История спички

Было время, когда человек не умел добывать огня. А после того, как он научился это делать, прошло много времени, пока он смог добывать огонь легко. Сейчас мы можем зажечь огонь без затруднения, — достаточно иметь спичку. Но мы должны помнить, что спичка — удивительное изобретение. Прошли тысячелетия, прежде чем человек научился ее изготовлять!

Природа сама познакомила человека с огнем: огонь вулкана зажег близлежащий лес, или молния впервые прожгла огнем дерево, и оно загорелось. Долгое время существовал лишь такой «естественный огонь», так как человек не умел извлекать огонь искусственно.

Первый способ получения огня состоял в том, что человек брал сухой прут и зажигал его от естественного огня. Такой зажженный факел он нес домой, чтобы зажечь «очаг». Добытый с такими хлопотами огонь человек старался поддержать как можно дольше. Но несмотря на все старания, огонь часто угасал, — от внезапного порыва ветра, от дождя и т. п. Поэтому часто приходилось вновь прибегать к пруту, зажигать его от «естественного огня», который, однако, не всегда был к услугам человека.

Наконец, человеку удалось изобрести способ добывать огонь, не прибегая к «естественному огню». Первобытный человек на опыте при обработке дерева заметил, что если тереть друг о друга два сухих куска дерева, они могут сильно нагреться, даже загореться.

Но все же это еще были очень несовершенные способы получения огня. Дерево, употребляемое при этом методе, должно было быть очень сухим, процесс трения требовал большой затраты работы и большого терпения. Часто проходили часы, прежде чем удавалось получить искру. Но у первобытного человека было много свободного времени.

Спустя некоторое время было открыто, что целесообразнее помещать конец палки в отверстие, приводя ее во вращение. Быстрое верчение создает углубление, в котором лучше сохраняется то тепло, которое образуется при трении, и притом тепло сосредоточивается в небольшом пространстве.

Рис. 100. Австралиец, добывающий огонь.

Сначала вращение палки производили руками, но скоро научились прибегать к веревочке: конец палки служит как бы дриллем, в то время как другой конец человек держит между зубами. Такой способ добычи огня употребляют многие малокультурные народы Африки и Австралии и в наши дни.

Дальнейший шаг в истории добывания огня был сделан, когда открыли, что искра может быть получена путем удара камня о кусок железной руды. Если искры будут падать на маленькие кусочки сухого мха или на угольный порошок, то такой «трут» загорится.

Однако, кусочки мха при этом будут только тлеть, но не дадут пламени. Если же мы положим кусок дерева и, будем дуть, последнее загорится и даст огонь. Пламя получится особенно скоро, если кусочек дерева обмазать серой. Этот способ требует меньшей затраты работы и времени для получения пламени, чем способ трения.

В музеях истории культуры можно видеть много образцов таких орудий для получения огня при помощи удара. В ящичке или в мешочке находится кусок стали, кремень и трут. При ударе кремня о железо выскакивают искры, при помощи которых можно заставить трут тлеть. О такой тлеющий трут можно зажечь папиросу. Чтобы получить огонь, не раздувая, к тлеющему труту приближали «серные спички», которые воспламенялись.

Рис. 101. Прибор для добывания огня у эскимосов.

Рис. 102. Старинный прибор для добывания огня: кусок стали, кремень и круглая коробка для трута. Рядом — пачка серных спичек.

Однако зажечь такую спичку было довольно хлопотливо. С развитием химии в начале XIX столетия появился новый метод получения огня — «химический метод». Еще французский ученый Бертолле заметил, что, если капнуть серной кислоты в смесь хлорноватистокислого калия, образуется пламя. Впервые этим воспользовались в Вене. Брали серные спички, употреблявшиеся при предыдущем способе, погружали их в серную кислоту, а затем в смесь хлорноватистокислого калия. Спичка воспламенялась. Здесь не было трения. Вещества соединялись химически, порождая огонь. Мы имеем здесь чисто химический способ добывания огня.

Это венское открытие привело к новой спичке — химической.

Такие спички стоили очень дорого: сотня — около 10 рублей! В этом был их главный недостаток. Кроме того, часто, когда спичка погружалась в кислоту, она лишь дымилась, производила брызги, портила и платье и самый состав. Поэтому такие спички не могли вытеснить старого способа, кремневого.

В 1832 г. англичанин Самуэль Джонс взял патент на чрезвычайно любопытные спички. Это были тоже — «химические спички». Конец их был намазан смесью серы, бертолетовой соли и сахара, а к концу был привязан маленький стеклянный шарик с серной кислотой. Чтобы зажечь эту спичку, шарик разбивали, и спичка воспламенялась.

