1000 сногсшибательных фактов из истории вещей

А вот Гюйгенс не только блистательно разрешил непростую задачу, но и вывел строгий закон, безукоризненно описывающий колебательные движения любого маятника. Если мы заглянем в потаенное щелкающее нутро гюйгенсовых часов, то не увидим практически ничего нового: тот же самый убогий набор шестеренок и зубчатых передач, что и в неподъемных башенных чудищах минувших эпох. Увесистая гиря тоже никуда не делась – она по-прежнему неторопливо сползает вниз, обеспечивая слаженную работу всего механизма. Единственное отличие – это бойкий маятник, равномерно шагающий взад-вперед, и загадочное приспособление в форме качающейся вилки, оседлавшей ходовое колесо. Эта назойливая вилка, то и дело тормозящая его бег, называется анкером, что в буквальном переводе с немецкого означает «якорь». Послушаем М. Ильина: «Положим, сейчас левый крючок якоря застрял между зубцами ходового колеса. На мгновение оно остановится. Но сейчас же гиря сделает свое дело и заставит ходовое колесо оттолкнуть от себя крючок, который ему мешает. От этого толчка крючок поднимется и пропустит один зубец колеса. Но от этого же толчка маятник качнется влево, а правый крючок якоря опустится и опять застопорит ходовое колесо».

Одним словом, механика этого щебечущего устройства проста как правда. А поскольку маятниковые эволюции абсолютно предсказуемы, не зависят от амплитуды и всегда укладываются в один и тот же временной отрезок, не составит большого труда подобрать длину нити таким образом, чтобы маятник совершал одно колебание, скажем, за две секунды, то есть с ежесекундным размахом взад и вперед. И тогда мы будем иметь надежный прибор, совершающий некие действия строго регулярно – с интервалом точно в одну секунду. Забегая немного вперед, отметим на всякий случай, что температурные перепады могут оказывать существенное влияние на длину маятниковой подвески, поэтому в особо точных часах применяются специальные сплавы, минимизирующие эту помеху. Остается ответить на сакраментальный вопрос, каким образом ходовое колесо, которое вертится довольно быстро, умудряется крутить вальяжную часовую стрелку столь неспешно, что она только за двенадцать часов кое-как успевает обогнуть сравнительно небольшой циферблат. Удивляться тут совершенно нечему, ибо наука умеет много гитик: если чуточную шестеренку о шести зубцах состыковать с большим колесом, у которого их насчитывается 72 штуки, то последнее будет вращаться в 12 раз медленнее маленькой, но верткой фитюльки. Иными словами, элементарная система зубчатых передач, оснащенная неутомимым маятником и якорной вилкой, всегда позволит отрегулировать ход любого часового механизма.

Однако Христиан Гюйгенс не ограничился ревизией стационарного хронометра, но догадался придумать маятник и для карманных часов. Он соединил пружину Петера Генлейна с осью увесистого маховичка в виде колесика с поперечной перекладиной. Эту деталь механизма карманных часов принято называть балансиром. Балансир сидит на вертикальной оси и равномерно покачивается взад-вперед. Когда пружина скручивается в тугую спираль, она тут же начинает проявлять свои упругие свойства, ибо действие равно противодействию. Если бы не увесистое колесо, она бы просто раскрутилась – и делу конец, но тяжелый маховик сразу остановить невозможно. Он продолжает двигаться по инерции и закручивает пружину снова – на этот раз в противоположную сторону. Скукоженная пружина опять норовит выпрямиться в полный рост, и колесо нехотя и со скрипом уступает насилию. А чтобы трение не остановило колебательный процесс досрочно, между маховичком и ходовым колесом, передающим движение на стрелку, беспрестанно снует наш старый знакомец – анкер. М. Ильин: «При каждом колебании балансира соединенный с ним анкер задерживает ходовое колесико то одним, то другим зубцом. А ходовое колесико, в свою очередь, отталкивает анкер и заставляет его качаться, а вместе с ним и балансир». Другими словами, маховик-балансир в тесном союзе с упругой пружиной и анкерной передачей играет роль маятника в карманных часах.