Текст книги "Время и календарь"

Автор книги: Леонид Хренов

Соавторы: Иосиф Голуб
сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 7 страниц)

Глава 2
СУТКИ, ЧАСЫ, МИНУТЫ, СЕКУНДЫ

§ 4. Тропический год

Для измерения малых и больших промежутков времени пользуются естественными единицами времени, которые связаны с основными астрономическими явлениями. Малые промежутки времени – сутки, час, минута, секунда – связаны с вращением Земли вокруг своей оси, а большие – с обращением Земли вокруг Солнца. В основе счета больших промежутков времени лежит тропический год – промежуток времени между двумя последовательными прохождениями центра диска Солнца через точку весеннего равноденствия.

Из астрономических наблюдений установлено, что тропический год равняется 365 дням 5 часам 48 минутам 46 секундам. Продолжительность его не остается постоянной, но ее изменение весьма незначительно: за несколько тысячелетий всего лишь па единицы секунд.

Непостоянна и скорость движения Земли по орбите. Одну половину своего пути, с 21 марта по 23 сентября (летнее «полугодие»), Земля проходит за 186, а вторую, с 23 сентября по 21 марта (зимнее. «полугодие»), за 179 дней [13]13
  Дни равноденствия иногда смещаются на соседние даты (например, весеннее равноденствие бывает 20 марта). Поэтому продолжительность летнего «полугодия» может составлять 187, а зижнего – 178 дней.


[Закрыть].

Повторяющееся ежегодно движение нашей планеты вокруг Солнца называется годичным движением Земли; его следствием и является смена времен года.

Так, например, в северном полушарии астрономическое лето наступает 21 или 22 июня – в день летнего солнцестояния, когда восход и заход Солнца на горизонте и его высота в полдень почти не меняются в течение нескольких дней, близких к этой дате; в это время продолжительность дня самая большая в году. Астрономическая зима наступает 22 или 23 декабря; продолжительность дня наименьшая в году. В южном полушарии – наоборот: 21–22 июня наступает астрономическая зима, а 22–23 декабря – лето.

§ 5. Звездные сутки и звездное время

При решении астрономических задач пользуются звездными сутками. Звездные сутки – это промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями на одном и том же географическом меридиане одной и той же звезды или точки весеннего равноденствия. Звездные сутки делятся на 24 звездных часа, каждый час – на 60 звездных минут, а каждая минута – на 60 звездных секунд. Из звездных суток складывается звездный год. Тропический год короче звездного – истинного периода обращения Земли вокруг Солнца – на 1224 секунды, или на 20,4 минуты. За начало звездных суток для точек каждого меридиана принимают момент верхней кульминации точки весеннего равноденствия.

Самой близкой звездой к северному полюсу мира является сравнительно яркая Полярная звезда из созвездия Малой Медведицы, которая для невооруженного глаза кажется всегда находящейся на одном месте и почти точно над точкой севера, а все остальные звезды описывают вокруг Полярной (точнее, вокруг полюса мира) круги разного радиуса. Чем дальше удалена звезда от полюса мира, тем больше описываемый ею круг. Звезды, находящиеся на небесном экваторе, описывают самые большие круги. Для измерения звездного времени пользуются звездными часами, находящимися в астрономических обсерваториях и отрегулированных так, что они ежесуточно уходят вперед против обыкновенных часов да 3 минуты 56 секунд (см. с. 18).

§ 6. Истинное солнечное и среднее солнечное (гражданское) время. Уравнение времени

Промежуток времени между двумя последовательными одноименными (верхними или нижними) – кульминациями центра солнечного диска называется истинными солнечными сутками. Пользоваться этой, единицей времени неудобно по двум причинам. Видимое движение Солнца происходит не по небесному экватору, а по эклиптике, наклоненной к нему на 23°27′, и это движение неравномерно, так как орбита Земли имеет эллиптическую форму, из-за чего скорость ее движения в разное время года неодинакова. Поэтому продолжительность истинных солнечных суток ото дня ко дню несколько меняется.

В практической жизни (в науке, технике и производстве) за основную единицу измерения времени принимают средние солнечные сутки.

