А. Левин — часы из топора

• Часы из пластмассы
• В чем секрет «Славы»?
• Физический фейерверк
• Ответы на головоломки, напечатанные в № 2.
• Батарейка тоньше бумаги

В мудрой русской народной сказке хитроумному солдату удалось сварить щи… из топора. Однако получилось все не благодаря топору… А вот то, что из топора можно сделать самые настоящие солнечные часы и что подобными часами пользовались в средние века, — известно доподлинно.

Представьте себе большой пень с круглым горизонтальным срезом, ясную звездную ночь и, конечно, топор. Встав спиной к Полярной звезде, нужно было вогнать лезвие топора в середину пня. Затем направить топорище на Полярную звезду. Провести под топорищем риску — это полуденная линия часов. Ровно в полдень по местному времени тень от топорища совпадет с этой риской. А если использовать пень как циферблат — тут уже и в самом деле как будто недалеко до часов… .

Конечно, в наши дни солнечные часы не очень нужны. Почти у каждого есть механические, а кое у кого и электронные — их даже и заводить не нужно. И все-таки… Представьте себе такую ситуацию: забрели вы в лес, а наручных часов как на грех ни у кого с собой нет. На небе светит солнышко. Если уметь им пользоваться, можно не только время определить, но и сориентироваться на местности. Кроме того, разве не интересно узнать, как определяли время в глубокую старину, когда никаких наручных или карманных часов и в помине не было? Давайте посмотрим, какими часами пользовались наши соотечественники сотни лет назад.

Перед нами треугольный кусок дерева с отвесом, найденный примерно сто лет назад в Ярославской губернии. В середине треугольника — большое круглое отверстие. Неужели это часы? Да, представьте себе, часы. Ими пользовались русские пастухи по крайней мере три столетия назад, а то и намного раньше.

Часы имеют форму равнобедренного треугольника с углом ПРИ вершине 47°. Этот угол, разумеется, не случаен. 47°: 2 = *= 23°30′. А эта величина хорошо известна каждому, кто хоть немного знаком с астрономией. + 23°30′ — максимальное склонение Солнца в течение года. А минимальное равно —23 30′. Разница между ними вновь даст те же 47°..

К сожалению, у нас нет возможности приводить все астрономические вычисления и рассуждения, обосновывающие конструкцию часов. Tfc из вас, кому это интересно, сами разберутся в этом, используя учебник по астрономии и постоянную часть астрономического календаря. А мы обратим внимание на другое. Мы сказали, что этими часами пользовались на Руси простые пастухи. Люди не то что неученые — неграмотные. И вдруг оказывается, что в основе конструкции пастушеских часов лежат довольно сложные научные истины, которые и в наши-то дни не постигнешь без вдумчивого упорного труда. Удивительно?

Конечно, никакого чуда здесь нет. Пастухи не знали астрономии и все-таки смогли сделать эти часы, основываясь на многовековой практике, на наблюдениях, передававшихся в народе из поколения в поколение. Примеры таких «умных вещей» можно найти во многих музеях, а может быть, они есть и у вас дома. Будьте внимательны к старым вещам. Как и старые люди, они могут рассказать многое.

Однако вернемся к нашим треугольным часам, вернее, к их изображению (к сожалению, ни один «живой» экземпляр этих часов не дошел до наших дней). Слева на ребре треугольника видно маленькое сквозное отверстие (точка «а»), а внутри круга напротив этой точки нанесена отметка «б» — так, что прямая аб проходит через центр круга. Мы еще ничего не сказали о том, как выбирали на треугольнике место для отверстия а. Разумеется, это было не безразлично. Правило для нахождения его центра было такое: угол между прямой аОб и основанием треугольника равен углу между полуденным положением Солнца и горизонтом в дни равноденствия.

У основания треугольника видны два параллельных ряда отверстий: 9 в нижнём и 8 в верхнем. Это своеобразная шкала. Сейчас мы увидим, как она работает. Привесим к вершине треугольника отвес и попытаемся определить по этим часам время. Делается это следующим образом. Наводим часы на Солнце отверстием а — так, чтобы на отметку б упал солнечный зайчик. Ясно, что при этом отвес займет определенное положение относительно отверстий, зависящее от времени дня. Если Солнце только что взошло, отвес пройдет очень близко к ребру А. Дальше… впрочем, процитируем то, что сказано .в старом журнале, где мы нашли сообщение об этих часах.

«По мере того как будет подниматься Солнце, при наблюдении надо будет последовательно поднимать и отверстие а, вместе с чем будет изменяться и положение отвеса, который постепенно будет двигаться слева вправо; проходя по нижнему ряду точек, которых всего девять, он будет указывать утренние часы дня: последняя точка направо покажет 11 часов утра, в полдень отвес перейдет на ребро Б, а отверстие а достигнет высшего положения. Затем, по мере понижения Солнца, отверстие а начнет опускаться, а отвес будет указывать послеобеденные часы, проходя по верхнему ряду точек, ко уже справа налево; первая точка будет означать час пополудни, вторая 2 часа и т. д., последняя — 8 вечера, а при закате Солнца отвес снова ляжет вдоль ребра А».