Рис. 103. Коллекция старинных приборов для добывания огня: в центре — кожаная табакерка с мешком (слева) для кремня и трута. Кругом нее — образцы сумочек с зажигательными приборами и перочинные ножи с кусками стали для добывания искр.

В наше время спичка зажигается от трения. Поэтому такую спичку можно назвать химико-механической спичкой.

Есть основание считать изобретателем спички Джона Уокера. Его способ состоял в том, что он погружал спичку в серу, бертолетовую соль или сернистую сурьму и затем заставлял их воспламеняться при трении о стекловидную бумагу. Таким образом Уокер открыл впервые спичку, походящую на ту, которой мы пользуемся теперь. Хотя спички Уокера и не требовали серной кислоты, они были плохого качества: воспламенялись лишь при сильном трении и разбрасывали огонь по всем направлениям.

Из всех спичек, предшествовавших современным, наибольшим успехом пользовались фосфорные. Изобретателем их является Камерер, которому в 1833 г. удалось составить массу, легко воспламеняющуюся при трении о шероховатую поверхность. Изобретением этим воспользовались венские фабриканты Ромер и Прешель, которые и стали впервые изготовлять такие спички фабричным путем. Производство этих спичек происходило при ужасных условиях; наблюдалась огромная смертность среди рабочих и особая «фосфорная болезнь», выражающаяся в распухании десен и челюстей.

Фосфорные спички неудобны были тем, что очень легко воспламенялись. Если такую спичку уронить на пол или наступить на нее, то она может воспламениться. Мыши очень часто оказывались причиной пожара только потому, что грызли лакомые для них спички. Вполне понятно, что очень давно делались попытки заменить фосфор другим веществом.

Так называемые «безопасные спички» изобретены сравнительно недавно. Эти спички не содержат фосфора. Фосфор, смешанный с песком, имеется только на одной из сторон коробки. Новые спички оказались настолько удачными, что совершенно вытеснили фосфорные. В настоящее время во многих государствах употребление фосфорных спичек законом запрещено.

Изобретение «безопасных спичек» — последнее событие в истории добывания огня. Эти спички изобретены в Швеции в 1866 г., почему они и известны под именем «шведских».

 

Борьба за свет

Борьба человека с темнотой началась с факела, который впервые зажегся еще в пещере — жилище первобытного человека. Первый факел представлял собой горящую с одного конца палку или сук и напоминал ту лучину, которой пользуются наши крестьяне еще и теперь кое-где в глухих углах.

В Московском Историческом музее можно видеть — «светцы», служившие русскому крестьянину в XVII веке для укрепления такой горящей лучины.

В средние века лучина была единственным источником света даже в замках. Сколько хлопот было с таким способом освещения!

Большой шаг вперед был сделан, когда человек догадался к лучине примешивать смолистые или маслянистые вещества; такая лучина горела дольше и ярче.

Прибегали и к иному способу: кусок воска или сала завертывали в сухие листья. Получалось нечто вроде свечи.

Когда впервые появились свечи? Уже древние римляне в эпоху империи пользовались восковыми и сальными свечами с фитилем из пакли. Но не следует думать, что эти свечи горели так же хорошо, как наши. Тогда не знали еще способа фабрикации свеч посредством форм.

Рис. 104. Римская лампа I века нашей эры, найденная в Помпее.

Вот почему в древнем Риме были более распространены глиняные лампы, приспособленные для медленного сожжения масла и не требовавшие за собой столько ухода, как свечи.

Римская лампа в эпоху империи приняла довольно любопытную форму. Она напоминала собой чайник: фитиль помещался в носике, а масло наливалось через находящееся в середине резервуара отверстие, которое при горении закрывалось. Такая лампа иногда имела больше десяти носиков и тогда представляла довольно сильный источник света. Подобные «канделябры» хранятся сейчас в одном из музеев Италии. Ими пользовались этруски примерно 2500 лет тому назад.

Рис. 105. Эскиз ламповой трубы (для тяги) Леонардо да Винчи (1500 г.).

Как видите, лампа — довольно древнее изобретение. Разумеется, римская лампа по тому, как она горела, имела мало общего с нашей. Она издавала неприятный запах и так коптела, что покрывала стены и мебель слоем сажи. Попробуйте не надевать на нашу керосиновую лампу стекла, когда ее зажигаете, и вы поймете, какую копоть испускала древне-римская лампа.