При установлении продолжительности средних солнечных суток вместо центра истинного Солнца пользуются точкой, которая равномерно перемещается по небесному экватору, совершая полный оборот в течение года. Такую воображаемую точку называют средним солнцем. За средние солнечные сутки принимают промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями среднего солнца; их длина всегда одинакова и равна 24 средним часам, составляя приблизительно 1/365,24 часть года. Солнце – одна из самых обычных звезд, составляющих нашу Галактику. Ее отличие от всех остальных звезд состоит в том, что она измеримо ближе к нам. Поэтому из-за движения Земли за одни сутки Солнце смещается на фоне остальных, «неподвижных» звезд, и Земле нужно еще довернуться, чтобы Солнце «пришло» на тот же самый меридиан. Вследствие этого средние солнечные сутки длиннее звездных на 3 минуты 56 секунд!(звезда возвращается на тот же меридиан раньше Солнца). Так же, как и в звездных сутках, каждый час средних солнечных суток делится на 60 минут, а минута – на 60 секунд.

До 1956 г. значение секунды принималось равным 1:86 400 части средних солнечных суток, определяемых по вращению Земли вокруг своей оси. Для более точного определения секунды в 1960 г. XI Генеральная конференция по мерам и весам утвердила рекомендованную IX конгрессом MAC в 1955 г. ее значение как 1:315 569 25,9747 часть тропического года, каким он был на начало 1900 г. Такая секунда была названа эфемеридной; она определяется с погрешностью до (2–5) · 10^-9. За начало средних солнечных суток принимают момент нижней кульминаций среднего солнца. Такой счет времени называют гражданским временем.

В СССР гражданским временем в народном хозяйстве пользуются с 1919 г., а в астрономии – с 1925 г. Часы, которыми мы пользуемся, отрегулированы не по истинному, а по среднему солнечному времени. Так как скорость среднего солнца одинакова и через меридиан оно проходит раньше или позднее истинного Солнца, то, следовательно, средние сутки могут наступать раньше или позже истинных.

Рис. 4. График уравнения времени

Разница между истинным и средним солнечным временем η называется уравнением времени. Следовательно, в любой момент среднее солнечное время T_m равно истинному солнечному времени T_o плюс уравнение времени η [14]14
  В астрономических ежегодниках приводится уравнение времени для каждого дня года.


[Закрыть], т. е.

T_m = T_o + η,

где η имеет положительное значение, когда истинное Солнце находится на эклиптике впереди среднего, и отрицательное – когда среднее солнце находится впереди истинного. (Знаком Θ в астрономии обозначается Солнце.)

На рис. 4 приведен график изменения уравнения времени в течение года через полмесяца. Уравнение времени бывает равно нулю около 15 апреля, 14 июня, 31 августа и 25 декабря, когда истинное солнечное время почти совпадает со средним солнечным; в эти дни часы, установленные по среднему солнечному времени, будут показывать в полдень 12 часов. Наибольшее (по абсолютной величине) отрицательное значение уравнения времени (см. рис. 4), η = – 16,5 минуты, бывает около 4 ноября, а наибольшее положительное, η = + 14,3 минуты, – 12 февраля.

§ 7. Местное и всемирное время

Из определения среднего солнечного времени следует, что оно относится к тому месту, где производятся наблюдения. Следовательно, среднее солнечное время имеет свое собственное значение для каждого меридиана на Земле и поэтому его называют еще местным средним временем [15]15
  Для облегчения отсчета местного времени в 1967 г. в английском журнале «Нью сайентист» было предложено вместо деления суток на 24 часа считать в них 10 часов, деля каждый такой час на 100 минут, а минуту – на 100 секунд. В связи с этим предложено и дугу земного экватора делить не на 360°, а на 1000 градусов; при этом выполнялись бы соотношения 1 час = 100°, 1° = 1 мин.


[Закрыть].

Для любой точки одного и того же меридиана местное время сохраняет постоянное значение, но с изменением долготы места наблюдений меняется и местное среднее время. Когда в Москве полдень, то на противоположной стороне земного шара, т. е. на 180° к западу или к востоку от Москвы, в этот момент будет полночь. В течение одного часа небесная сфера в своем видимом движении поворачивается на 1/24 часть ее полного оборота, что в угловых единицах соответствует 360°: 24 = 15°. Поэтому два пункта на Земле, имеющие разность долгот в 15°, будут иметь местное время, отличающееся на 1 час. Если от первоначального места наблюдения передвинуться по долготе, например, на 30° (т. е. на два часа) к востоку или к западу, то в первом случае Солнце, очевидно, пройдет через меридиан нового места наблюдения на два часа раньше, а во втором случае, наоборот, на два часа позднее, чем в первоначальном пункте. Следовательно, по разности показаний часов, идущих по местному времени в разных пунктах Земли, можно судить о разности долгот этих пунктов.

