Древние изобретения

Как вычислить длительность года с помощью палки и нескольких камешков: обведите на земле площадку и укрепите вертикально колышек. Начиная утром, с конца лета, отмечайте с помощью гальки или любого другого маркера конец тени, отбрасываемой колышком. Сделайте в течение дня еще несколько отметок. Повторяйте этот процесс ежедневно. Кривая, полученная с помощью отметок, по мере прибывания дня будет постепенно удаляться от колышка, а затем начнет двигаться в обратную сторону. Эта тонка поворота (В) отмечает зимнее солнцестояние (самый короткий день года). Продолжайте строить кривые с помощью камешков, пока не будет достигнута другая точка обращения солнца (А), отмечающая летнее солнцестояние (самый длинный день в году). Подсчитайте число дней, которое укладывается на кривой при движении тени от А до В и обратно — их должно оказаться 365.

Сделав все это, гипотетический доисторический ученый мог затем экспериментально определить длительность года. Ежедневно с подъемом солнца колышек отбрасывал тень, конец которой до полудня постепенно перемещался к колышку, затем тень двигалась в другую сторону. Кривую, вычерчиваемую верхним концом катышка, отмечают на земле. По мере прохождения года эти кривые проходили как можно дальше от зимы (когда солнце отбрасывает самые длинные тени) и как можно ближе к лету (когда солнце стоит почти прямо над головой). Имея ряд подобных кривых (отмечаемых на земле камешками), терпеливый ученый доисторических времен мог легко подсчитать, что весь цикл (от самой короткой до самой длинной тени) занимает 365 дней. Он мог также точно определить, когда в году наступает самый длинный и самый короткий день (солнцестояния) и на какой день приходятся точки поворота между ними (равноденствия).

Этот сценарий недалек от истины. Совершенно естественно представить себе древнего человека, заинтригованного движением солнца по небу. Исследовать это явление древних людей вдохновляло простое наблюдение за тем, что деревья и шесты палаток отбрасывали зимой более длинные по сравнению с летом тени. В последующем эти наблюдения позволили египтянам изобрести первые хронометрические устройства (см. "Часы" в разделе Техника и технологии), а греческому географу Эратосфену точно определить окружность Земли (см. "Изготовление карт" в разделе Транспорт).

Кроме того, на очень раннем этапе истории человечество уже могло иметь точные знания как о лунных фазах, так и о продолжительности года, чтобы придумать удобный действующий календарь. Однако здесь-то и начинались настоящие трудности. Свойственная всем календарям проблема заключается в том, что наша на первый взгляд гармоничная солнечная система в действительности представляет собой абсолютную путаницу. Один оборот Земли вокруг своей оси означает один день, но 365 оборотов не равны времени, которое потребуется земному шару, чтобы пройти по орбите вокруг Солнца (то есть год). Это время составляет 365,242199 дня. Подобным же образом лунный месяц также не является круглой цифрой — он составляет 29,53059 дня. И в то время как, по грубому подсчету, в году 12 месяцев, они составляют всего 354,36706 дня — на 11 дней меньше, чем в солнечном году.

Стоит попытаться учесть все эти факторы в одной системе, и у вас заболит голова. Поэтому создание действующего календаря было одной из насущных проблем человечества.

Самый ранний календарь, о котором сохранилось письменное свидетельство, был изобретен шумерской цивилизацией Южного Ирака. Приблизительно к 3000 г. до н. э. шумеры придумали сравнительно простой календарь для двух сезонов (зимы и лета), делившийся на 12 месяцев по 29 или 30 дней каждый. Они регулировались по наблюдениям за луной; каждый новый месяц начинался вечером при исчезновении лунного серпа. Чтобы урегулировать разницу между сезонным и лунным годами, шумеры просто добавляли так называемый прибавленный месяц для согласования календаря с солнечным годом. Он вводился, когда нужно было, чтобы система совпадала с действительностью.