Надо думать, если бы мы сего дня решили воспользоваться подобными часами, шкалу для них можно было бы сделать удобнее и точнее, чем на старинном образце. Как? Это мы, пожалуй, оставим на ваше усмотрение. Точнее всего показания часов будут в июне, когда Солнце стоит выше всего над горизонтом. Если в июне ребро Б служит отметкой времени полудня, то в другие месяцы ее придется сместить на одну точку нижнего ряда влево (для мая и июля), на две точки (для апреля и августа) и т. д.: так мы учтем уменьшение долготы солнечного дня.

А вот другой вариант тех же солнечных часов. Разница лишь в том, что изготовлены они из меди и найдены чуть южнее — во Владимирской губернии (произошло это до революции). На первый взгляд у этих двух «хронометров» нет ничего общего. В самом деле, где тут треугольник, где круглое отверстие, где «шкала»? Если посмотреть внимательнее — все это есть. Вместо круглого отверстия — круглая чашечка сверху, с таким же маленьким отверстием для солнечного луча и отметкой для «зайчика». Роль шкалы играют два лимба с буквами. Вверху на чашечке — крючок для отвеса. Остальное — скорее всего «для красоты».

Существуют предположения, что те и другие часы могли служить также и календарем…

Автор следующей конструкции солнечных часов нам известен. Как сообщал журнал «Известия русского астрономического общества», были они «проектированы и построены священником 17-й артиллерийской бригады Д. П. Мудролюбовым», Вот они, на следующем рисунке. На неподвижном основании установлена вертикаль/чая металлическая скоба с натянутой на ней тонкой проволокой. Перпендикулярно скобе в ее середине приварена дуга в Уз окружности. Вся эта система может вращаться вокруг вертикальной оси и в плоскости скобы. На дуге (она служит лимбом) нанесена часовая шкала: в центре (точке пересечения дуги со Скобой) -— полуденное деление (12 часов), влево отложены дополуденные часы (11, 10, 9, 8, 7, 6), вправо — послеполуденные (13, 14, 15 и т. д.). Цена часового деления — V24 часть окружности (15°). Почему так — на этот раз должно быть вам ясно без особых зкскурсов в астрономию.

Но как же заставить эти часы показать время? Интересно, что Для начала нужно дождаться… ясной звездной ночи. Рамку с лимбом следует зафиксировать в таком положении, чтобы натянутая на рамке проволока была направлена на Полярную звезду, а отвес, подвешенный к середине проволоки, указывал точно на полуденное деление. Теперь в солнечный день тень от проволоки укажет на лимбе час дня, а если прибор имеет достаточные размеры, точность его показания может быть очень высока. Единственное замечание: истинный астрономический полдень соответствует 12 часам только на экваторе. Во всех других случаях он зависит от широты места. Например, на широте Москвы астрономический полдень соответствует приблизительно 12 часам 30 минутам. Так что необходимо ввести, соответствующую поправку. Не забудьте также о декретном и сезонном времени.

Не правда ли, эти часы очень похожи на древние, с которых мы начали свой рассказ? И неудивительно: новое — это хорошо забытое старое.

И последнее — может быть, самое неожиданное во всем нашем рассказе. Знаете ли вы, что самые простые и надежные солнечные часы (да заодно и компас) — это — вы сами? Сейчас мы это докажем. Пусть утром вы пошли в лес по ягоды, за день ушли очень далеко и теперь, когда дело к вечеру, не уверены, верной ли дорогой возвращаетесь к дому. Не сомневаемся, что вам известно немало способов, как выйти из такого затруднения. Но вот еще один. Вспомните, видели ли вы свою тень, когда входили поутру в лес. (Как правило, человек обращает внимание на свою тень, так что эта деталь вряд ли ускользнет от вас). Если до полудня ваша тень то и дело попадалась вам на глаза, значит, теперь возвращаясь домой, вам следует идти так, чтобы тень вновь была впереди: ведь солнце за день успело перейти на запад. И наоборот, если утром вы не видели своей тени, — после полудня, если вы хотите поспеть к ужину, надо идти все время от своей тени. Конечно, такая ориентировка очень приблизительна, и все же в большинстве случаев она выручает заблудившегося путника.

Посмотрите на рисунок. На нем изображены солнечные часы, которыми пользовались древнеримские легионеры. Найден этот каменный циферблат в западногерманском городе Висбадене. По периметру круга — надписи по- гречески, обозначающие страны света, а в середине — замысловатая фигура в форме двусторонней секиры древнеримского ликтора (охранника). Ученым пока еще не вполне ясно, как отсчитывалось по этим часам время. Вероятно, у часов были еще какие-то части. Время не сохранило их…

А. ЛЕВИН,

действительный член Всесоюзного астрономо-геодезического общества при АН СССР

Рисунки С. ЗАВАЛОВА

Ют №7 1984 год |