Как ни странно, но техника освещения сделала крупные. успехи только в XIX столетии. Наши прадеды жили при очень плохом освещении.

Свечи вытеснили коптящие лампы, когда были изобретены нитяные фитили, т. е. в XV в.; тогда начали фабриковать так называемые «маканные свечи».

Производство таких свечей довольно ясно представлено на рисунке, взятом из одной книги XVIII в.

Рис. 106. Мастерская «маканных свеч» (из книги 1699 г.).

Здесь показано, как 27 фитилей одновременно погружаются в растопленное сало, которое помощник мастера предварительно растопил на печке. Растопленное сало не должно быть особенно горячим, — иначе оно будет стекать со светильника, — но и не слишком холодным, так как в этом случае сало будет приставать кусками.

«Отливать свечи» в жестяные формы догадались лишь в конце XVII столетия. Когда «литые свечи» получили распространение среди населения, о коптящих лампах на время забыли.

Огромным событием в истории освещения было появление в 1784 г. лампы Арганда. Арганд — швейцарец по происхождению, но жил в Лондоне. Чтобы понять, в чем заключалось его изобретение, спросим себя, как происходит горение современной керосиновой лампы.

Надеть на пламя железную трубку для улучшения горения лампы догадался еще Леонардо да Винчи. Наше ламповое стекло— видоизменение Леонардовой железной трубы и служит для тяги, а также защищает пламя от порывов ветра. Оно играет здесь ту же роль, что печная труба в печке: создает тягу. Теперь обратите внимание на горелку. Вы видите в ней отверстия. Они служат для тяги: через эти отверстия воздух подходит к фитилю и создает горение керосина без копоти.

До Арганда фитиль лампы не получал притока свежего воздуха. Арганд улучшил фитиль, сделав его тонким и круглым, и, создав тягу, заставил керосиновый фитиль сгорать целиком. Лампа перестала коптеть.

Рис. 107. Лампа Арганда (1784 г.). Масло поступало из резервуара (направо) в горелку со стеклом (налево).

После Арганда производство ламп все более улучшалось: за первые пятьдесят лет XIX столетия оно сделало больше успехов, чем за 2000 лет.

Скажем теперь о газовом освещении или о «лампах без фитиля». Собственно и в лампе и в свече горит газ, а не твердое или жидкое вещества: пламя нагревает горючее, которое поднимается к нему по фитилю и превращается в газ; сгорая, он и дает свет. При газовом освещении, которое применил впервые Мёрдок в 1802 г. на заводе Уатта в Англии, горит так называемый «светильный газ».

Работникам английских копей еще в XVII в. было известно, что из трещин каменноугольных пластов поднимается газ, который после воспламенения горит светящимся пламенем. Этот газ получается также при изготовлении кокса из каменного угля (путем сухой перегонки) для выплавки чугуна. Однако, образующийся светильный газ долгое время выпускали, как ненужный побочный продукт, или же сжигали — для забавы.

Мёрдок — рабочий завода Уатта, — первый догадался употребить этот газ на освещение. Балтимор был первым городом в Америке, который осветился газом. Это было в 1821 г.

Остается рассказать о последнем событии в истории лампы, когда она сделалась электрической.

Изобретателем ее считается Эдисон. О своих первых шагах по электрическому освещению этот изобретатель рассказывает следующее.

«На Рождество 1879 г. я осветил свою лабораторию, свою контору, два или три дома на расстоянии 1/5 мили от динамомашины и около 20 уличных фонарей. Под Новый Год съехалось более 3000 посетителей, чтобы видеть собственными глазами новое освещение».

Таким образом в 1929 г. лампочке Эдисона исполнилось 50 лет!

Лампочка Эдисона — чрезвычайно проста по своему устройству. В безвоздушном пространстве накаливается угольная нить, т. е. используется свойство электрического тока нагревать провода.

Сейчас нам светят уже лампочки «не эдисоновские», не «угольные лампочки», но удивительно хорошо разработанная канализация тока Эдисона осталась та же, что и 50 лет тому назад.

Итак: факел, свеча, лампа, газ, наконец, электрическая лампочка — вот ступени развития источников света. Раньше: кусок дерева тускло горел и наполнял пещеру первобытного человека дымом и копотью. Теперь: достаточно повернуть выключатель, — и дом наполнится светом, соперничающим с дневным, без сажи или запаха.

 

Прошлое печки

Огонь сам научил человека тому, что им можно пользоваться. Стоя около горящего дерева, зажегшегося от молнии, и чувствуя приятную теплоту пламени, первобытный человек понял, что жар костра представляет некоторые удобства.