В соответствии с международным соглашением (Рим, 1883 г.) за начальный меридиан для счета географических долгот на нашей планете принят Гринвичский меридиан с долготой, равной 0°00′00″, а местное гринвичское время, отсчитываемое от полуночи, условились называть всемирным или мировым временем (T_o). Поэтому, когда в Гринвиче (около Лондона) наступает полночь, т. е. 00 ч 00 мин 00 с среднего местного времени, местное среднее время любого пункта на нашей планете будет равно долготе этого пункта, выраженной в часовой мере. Другими словами, разность долгот двух пунктов равна разности местных времен в этих пунктах в один и тот же момент. На этом и основано измерение долготы.

§ 8. Поясное время. Декретное время

Наличие в различных пунктах, лежащих на разных меридианах, своего местного времени приводило ко многим неудобствам.

В 1878 г. канадский инженер С. Флеминг предложил так называемое поясное время (Т_п), которое в 1884 г. было принято на Международном астрономическом конгрессе. По идее С. Флеминга вся поверхность земного шара условно разделяется меридианами на 24 часовых пояса протяженностью каждый в 15° (1 час) по долготе. Во всех точках каждого часового пояса устанавливается время, соответствующее среднему меридиану данного пояса.

Каждому из 24 часовых поясов присваивается соответствующий номер от 0 (нулевого) до 23-го. За нулевой принят пояс, средним меридианом которого является Гринвичский, от которого нумерация поясов ведется с запада на восток. Средний меридиан первого пояса находится к востоку от Гринвичского меридиана на 15°, или на 1 час по времени; средний меридиан второго пояса имеет восточную долготу, равную 30°, а его местное время отличается от всемирного (гринвичского) на 2 часа и т. д. Таким образом, номер каждого часового пояса показывает, на сколько целых часов время данного пояса отличается от всемирного (опережает его); при этом минуты и секунды во всех поясах остаются одинаковыми. Следовательно, поясное время при переходе из одного пояса в смежный изменяется скачком на 1 час. Если обозначить номер пояса через n, то поясное время равняется мировому T_o плюс n, т. е.

T_n = T_o + n.

Поясному времени некоторых часовых поясов присвоены особые названия. Так, например, время нулевого пояса называют западно-европейским, первого пояса – средне-европейским, второго пояса – восточно-европейским.

Впервые поясное время было введено в 1883 г. в Канаде и в США; в начале XX в. им стали пользоваться в некоторых европейских государствах.

В нашей стране на поясное время впервые перешли с 1 июля 1919 г. в соответствии с Декретом СНК РСФСР от 8 февраля 1918 г., и вначале им пользовались лишь для целей судоходства.

На территорию СССР приходится 11 часовых поясов [16]16
  Из них девять приходится на территорию Сибири и Дальнего Востока.


[Закрыть], со 2-го по 12-й; при этом Москва отнесена ко второму часовому поясу, хотя только небольшая западная часть города расположена во втором поясе, а большая его часть лежит к востоку от меридиана, разделяющего второй и третий пояса. Таким образом, получилось, что местное время в Москве на полчаса впереди поясного – московского времени. Вообще же границы часовых поясов проводятся по границам административных единиц – областей, краев, республик.

В нашей стране вначале временем второго пояса пользовались только на железных дорогах и телеграфе. Постановлением СНК СССР от 17 января 1924 г. поясное время было введено повсеместно на всей территории СССР.

В целях лучшего использования естественного света, т. е. симметричного расположения рабочего дня относительно полдня, и по некоторым экономическим соображениям летом во многих странах мира часы переводят вперед относительно поясного времени на один и больше часов, устанавливая этим так называемое летнее время.

Так, например, поступили во Франции в апреле 1916 г., а затем этому последовали и некоторые другие страны.

