадцать минут до восхода солнца.
• Карп может клевать около часа после восхода солнца.
• Щука, лещ и окунь клюют именно в утреннее время.
• Ерш и белый амур клюют днем.
• Карась, судак, линь и язь – активны от семи вечера до девяти.
• Щука, сом, жерех и форель – клюют ночью.
История солнечных часов
Типы солнечных часов
Различают солнечные часы экваториальные, горизонтальные, вертикальные (если плоскость циферблата вертикальна и направлена с запада на восток). Строились также утренние или вечерние (плоскость вертикальна, с севера на юг), конические, шаровые, цилиндрические солнечные часы, в зависимости от фантазии творца.
Экваториальные солнечные часы состоят из кадрана (плоскость с часовыми делениями) и гномона. Часовые деления на кадран наносятся через равные угловые промежутки, как на циферблате обыкновенных часов, а гномон обычно представляет собой металлический стержень, устанавливаемый на кадране перпендикулярно его поверхности. Затем кадран ориентируется в горизонтальной плоскости так, чтобы прямая, соединяющая основание гномона и часовое деление, соответствующее полудню, была направлена параллельно полуденной линии в сторону юга – для Северного полушария, или в сторону севера – для Южного полушария, и наклоняется относительно плоскости горизонта, соответственно, в сторону севера или сторону юга на угол α=90°-φ, где φ – географическая широта места установки солнечных часов. Кадран будет параллелен небесному экватору (отсюда – название этого типа солнечных часов), а поскольку небесная сфера в течение дня вращается равномерно, то и тень от гномона за любой час дня будет описывать равные углы (поэтому часовые деления и проводятся так же, как на циферблате обычных часов).
Главный недостаток экваториальных солнечных часов – то, что они, в отличие от горизонтальных, будут работать только от дня весеннего равноденствия до дня осеннего равноденствия (в Северном полушарии весеннее равноденствие – в марте, осеннее – в сентябре, в Южном полушарии весеннее равноденствие – в сентябре, осеннее – в марте). В остальную часть года они работать не будут, поскольку Солнце будет находиться по другую сторону от плоскости небесного экватора, и вся верхняя поверхность кадрана будет в тени.
Конечно, этот недостаток можно устранить, если сделать кадран в виде пластины, нанести часовые деления и на верхнюю, и на нижнюю поверхность, а гномон продолжить под пластину, но и тогда в дни, близкие к дню весеннего или осеннего равноденствия солнечные часы не будут работать – Солнце будет светить на пластину не сверху и не снизу, а сбоку.
Горизонтальные солнечные часы, так же как и экваториальные, состоят из кадрана и гномона. Однако в данном случае кадран устанавливается параллельно плоскости горизонта. Чаще всего гномон представляет собой треугольник, перпендикулярный плоскости кадрана, а одна из его сторон наклонена к ней на угол, равный географической широте места установки часов. Линия пересечения гномона и кадрана направляется параллельно полуденной линии – линии, вдоль которой в данном месте направлена тень вертикального стержня в истинный полдень.
Сохранились горизонтальные солнечные часы в городе Перт, Австралия, с характерными для Южного полушария особенностями: тень в полдень – на юге, а Солнце – на севере; видимый путь Солнца по небосводу проходит справа налево, поэтому нумерация часов идёт против часовой стрелки.
Равные угловые промежутки (t=15°) между соседними часовыми делениями, как на циферблате обычных часов, и перпендикулярность гномона кадрану являются основными преимуществами экваториальных солнечных часов над горизонтальными и вертикальными.
Вертикальные солнечные часы обычно размещают на стенах зданий и различных строений. Поэтому их кадран вертикален – перпендикулярен плоскости горизонта, но может быть повёрнут в различные стороны. От стороны, в которую повёрнут кадран, зависит расположение часовых делений на кадране. Симметричными относительно полуденного деления они будут лишь при кадра-не, обращённом строго на юг (географический, не магнитный) – в северном полушарии, или на север – в южном полушарии, иными словами – при кадране, перпендикулярном полуденной линии. Для так направленного кадрана гномон должен лежать в плоскости небесного меридиана, иными словами – быть перпендикулярным как плоскости кадрана, так и плоскости горизонта, а одна из его сторон должна быть параллельной земной оси, откуда следует, что она должна составлять с плоскостью кадрана угол, равный 90°– I, где I – широта места установки. Формула для угла наклона часовых линий к полуденному делению выводится аналогично горизонтальным часам – из рассмотрения прямоугольного сферического треугольника, образованного кругом склонения Солнца, плоскостью кадрана и плоскостью небесного меридиана.