А когда огонь, опустошивший лес, изжарил застигнутых там зверей, человек понял, что огонь можно применять и для улучшения качества пищи: жареное мясо — мягче, вкуснее и лучше сохраняется.

Открытие, что, отломив загоревшийся сук, можно с ним, как с «факелом», бежать к себе домой, чтобы устроить у себя «очаг» — одно из замечательных открытий, когда-либо сделанных. Человек овладел огнем!

Огонь был так приятен, что можно было мириться с дымом в жилище. Впрочем, наш предок догадался сделать отверстие в крыше своего жилища для выхода этого дыма. Так родилась печь.

Первобытная печь была «весь дом»: пол был очагом, а крыша с отверстием — дымоходом. Мы в праве сказать, что было время, когда люди жили в печке.

В такой печке человек стал жарить и варить. Разумеется, невозможно указать, кто изобрел вертел, чтобы лучше жарить мясо. Первоначальные приспособления для приготовления пищи были очень просты и состояли в том, что пламя непосредственно касалось приготовляемого кушанья. Сначала вертел был деревянным, потом, когда человек научился плавить металлы, вертел стал железным или бронзовым.

Для варки пищи нужно иметь «сосуд». Кувшин для хранения воды — одна из первой «посуды», которая вошла в инвентарь первобытной кухни. Вместо чашек и стаканов человеку сперва служили раковины и рога животных. Глиняная и металлическая посуда вошла в обиход потому, что роговая, костяная и деревянная не годны для варки пищи.

Какова дальнейшая история печки? Древние египтяне, греки, даже, пожалуй, и римляне не умели хорошо отапливать свои Дома. У древних народов, культуру которых мы восприняли, была довольно примитивная печь: костер на полу (очаг) и отверстие в крыше.

Одной из составных частей древне-римского дома был так называемый «атрий», — по-русски — «черное место»(«атер» — черный), т. е. закоптелое от дыма очага место.

Атрий был центром домашней жизни древнего римлянина и находился в главной части дома. Никаких печей в современном смысле слова в то время не было. Была одна «закоптелая комната» — черная от сажи и дыма.

Когда мы вспоминаем об удивительном уменьем римских инженеров строить дороги, мосты, акведуки, амфитеатры и пр., то не верится, чтобы этот «очаг» — основа римской жизни, был так плохо устроен.

У древних народов, живших на береге Средиземного моря, есть оправдание, почему они не делали успехов в отоплении: климат был на столько мягок, что люди редко нуждались в огне для согревания домов. Исключение составляла разве северная Италия. Может быть здесь-то и зародилась жаровня — переносная римская печка, которая распространена и сейчас в ряде южных стран, в Испании, Крыму.

Рис. 108. Римская грелка.

Для жаровень приготовлялось специальное топливо: вымачивался в воде свежий хворост, чтобы навлечь на него древесные соки, а затем сильно высушивался, даже обугливался. Такой «уголь» позволял по словам поэта Горация, —

Чтобы достигнуть лучшего эффекта, угольям этой переносной печки давали сперва прогореть вне дома и вносили затем в комнату.

Римляне являются изобретателями также «центральных бань» — горячих помещений для мытья с центральным отоплением.

Рисунок 109 изображает в разрезе одну из таких бань, или «терм».

Рис. 109. Римские бани в эпоху империи.

В Риме «термы» соответствовали нашим клубам: здесь были залы для философских бесед, картинные галлереи, библиотека, комнаты для игр и физических упражнений и, наконец, горячие бани. Римские бани замечательны тем, что топка находилась у них внизу и при помощи труб различные комнаты горячим воздухом нагревались до разной температуры.

Помимо отопления бань, хорошая печка нужна была древним римлянам еще потому, что в эпоху расцвета римской империи римляне сделались любителями вкусно поесть.

У римского повара была трудная задача: изысканные кушанья надо было подать в горячем виде. Это достигалось благодаря особым «печам-термосам». Представьте себе цилиндрический шкап, обложенный горячими угольями; внутри такого переносного горячего шкапа и приносились эти соуса или горячее вино.

Наступившие с распадом Римской империи средние века ничего не внесли нового в историю печки.

Рис. 110. Кухня бюргера XVI века. (Из календаря 1518 г.)

В течение нескольких столетий во всех странах Европы очаг помещался, как прежде, на полу в центре комнаты, а дым выходил через отверстие в крыше. Об изобретении камина в Англии существует рассказ, будто бы в период завоевания Англии норманнами (в 1066 г.) многие битвы происходили на крышах крепостей, и дым, выходивший из отверстия крыш, мешал сражаться солдатам. Тогда-то и догадались перенести очаг из центра пола к наружной стене, а дым отводить по трубе, вделанной в эту стену.