B нашей стране летнее время также вводилось неоднократно. В последний раз это было 16 июня 1930 г., когда в соответствии с Декретом СНК СССР стрелки часов во всех поясах страны были передвинуты против поясного времени вперед на один час. Однако впоследствии стрелки назад не переводились, и с тех пор такое время, отличающееся от поясного на один час, у нас называется декретным временем, и оно действовало круглый год до 1 апреля 1981 г. Однако по решению Государственной комиссии единого времени и эталонных частот СССР часть областей СССР не вводила у себя декретное время, оставаясь жить по одному времени с Москвой. В результате этого автономные республики Дагестанская, Кабардино-Балкарская, Калмыцкая, Коми, Марийская, Мордовская, Северо-Осетинская, Татарская, Чечено-Ингушская, Чувашская, Краснодарский и Ставропольский края и области Архангельская, Владимирская, Вологодская, Воронежская, Горьковская, Ивановская, Костромская, Липецкая, Пензенская, Ростовская, Рязанская, Тамбовская, Тюменская, Ярославская, а также Ненецкий и Эвенкийский автономные округа и Хатангский район Таймырского автономного округа продолжали жить по декретному времени 2-го пояса (по так называемому московскому времени) в течение всего года, хотя, например, Коми АССР расположена в 4-м часовом поясе, т. е. отставала от своего местного времени на два часа.

Все это приводило к тому, что в электросеть страны одновременно включалось несколько крупнейших промышленных районов, что приводило к колоссальному возрастанию нагрузок на электросистему в часы пик.

В последние годы произошли значительные перемены в экономике Севера, Дальнего Востока, Сибири и Казахстана. В этих регионах весьма заметно увеличилось население, появились новые города и мощные территориально-производственные комплексы, что позволило создать крупные промышленные центры, и если прежде на карте часовых поясов, например, граница между шестым и седьмым часовыми поясами (Восточная Сибирь) была проведена по прямой (по меридиану) и делила Эвенкийский автономный округ на две части, то это вызвало много неудобств. Для устранения этого недостатка с 1 октября в 1981 г. на карте СССР были установлены новые границы часовых поясов (рис. 5; различными линиями обозначены: 1 – границы часовых поясов, введенные в 1981 г., 2 – границы, существовавшие до 01.10.81, 3 – меридианы). Кроме того, в соответствии с этим на исходе суток 1 апреля 1981 г., после того как Кремлевские куранты, как и всегда, отсчитали 12 ударов, по радио прозвучало объявление, что в это время в столице нашей Родины Москве час ночи. После этого объявления стрелки всех часов нашей страны были переведены ровно на один час вперед, и был осуществлен переход к летнему времени. Однако 1 октября 1981 г. стрелки часов в обратную сторону были переведены не везде. Это позволило упорядочить времяисчисление в пределах всех часовых поясов и восстановить счет поясного времени на всей территории СССР.

Сейчас в СССР каждый год в последнее воскресенье марта стрелки часов переводятся на один час вперед, а в последнее воскресенье сентября па один час назад, т. е. регулярно осуществляется переход от декретного (зимнего) времени к летнему и наоборот.

Смысл введения летнего времени заключается в том, чтобы «выкроить» дополнительный час в светлое время суток и таким образом более рационально использовать утренний свет. По подсчетам специалистов один «летний» час в нашей огромной стране с ее мощной промышленностью дает экономию более двух миллиардов киловатт-часов ежегодно, что позволит обеспечить электроэнергией несколько миллионов квартир. Декретное же и летнее время вместе позволяют сэкономить примерно 7 миллиардов киловатт-часов в год.

По заключению врачей, основанному на специально проведенных исследованиях перевод стрелки часов вперед на самочувствие людей не оказывает влияния. Наоборот, «лишний час» дневного света сокращает так называемое «световое голодание», в частности меньше нагрузок выпадает на зрение. Переход с летнего времени на зимнее также никаких неудобств в повседневную жизнь людей не вносит. Что же касается железнодорожного транспорта, междугородной телефонной и телеграфной связей, то они работают по московскому времени на всей территории СССР.

Рис. 5. Часовые пояса на территории СССР

§ 9. Линия перемены дат

В каждой точке земного шара новое календарное число, иначе календарная дата, начинается с полуночи. А так как в разных местах нашей планеты полночь наступает в разное время, то в одних пунктах новая календарная дата наступает раньше, а в других позднее. Такое положение, в особенности при кругосветных путешествиях, прежде часто приводило к недоразумениям, выражавшимся в «потере» или «выигрыше» целых суток.