В Московском планетарии установлены вертикальные солнечные часы, показывающие время и дату. Это редкая конструкция солнечных часов, в которых гномон, указывающий на Полярную звезду, нижним концом соединен с диоптром. Световое отверстие в виде Солнца с короной отбрасывает зайчик на вертикальный щит-циферблат, на поверхности которого нанесена система дат и часов. Плоскость часов ориентирована в направлении запад – восток.
Сверху вниз по стенду идет веер прямых линий, размеряющих часы и минуты, а по горизонтали – пучок гипербол, вдоль которых тень от Солнца скользит в разные месяцы на разной высоте. Солнечный зайчик одновременно указывает время суток и время года.
Хорошо видно, что в день летнего солнцестояния, когда Солнце отдаляется максимально высоко от небесного экватора и достигает тропика Рака, зайчик ходит по нижней кромке координатной сетки. В дни весеннего и осеннего равноденствий солнечный круг пройдет по средней горизонтальной линии, по экватору. А зимой зайчик будет ходить по верхам.
Конические солнечные часы. В античной Греции добились значительных успехов в астрономии и математике. Конические солнечные часы были изобретены на основе теории конических сечений Аполлония.
Суть конических часов состоит в том, что ось вогнутого сегмента конуса находится параллельно Земной оси. Конус направлен туда же, куда и горизонтальный гномон.
На основной, направленной на юг, стороне солнечных часов имелся циферблат, расположенный перпендикулярно конусной оси и параллельно экватору. Через разделенные на 12 равных частей дуги были проведены часовые линии.
Падающая тень пересекала эти дуги, и по точкам пересечения можно было узнать, который час. Несколько конических солнечных часов сейчас хранятся в Лувре.
Плоские солнечные часы появились в результате усовершенствования конических. Такие часы с вертикальным циферблатом устанавливали на башне, чтобы по ним можно было издалека видеть, который час. Так появились первые солнечные башенные часы. В Афинах на башне Ветров находятся едва ли не самые древние вертикальные солнечные часы, сохранившиеся до наших дней. Вообще, эта башня сама по себе уникальна уже тем, что является первой метеорологической станцией. На крыше был расположен флюгер, в ней самой находились водяные часы, на фасаде – первые солнечные башенные часы.
Солнечные портативные часы. Интересны солнечные кольцевые часы, один из вариантов дорожных, – они одновременно служили и в качестве декоративной подвески. Главной их частью было латунное кольцо диаметром несколько сантиметров, сопряженное с другим подвижным кольцом, снабженным отверстием для солнечного луча. На внешней поверхности главного кольца гравировали начальные буквы месяцев, а против них, на внутренней поверхности, находилась часовая шкала. Перед измерением надо было повернуть меньшее колечко так, чтобы отверстие для луча лежало у наименования нужного месяца. Для измерения времени часы выставляли так, чтобы солнечный луч проходил через отверстие и указывал час на шкале. Первое описание таких часов – в виде перстня с печатью – содержится в книге врача Боне, изданной в Париже в 1500 году.
Одной из самых популярных разновидностей солнечных дорожных часов были так называемые пластинчатые часы. Первые экземпляры появились в Европе в 1451–1463 годах. Обычно они состояли из двух, иногда из трех одинаковых по величине четырехгранных прямоугольных пластинок, соединенных подвесками, причем в нижней пластинке обязательно должен был находиться компас.
В XVI веке в России появились западноевропейские портативные солнечные часы. На 1980 год в советских музеях было семь таких часов. Самые ранние из них относятся к 1556 году и хранятся в Эрмитаже, они были предназначены для ношения на шее и представляют собой горизонтальные солнечные часы с секторным гномоном для указания времени, компасом для ориентации часов в направлении север – юг и отвесом на гномоне для придания часам горизонтального положения. Все эти элементы установлены на плате, которая может отклоняться от горизонтального положения, обеспечивая возможность использования часов не на одной, а в интервале широт: 47–57°.
Солнечные часы-посох для паломника. Имеется описание деревянных восьмигранных палок длиной 160 см, с металлическим острием и с вырезанными часовыми шкалами. Это солнечные часы (ашадах), которыми пользовались в Средние века индийские паломники. В ручке такой палки просверливали обычно четыре сквозных отверстия, в которые над шкалой для соответствующего месяца вдвигался стержень длиной около 15 см так, чтобы его острие при вертикальном положении палки отбрасывало тень на шкалу. На палке должно было быть 12 шкал. Поскольку для дней, удаленных от солнцестояния на одинаковое время, действовали одинаковые условия, то достаточно было иметь 8 шкал. Наименование «ашадах» эти часы получили по тому сезону (июнь – июль), в котором совершались паломничества.