Так, будто бы, был изобретен «дымоход». Сначала длина его была не больше одного-двух метров. Но скоро обнаружили, что тяга возрастает с длиной дымохода, и стали строить его по диагонали.

Но камин с точки зрения расхода топлива — не экономичен в сравнении с печкой, так как много тепла уходит в трубу.

Изобретение печи, сложенной посреди комнаты, тепло которой передается всей комнате, следует считать важным событием в истории печки. Такая печь носит название голландской.

Рис. 111. Старинная печь в стиле «Ампир» (г. Кострома).

Трудно сказать, когда появилась впервые такая печь. В одном из музеев Германии я видел голландскую печь в готическом стиле, постройку которой относят к XV в. В том же музее можно проследить изменение формы этих печей в связи с развитием стилей. Печь в готическом стиле сменилась печью в стиле барокко, затем печью в стиле рококо, ампир и т. д. Но по существу это была все та же «голландская печь».

Чтобы закончить историю печи, остается рассказать о «центральном отоплении». Здесь надо было бы излагать отдельно историю парового, духового, водяного отоплений. За недостатком места скажу лишь несколько слов только о паровом отоплении. Этот род отопления предложен был впервые Куком в 1745 г., но на практике паровое отопление было применено Уаттом, одним из творцов паровой машины. Он отапливал паром в 1784 г. свою рабочую комнату. Однако, патент на такое отопление был взят впервые в Англии в 1791 г. Джоном Хойлем.

 

История резины

Резина, как известно, делается из сока особого американского дерева — каучука.

До Колумба в Европе не подозревали о существовании «резины». Колумб в описании своего второго путешествия в 1493 г. в открытый им «Новый Свет» рассказывает, что туземцы островов Гаити имеют обыкновение играть в «мячи», приготовленные из высушенного сока какого-то растения. Но что это за растение, Колумб не знал.

Поехавшие вслед за Колумбом другие путешественники также упоминают о каучуковых мячах и даже указывают, что они получаются из смолистого сока «дерева Уле» (индейское название дерева, из которого добывают каучук).

В одной из таких книг не только описывается добыча сока из «дерева Уле» и способ его обработки, но даже указывается, что испанцы покрывают им свои плащи, чтобы сделать их непромокаемыми. Там же говорится также, что этот замечательный сок при отвердевании не пропускает воды, размягчается под действием солнечных лучей, очень упруг…

Новое вещество по названию того дерева, из которого оно добывается («сифониа каучук»), стало называться «каучуком».

Примерно 200 лет назад в Европе не было ни одного кусочка каучука. Первый образец его привез в Европу математик Лакондамин в 1751 г. Он же и дал впервые описание этого нового вещества, которое играет сейчас такую огромную роль в нашей промышленности. Лакондамин назвал его «гуммиластиком» («гумми-эластикум»). Отсюда другое название каучука — «ластик».

Рис. 112. Французский математик Лакондамин, привезший в Европу каучук.

Первое время не знали, что делать с этим «гуммиластиком». Английский химик Пристли впервые (в 1770 г.) указал, что каучуком можно стирать написанное карандашом. И долгое время это было единственное полезное применение каучука. Он проник в школы.

В 1825 г. англичанин Мэкентош применил гуммиластик для выделки непромокаемых тканей, и прорезиненные плащи до сих пор еще называются «мэкентошами».

Резиновые изделия XIX века, однако, имели существенный недостаток: на холоду зимой они делались твердыми и неэластичными, в сильную жару летом, наоборот, размягчались и становились липкими. Поэтому целым событием в истории каучука было открытие — «вулканизации» — особой его обработки, при которой каучук соединяется с серой и вследствие этого приобретает способность не подвергаться изменениям при повышении или понижении температуры. В этом и заключается изобретение американца Гудира. Изделия из вулканизированного каучука скоро появились на рынках всего мира и стали называться «резиновыми».

Благодаря изобретению резины получили распространение резиновые калоши. Еще в 1751 г. французский инженер Френо, познакомившись в Кайенне с каучуком, сделал себе из него обувь. Он был первым европейцем, надевшим калоши.

В 1802 г. английский сапожник Рилли начал выпускать резиновую обувь. Однако, только после того, как была открыта вулканизация каучука, резиновая обувь вошла в употребление.