Так, например, моряки флотилии Фернандо Магеллана (ок. 1480–1521), возвращаясь в 1522 г. из Кругосветного путешествия в Испанию с востока и остановившись в бухте Сантьяго, обнаружили расхождение в один день между своим счетом дней, который они тщательно вели в корабельном журнале) и тем счетом, который вели местные жители, и должны были принести церковное покаяние за нарушение дат религиозных праздников. Секрет такой «потери» заключается в том, что они совершали кругосветное путешествие в направлении, противоположном вращению Земли вокруг своей оси. Двигаясь с востока на запад, при возвращении в исходный пункт путешественники пробыли в пути на один день меньше (т. е. увидели на один солнечный восход меньше), чем прошло дней в исходном пункте. (Если совершать кругосветное путешествие с запада на восток, то для путешественников пройдет на один день больше, чем в исходном пункте. Русские землепроходцы, открывшие и освоившие западное побережье Северной Америки, встретившись с местными жителями, заселявшими страну с востока, отмечали воскресенье в тот день, когда у местных жителей была суббота.

Меридиан, долгота которого равна 180°, или 12 ч, является на Земле границей между западным и восточным полушариями. Если от Гринвичского меридиана одно судно отправится на восток, а другое на запад, то на первом из них при пересечении меридиана с долготою в 180° время окажется на 12 часов впереди гринвичского, а на втором – на 12 часов позади гринвичского.

Рис. 6. Линия перемены дат

Чтобы избежать путаницы в числах месяца, по международному соглашению была установлена линия перемены дат, которая в большей части проходит по меридиану с долготой 180° (12 часов). Здесь и начинается раньше всего новая календарная дата (число месяца). На рис. 6 показана часть линии перемены дат.

Команда судна, пересекающего линию перемены дат с запада на восток, должна один и тот же день считать дважды, чтобы не получить выигрыша в числе суток, и наоборот, при пересечении этой линии с востока на запад, необходимо пропускать один день, чтобы не получить при этом потери дня. С этим связана задача, сформулированная Я. И. Перельманом [17]17
  Перельман Я. И. Занимательная астрономия. – Изд. 6-е. – М.: Физматгиз, 1961, – С. 56.


[Закрыть], «Сколько пятниц в феврале?» Для команды судна, курсирующего, например, между Чукоткой и Аляской, в феврале високосного года может оказаться десять пятниц, если оно проходит линию перемены дат в полночь с пятницы на субботу с запада на восток, и ни одной пятницы, если судно проходит эту линию в полночь с четверга на пятницу курсом на запад.

§ 10. Измерение времени в древности

История развития часов – средств для измерения времени – одна из интереснейших страниц борьбы человеческого гения за понимание и овладение силами природы.

Первыми часами было Солнце. Чем выше оно поднималось на небосклоне, тем ближе к полудню, а чем ниже спускалось к горизонту, тем ближе к вечеру, и вначале в каждых сутках люди определяли только четыре «часа»: утро, полдень, вечер и ночь.

Рис. 7. Гномон

Солнечные часы. Первыми приборами для измерения времени были солнечные часы. Люди давно заметили, что самые длинные тени от предметов, освещенных Солнцем, бывают утром, к полудню они укорачиваются, а к вечеру вновь удлиняются. Заметили они также, что тени в течение дня меняют не только размеры, но и направление. Это явление и было использовано для создания простейших солнечных часов – гномона [18]18
  Собственно гномоном называется вертикально установленный стержень. Первые солнечные часы в Индии, Китае и Египте использовались уже около 3000 лет тому назад (см. книгу «Солнечные часы и календарные системы народов СССР», указанную в списке литературы).


[Закрыть]. Циферблатом таких часов служит ровная горизонтальная площадка, на которой вертикально укреплен шест (стержень, пластинка), отбрасывающий тень (рис. 7). Утром тень от гномона обращена к западу, в полдень в нашем северном полушарии – к северу, а вечером – к востоку. По положению тени и определяется истинное солнечное время [19]19
  Гномон, несмотря на простоту его конструкции, использовался в древности и для определения широты места его установки, наклона эклиптики к экватору; сравнивая длину тени от шеста с его длиною, определяли высоту Солнца над горизонтом и решали другие задачи.


