Солнечные часы – один из старейших измерителей времени. Не имея других ресурсов, вы можете выйти на улицу (не в пасмурный день, конечно) – и получить приблизительное представление о времени суток, наблюдая за положением солнца в небе. Хранители времени в Древнем Египте и Шумере еще в 1500 году до нашей эры (и, вероятно, даже раньше) создали первые устройства для использования тени солнца, чтобы отслеживать течение времени.
Чаще всего используется узкий угловой объект, называемый гномоном, чтобы наложить тень на маркеры, указывающие время суток. Другие указывают время, позволяя свету солнца проходить через небольшую щель. Гномон иногда фиксируется или может быть перемещен для учета разных длин дней в разные сезоны. Солнечные часы XVII века в Куинз Колледже (Кембридж, Англия) могут использоваться как лунные. Они установлены в каменной стене и имеют так называемый лунный циферблат, который соединяет фазы Луны с ее текущим временем, определяемым по лунному свету, который помогает определить точное время ночью.
Изобретения для измерения и регулирования времени
Ранние изобретения заключались в том, чтобы разделить день или ночь на разные периоды для того, чтобы регулировать работу или ритуал, поэтому длительность периодов времени сильно варьировалась в разных культурах.
Маркированные свечи использовали для того, чтобы рассказать о времени в Китае с VI века. Для изготовления свечных часов древесную муку смешивали с благовониями, из которых лепили спиральные свечи, на них делали отметки, указывающие время. Огненные китайские часы могли работать месяцами без присмотра, часто при изготовлении свечных часов в фитиль подмешивали разные благовония, и время можно было определять по запаху: один час устройство издавало аромат сандала, другой час – жасмина, третий – эвкалипта…
Как и масляные лампы, свечи использовались для обозначения времени от одного события к другому, вместо того чтобы рассказывать о времени дня. Традиционные для Китая того времени свечные часы делали в форме дракона, в хребте которого находился специальный держатель для палочки. Такие часы использовали и как будильник: в определенных точках палочки подвешивали металлические шарики, при сгорании свечи они падали в фарфоровую вазу, издавая громкий звон.
Водяные часы известны человечеству со времен Древнего Египта. В водяных часах промежуток времени измерялся количеством воды, вытекавшей 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 полушаровидный сосуд плавал в большом бассейне и мало-помалу наполнялся водой через небольшое отверстие. Клепсидры – это водяные часы, измеряющие время по указателю, передвигаемому под давлением текущей воды внутри скрытого от глаз резервуара. Название сочетает греческие слова:
Для повышения точности водяных часов некоторые из них были механизированы, чтобы обеспечить постоянный поток воды, регулируя давление воды. Однако колебания температуры воды могут привести к различиям в течение 30 минут за день.
Некоторые водяные часы вызывали движение фигурок на причудливых дисплеях, в то время как другие звонили в колокола. Первый водяной будильник был построен Платоном в 427 году до нашей эры. В часах Платона вода отводилась в дополнительное судно, когда достигала определенного уровня, а дополнительное судно содержало трубку с узкой щелью. Когда вода проходила через трубку, она свистела, как вода в чайнике. Одни из самых сложных водных часов были спроектированы и построены мусульманским инженером Аль-Джазари в 1206 году – это были часы с водяным весом в форме большого азиатского слона.
Другие методы учета времени, основанные на устойчивом изменении в какой-либо естественной среде, включали часы ладана, песочные часы и часы с масляной лампой. Однако, как и у водяных, их точность все еще была ограничена.
По мере развития технологий выдувания стекла, с определенного времени в XIV веке стало возможным делать песочные часы. Первоначально их использовали в качестве меры в течение периодов времени, таких как лампы или свечи, но по мере того как часы становились более точными, их стали использовать для измерения разных периодов времени и определений продолжительности университетских лекций и даже периодов пыток.