Другое применение каучука — резиновые шины — впервые появились на велосипеде в 1865 г. Это были жесткие шины.

Такие же шины были на первых автомобилях Бенца и Даймлера (1886 г.). Дутые шины, без которых нельзя себе представить современный автомобиль, изобретены Денлопом в 1890 г.

Рис. 113. Первое колесо с дутыми шинами Денлопа.

Интересны подробности открытия дутых шин. Денлоп по профессии был ветеринаром и никогда не предполагал, что сделается фабрикантом дутых шин, которые будут давать ему огромный доход. Изобретение было сделано случайно. Он построил своему маленькому сыну велосипед. Так как тот жаловался на толчки при езде на машине, то отец взял резиновую кишку, при помощи которой поливали сад, наполнил ее воздухом, перевязал оба конца и укрепил на ободе. Затем Денлоп обмотал кишку бинтом, служащим для перевязки животных. В таком виде маленький Денлоп ездил по улицам Дублина. Может быть, дутые шины долго не получили бы распространения, если бы маленького Денлопа случайно не встретил велосипедист, из любопытства подошедший ближе. Его замечания дали мальчику понять, что здесь сделано важное изобретение, на которое можно взять патент. Сын рассказал об этом отцу, и тот поспешил взять патент. На основании этого патента Денлоп скоро сделался основателем одного из самых больших заводов резиновых шин. Это изобретение оказало на резиновую промышленность огромное влияние. Если в 1840 г. общий вывоз каучука был около 400 тысяч килограммов, то в 1890 году он меряется уже миллионами, а в 1905 г. добыча каучука достигает 30 миллионов килограммов!

Неудивительно, что уже в 90-х годах начались попытки получить искусственный каучук. Это и было сделано впервые англичанином Тильден в 1892 г.

В заключение несколько слов еще об одном недавнем (1925) изобретении в области резиновой промышленности, сделанном американцем Шеппардом. Ему удалось, прибегая к электролизу, резинировать такие вещества, как дерево, хлопчатобумажные и шерстяные ткани, подобно тому как мы серебрим или никелируем медные вещи.

 

История часов

Говорят, началом человеческой культуры надо считать тот момент, когда человек стал делать попытки измерять время. У первобытного человека, как и у современного дикаря, не было часов. И можно, пожалуй, даже сказать, что народ или нация тем культурнее, чем больше они ценят время.

В наше время часы представляют собой довольно сложный механизм. Между тем первые часы — предок всех существующих на свете часов — были чрезвычайно просты по устройству. Это был вертикальный шест, поставленный на открытом месте; по величине отбрасываемой им тени можно было судить о времени дня.

Древние греки называли такой прибор — «гномоном». Это были солнечные часы простейшего устройства.

«Гномон» впервые появился в древней Греции. В 547 г. до нашей эры греческий философ Анаксимандр соорудил такие часы в Спарте. Это были в то же время первые «городские часы». Тень от такого вертикально поставленного стержня в течение дня описывает угол, величина которого меняется в зависимости от времени года: летом он больше, зимой — меньше. Для каждого месяца, даже дня нужны для данного города особые циферблаты; часы, годные для одного города, не будут верно показывать время в другом месте. Поэтому следует признать большим достижением установку шеста не вертикально, а «по оси мира», т. е. по направлению к Полярной звезде; циферблат при этом сделали подвижным.

Такие «солнечные часы» можно сделать и карманными и большими общественными. Древние общественные солнечные часы изображены на рисунке.

Рис. 114. Солнечные часы в Индии.

Главная их часть — вертикальная стена с лестницей. Стена направлена прямо на юг, и потому в полдень не отбрасывает тени на другую стену, поставленную к первой под прямым углом и ограниченную полукругом. До и после полудня тень падает на западную и восточную часть этой дуги. Размеры этой дуги довольно значительны — около 6 м, а высота всего сооружения — 18 м. Благодаря такой большой высоте уже через минуту можно было заметить смещение тени.

Солнечным «карманным» часам часто придавали форму кольца, иногда таких размеров, что его можно было носить на пальце. Образцы подобных часов можно видеть во многих заграничных музеях.

Устройство «солнечного кольца» было следующее. Самая существенная часть этих часов — отверстие, через которое получается на внутренней стороне кольца изображение Солнца — в виде блестящей точки. Часы обозначены на внутренней части кольца. Для приспособления кольца к временам года циферблат сделан подвижным в виде скользящей ленты; она должна быть поставлена так, чтобы отверстие было против месяца, во время которого пользуются прибором.