[Закрыть]. Однако тень от гномона в таких часах описывает в течение дня не окружность, а более сложную кривую, которая не остается постоянной не только в разные месяцы года, но меняется ото дня ко дню.

Для избавления солнечных часов от этого недостатка циферблат их стали делать из нескольких линий с делениями, каждая из которых предназначалась для определенного месяца года. Так, например, древнегреческий астроном Аристарх Самосский (конец IV – первая половина III в. до н. э.) для своих солнечных часов выполнил циферблат в форме чаши с прочерченной на ее внутренней поверхности сетью линий, а часы древнегреческого астронома Евдокса (ок. 408 – ок. 355 гг. до н. з.) имели на плоском циферблате очень сложную сеть линий, получивших название «арахнеа», что означает «паук».

Рис. 8. Экваториальные солнечные часы

В дальнейшем астрономы поняли, что для повышения точности солнечных часов их указатель следует направить на полюс мира, т. е. к той точке небесного свода, которая при вращении Земли кажется неподвижной. Если при этом плоскость циферблата расположить параллельно плоскости небесного экватора, т. е. перпендикулярно к стержню, то конец тени стержня станет описывать окружность. Скорость движения тени будет равномерной, и поэтому на таком циферблате расстояния по окружности между часовыми метками (штрихами) окажутся равными, и их можно определить из расчета 360° = 24 ч. Так были созданы экваториальные солнечные часы, в которых доска с циферблатом устанавливалась наклонно к горизонту под углом α = 90° – φ, где φ – географическая широта места установки часов. На них деления нанесены на обеих сторонах циферблата (сверху и снизу), а указатель проткнут насквозь (рис. 8). Так, например, при изготовлении экваториальных солнечных часов для широты φ = 55°47′ угол наклона циферблата должен быть α = 34°13′. В таких часах в течение одной части года (в северном полушарии с марта по сентябрь) тень от стержня падает на циферблат сверху, а в течение другой – снизу, и поэтому часы пригодны для всех дней года. Однако отсчет времени, когда тень падает снизу, затруднителен.

Для устранения этого недостатка солнечные часы стали делать с горизонтально расположенным циферблатом с делениями, нанесенными из расчета tg x = tg t sin φ, где x – угол при центре циферблата между полуденной линией (линией «север – юг») и данным делением, t = T_o – 12 ч – часовой угол Солнца, а φ – географическая широта местонахождения часов. На таком циферблате линия, проходящая через штрихи, соответствующие 6 и 18 часам, будет перпендикулярна к полуденной линии. Указателем в таких часах служит треугольник (рис. 9) с острым углом, равным широте данной местности φ.

Рис. 9. Солнечные часы с горизонтальным циферблатом

Устанавливался он так, чтобы его плоскость была перпендикулярна к плоскости циферблата и совпадала с направлением север – юг, В таких часах скорость перемещения тени от треугольника неравномерна, а поэтому углы на циферблате, соответствующие часовым промежуткам времени, являются неравными.

В древности солнечные часы имели широкое распространение. В Египте за гномон солнечных часов принимали высокие обелиски. Паломники Индии пользовались посохами с вделанными в них миниатюрными солнечными часами.

В 10 г. до н. э. по распоряжению императора Августа (63 г. до н. э. – 14 г. н. э.) в честь победы над Египтом были созданы в Риме большие солнечные часы, гномоном для которых являлся гранитный обелиск высотой около 22 м и массой 250 т. На циферблате этих часов размером 170 на 80 м тень обелиска падала на 12 секторов со знаками зодиака (рис. 10); по часам такого типа определяли не только время суток, но и дату и сезон года [20]20
  При раскопках античных поселений в Шалеси (Албания) обнаружены хорошо сохранившиеся солнечные часы весом 2,5 кг, сделанные в IV в. до н. э. из алебастра. Циферблат их разделен на 12 равных частей.


[Закрыть].

