100 великих технических достижений древности

В начале II века н. э. придворный астроном и выдающийся картограф, математик, поэт, художник и изобретатель Чжан Хэн предложил императорскому двору уникальное устройство, которое он назвал «флюгер, предвещающий землетрясения». Чжан Хэн утверждал, что его прибор мог определять место землетрясения на расстоянии. Это и был сейсмограф.

Его механизм находился в бочковидном футляре. В верхней его части были установлены восемь голов драконов, в пастях которых размещались бронзовые шары. И когда начиналось землетрясение, шар из пасти дракона падал в открытый рот бронзовой лягушки, которая находилась внизу. Резкий звук от удара свидетельствовал о подземном толчке, происшедшем в месте, противоположном падению шара. Например, если шар выпал из пасти мифической рептилии с западной части прибора, значит, беды нужно было ждать на востоке…

В первое время придворные отнеслись с явным недоверием к изобретению Чжан Хэна. И только случай помог рассеять их скептицизм. А произошло следующее: «Однажды один из драконов уронил шар из пасти, хотя подземного толчка никто не почувствовал. Ученые в столице были удивлены этим. Однако через несколько дней прибыл гонец и привез вести о землетрясении в Лунси (это в 400 милях к северо-западу от столицы). После этого все признали волшебную силу механизма. И в обязанности служащих Управления по астрономии и летосчислению вменялась регистрация места землетрясения».

А все-таки как же работал древний сейсмограф? В большинстве старинных хроник отмечается, что внутри прибора находилась «центральная колонна, которая перемещалась по восьми направляющим пазам и управляла закрывающим и открывающим механизмом». И хотя в наше время исследователи называли различные варианты, но в целом они пришли к общему выводу, что «центральная колонна» – эта главный элемент механизма. И, скорее всего, она представляла собой подвижный маятник с тяжелой чашкой сверху, которая реагировала на ударные волны, распространявшиеся от очага землетрясения. Естественно, максимальные удары маятника приходились вдоль азимута на очаг землетрясения. По шарикам, обнаруживаемым в лягушках, определялось направление, откуда пришли волны землетрясения.

Сейсмоскоп Чжан Хэна

Кстати, древний китайский сейсмограф – это не только научное изобретение, но одновременно и философский, и художественный артефакт. Так, драконы и лягушки в его конструкции являются символом времени. Соответственно, драконы – это Инь, а лягушки – Ян. А взаимодействие между ними символизирует равновесие между «верхом» и «низом». Таким образом, Чжан Хэн не забыл в свое изобретение внести традиционные верования.

Несмотря на то что со времени изобретения Чжан Хэном сейсмографа прошли многие сотни лет, однако китайские и зарубежные специалисты, которые исследовали труды Чжан Хэна, смогли воссоздать его изобретение. А испытания подтвердили, что сейсмограф древнего китайца в состоянии зафиксировать землетрясение с точностью, которая почти не уступает современному оборудованию.

Так, в 1939 году Имамура Акитсуна из Токийского университета сделал модель, которая работала следующим образом: ударная волна, возникшая при подземном толчке, приводила в движение маятник, наклоняя его так, что острие в верхней части могло войти в любой из восьми пазов, окружавших модель. В них, в свою очередь, располагались скользящие устройства, ведущие в пасти драконов. Когда острие заходило в один из пазов, из него выталкивалось скользящее устройство, которое выпихивало шар из пасти дракона.

Первые часы

Время человек стал измерять давно – вероятно, на заре своей истории. Скорее всего, сначала в качестве своеобразных средств измерения времени служили природные явления, периодически повторявшиеся: например, времена года, сутки, подразделявшиеся на утро, день, полдень, вечер и ночь. Постепенно способы измерения времени совершенствовались. Так, люди стали подсчитывать количество прошедших суток. Для этих целей стали применять бечевки или ремешки с узелками или дощечки с зарубками. Делая такие метки, человек мог подсчитать количество минувших суток или суток до какого-либо ожидаемого события.

Именно смена дня и ночи, или сутки, издревле являлась единицей измерения сравнительно небольших интервалов времени. А приблизительно 4000 лет назад египтяне изобрели звездные часовые карты, пользуясь которыми можно было определить время ночью, наблюдая за подъемом звезд.

А положение Солнца на небосводе служило той часовой стрелкой, с помощью которой люди определяли время в светлый период суток. И как раз-то движение Солнца подтолкнуло творческий ум человека к изобретению солнечных часов, которые появились около 5000 лет назад. В Древней Греции они получили название «гномон».

Принцип их работы основан на перемещении тени от неподвижного вертикального предмета в течение дня. Тень в этом случае выполняет функцию стрелки, которая указывает на определенные деления на циферблате, обозначающими время суток. Перемещение же стрелки-тени соответствует суточному вращению Земли.