Недостаток солнечных часов в том, что они бесполезны при отсутствии солнца. Вот почему мысль человека уже на заре культуры начала работать над созданием другого прибора для измерения времени. Таким измерителем времени могли служить: горящая свеча, пылающая лучина, тлеющий фитиль — равномерно разделенные на части; наконец — количество вытекающей воды из сосуда. Из этих приборов особенное развитие получили «водяные часы».

Мы встречаем их почти у всех древних культурных народов: у китайцев, индусов, вавилонян, египтян, греков, римлян… У греков водяные часы назывались «клейпсидра». В летописи истории техники отмечены замечательные часы, построенные греком Ктезибием (учителем знаменитого техника древности — Герона). В клейпсидре Ктезибия вода, выливаясь из резервуара, приводила в движение колесо, соединенное с системой других колес. Это были, надо думать, первые часы с циферблатом, часы, которые ходили круглые сутки.

Рис. 115. Водяные часы с «заводом» на 12 часов.

Еще более сложные часы были подарены Гарун аль Рашидом Карлу Великому в 870 г. Особый водяной механизм указывал часы боем от падения определенного числа шариков в медный таз. В полдень 12 рыцарей выезжали из стольких же дверей, закрывавшихся за ними.

Рис. 116. Часы Карла Великого.

В течение средних веков водяные часы проникли в крупные города Италии, Франции и Англии. Так, на площади св. Марка в Венеции в XVI в. стояли водяные часы с автоматом, отбивавшим часы (три «волхва» ударяли в колокол).

В древнем Риме водяные часы были приняты в сенате, и время ораторов ограничивалось количеством вытекшей воды. Существовали выражения: «требовать воды», т. е. требовать времени для речи; в сочинениях Плиния встречается выражение: «терять воду» т. е. бесполезно тратить время.

Водяные часы обладают тем существенным недостатком, что вода испаряется и с течением времени часы начинают показывать время неверно. Удобнее в этом отношении «песочные часы». При раскопках Помпеи были найдены опрокинутые песочные часы, и по ним определили, что землетрясение началось в 2 часа ночи. В XVI в. такие песочные часы было принято носить прикрепленными к колену, подобно тому как мы на ремне носим карманные часы. В наше время песочные часы применяют для варки яиц; мореплаватели пользуются такими полуминутными часами для определения скорости хода корабля при выкидывании лота и проч.

По мере того как совершенствовались водяные часы, усложнялся их механизм, в часы проникли зубчатые колеса, циферблат и пр., зарождалась идея «колесных часов», т. е. таких, которые приводились в движение грузом. Для этого достаточно было только заменить поплавок водяных часов грузом.

Когда появились первые колесные часы и кто их изобрел, не установлено. Одни называют архиепископа Пасифика (IX в.), другие — кардинала Герберта (впоследствии — папа Сильвестр II). Последний будто бы в 996 г. соорудил в Магдебурге (Германия) колесные часы.

Однако, не установлено, были ли это действительно колесные часы, приводимые в движение грузом. Первые достоверные сведения о колесных часах относятся к XIII в. В немецких летописях отмечено, что король Фридрих II получил в подарок от султана «колесные часы», которые показывали, помимо времени, также ход Солнца, Луны, звездное время и пр. У Данте в «Божественной комедии» (1318 г.) упоминаются «колесные часы с боем».

К концу XIII в. башенные колесные часы получают большое распространение. В России первые башенные часы были поставлены в 1404 г. в Москве на башне великокняжеского дворца. Их установил за 150 рублей (около 30 фунтов серебра) пришедший с Афона «сербин Лазарь». На них была сделана механическая фигура человека, выбивавшего молотом каждый час. Народ дивился этой заграничной выдумке, а летописец говорит о них следующее:

«Сей же часник наречеся часомерье; на всякий же час ударяет молотом в колокол, размеряя и рассчитывая часы нощные и денные: не бо человек ударяше, но человековидно, самозванно и самодвижно, страннолепно, никако сотворено есть человеческою хитростью, преизмечтанно и преухищренно…»

Колесные часы, подобно солнечным и водяным, показывали время неточно. Астроном XVI в. Тихо Браге попробовал было применить колесные часы для астрономических наблюдений, но скоро заменил их ртутными (1590 г.).

Начало XVI в. ознаменовалось изобретением карманных часов. Изобретателем их является Петер Генлейн в Нюренберге.

Рис. 117. Памятник изобретателю карманных часов Петеру Генлейну в Нюренберге.

Первые его карманные часы получили название «нюренбергских яиц», хотя часы эти имели форму барабана. Они имели одну стрелку, показывавшую только часы; минут они не показывали; циферблат, был железный. Заслуга Генлейца заключается, однако, не в том, что он сумел сделать маленькие переносные часы, а в том, что ввел в часы пружину.

Один из современников этого изобретателя в 1511 г. пишет о них: «Он (Петер Генлейн) делал их из железа со множеством колесиков. Часы ходили и отбивали время в течение 40 часов. Их можно было носить в кошельке».

В XVI в. сделала большие успехи также техника башенных часов. К этому времени относится постройка знаменитых «Страсбургских часов», долго считавшихся «чудом механики».

Рис. 118. Страсбургские часы.

Конструктор их, Исаак Габрехт, ставил их в течение 1572–1574 г. Часы шли до 1789 г. и остановились. В 1838–1842 гг. часовщик Швильге соорудил произведение, превзошедшее старое, хотя по размерам и форме часы эти походили на старые.

В страсбургских часах спереди стоит небесный глобус, передающий звездное время, т. е. ежедневное движение звезд; на глобусе означено более 5000 звезд и при помощи его можно во всякое время видеть, какие звезды стоят над Страсбургом. Позади глобуса расположен календарь. Статуя Аполлона указывает день стрелою. Сам календарь представляет круг, делающий полный оборот в 365 или 366 дней; он показывает также праздники. В полночь 31 декабря внезапно располагаются «подвижные праздники» (Пасха, Троицын день и пр.) на те дни, в которые они придут в году.

Часы показывают также время восхода и захода Солнца, Луны и пр.

Механизм был рассчитан на 10 000 лет!

Современные страсбургские часы могут ходить точно благодаря тому, что в них использован ряд открытий XVII века. Прежде всего введен маятник, «как регулятор хода часов». Законы качания маятника установил Галилей, ему же принадлежит мысль применить маятник к часам; он говорит о маятнике, как регуляторе, в одном ив своих писем (1636 г.) к губернатору Голландской Индии.

На практике это открытие использовал впервые (независимо от Галилея) знаменитый голландский физик Гюйгенс. Благодаря Гюйгенсу часовое дело стало на научную основу. Ему же принадлежит заслуга другого замечательного усовершенствования в часах: он ввел в карманные часы упругую спираль для регулировки колебания балансира. Свое изобретение он уступил одному часовщику, который и взял патент на часы с маятником 16 июня 1657 г.

Рис. 119. Первые часы с маятником (1657 г.). Из сочинения Гюйгенса.

В XVII в. было установлено, кроме того, что часы с маятником летом идут медленнее, вследствие удлинения маятника от тепла: наоборот, зимой они идут скорее, вследствие укорочения маятника от холода. Открытие это сделано французом Пикаром в 1670 г.

Перед часовщиками встала нелегкая задача: устранить этот недочет часов с маятником. Это было достигнуто так называемым «компенсационным маятником», изобретенным английским часовщиком Гаррисоном. Действие такого маятника основано на неодинаковом расширении латуни и железа; маятник сделан из этих двух металлов.

В 1761 г. тому же Гаррисону удалось осуществить наконец «хронометр» — столь необходимый в морском деле инструмент. Часы Гаррисона после полугодового плавания показали отклонение всего на 1 1/2 минуты. За эти часы изобретатель получил от английского парламента премию в 10 000 фунтов стерлингов.

В XIX в. в области часового дела, помимо увеличения точности, была выдвинута новая задача — создания «системы часов», идущих совершенно одинаково. Без этого невозможна жизнь большого города, невозможна работа на железных дорогах. Уже в начале прошлого столетия в Париже был установлен обычай возвещать пушечным выстрелом 12 часов. Но такой способ проверки часов не совершенен, потому что звук требует времени для своего распространения. По звуковому методу не достигается идеальная система часов. Правда, можно, зная расстояние от пушки, производить «поправку на звук», но это не всегда легко сделать. Только с введением электрических часов и поверки часов по радио можем мы говорить не только о времени в данном городе — на основании разбросанных по городу «электрических часов», но также о времени мировом. Большие радиостанции в определенные часы по определенно составленному правилу дают сигнал для проверки часов. И с тех пор как введено «поясное время», на Земле стало возможным установить 24 системы часов, разница между показаниями которых выражается в целом числе часов.

Интересно отметить, какой точности достигли современные часы. Один из самых точных хронометров — хронометр Рифлера — изменяет ход за день всего на 0,0008 секунды. Нужно 1000 дней, чтобы часы изменили свой ход менее чем на одну минуту.