Зодиаком в Древней Греции называли пояс на небосводе, включающий 12 созвездий, расположенных вдоль эклиптики. В глубокой древности пояс зодиака делили на части по 30°; они имели названия тех созвездий, по которым проходила эклиптика. В каждой такой части – знаке зодиака – Солнце при своем годичном движении находилось в течение одного месяца: в знаке Водолея – в январе – феврале, в знаке Рыб – в феврале – марте, в знаке Овна – в марте – апреле, в знаке Тельца – в апреле – мае, в знаке Близнецов – в мае – июне, в знаке Рака – в июне – июле, в знаке Льва – в июле – августе, в знаке Девы – в августе – сентябре, в знаке Весов – в сентябре – октябре, в знаке Скорпиона – в октябре – ноябре, в знаке Стрельца – в ноябре – декабре, в знаке Козерога – в декабре – январе. За время с начала нашей эры точка весеннего равноденствия вследствие прецессии сместилась почти на 30°, и Солнце в декабре – январе проходит по созвездию Стрельца, в январе – феврале – по созвездию Козерога и т. д., но знаки зодиака остаются прежними. Сейчас они практического значения не имеют, в древности же применялись для составления гороскопов.

Рис. 20. Знаки зодиака

В 1278 китайский император Кошу-Кинг, стремясь повысить точность солнечных часов, построил в Пекине гномон, указатель которого по высоте был равен 40 ступеням. В Самарканде узбекский астроном Улугбек (1394–1449), внук известного завоевателя Тамерлана (1336–1405), стремясь увеличить точность определения времени по солнечным часам, воздвиг в 1430 г. гномон, стержень которого достигал высоты в 175 ступеней (около 50 м).

Известны солнечные часы, у которых полдень отмечался трезвоном. В других часах с помощью соответственно установленного и направленного зажигательного стекла солнечный луч управлял пушкой, заставляя ее стрелять в определенное время.

Солнечные часы не требовали завода, они не останавливались и даже «шли» правильнее, чем некоторые нынешние часы, но с двумя существенными оговорками: только в дневное время и в безоблачную погоду. Их продолжали строить вплоть до XVII и даже XVIII в.

Солнечные часы, как стационарные, так и переносные, длительное время широко использовались в общественной практике различными народами нашей страны. Стационарные часы изготовлялись из камня (преимущественно), реже из металла и дерева и, как правило, больших размеров, что позволяло повысить их точность и видеть их на значительном расстоянии. Многие из них сохранились не только в музеях, но и на месте первоначальной их установки.

Переносные солнечные часы, отличающиеся сравнительно небольшими размерами, чаще всего изготовлялись из металла (латуни, бронзы, серебра), дорогих сортов дерева и даже из слоновой кости или черепашьего панциря. Для ориентирования по сторонам света их, как правило, снабжали магнитной стрелкой.

До недавнего времени появление на Руси первых солнечных часов относили к XV в. Однако при ремонте в г. Чернигове Спасо-Преображенского собора, построенного в 1031–1036 гг., был обнаружен декор, неглубокие ниши которого со своеобразным орнаментом представляли, как установил историк Г. И. Петраш, элементы уникальных солнечных часов цилиндрической формы.

Из сохранившихся документов известно, что в 1614 г. царь Михаил Федорович приобрел у московского купца солнечные часы, а позднее в XVII в. «часы солнечные писаны красками» были установлены в дворцовом комплексе Измайлово (под Москвой). Сохранились солнечные часы и в селе Коломенском (подмосковная усадьба русских царей), установленные примерно в то же время. В начале XVIII в. пользовались солнечными часами, укрепленными на колокольне собора Святогорского монастыря, но время их установки не известно.

Наши соотечественники, ходившие по северным морям, использовали так называемые «матки», представляющие подобие переносных солнечных часов, снабженных компасом, что позволяло ориентироваться на море. Свидетельством широкого использования нашими моряками солнечных часов различного устройства являются найденные советскими учеными в 1940 г. па северном берегу Таймырского полуострова шесть солнечных часов, оставленных там в 1617 г. русской торгово-промышленной экспедицией.

В Ленинградском музее Арктики и Антарктики хранятся трое солнечных часов, обнаруженных при раскопках в городе Мангазее в Сибири. В документе, впервые опубликованном М. И. Беляевым в 1952 г., отмечается, что в «росписи товарам», перевозившимся «вниз по Лене и морем на Индигирку реку и на Колыму и в иные сторонние реки», упомянуты «тринадцать маток в костях».

Среди имущества, оставленного известным деятелем просвещения Феофаном Прокоповичем (1681–1736), обнаружено несколько солнечных часов, которыми он пользовался на своей обсерватории недалеко от Петергофа (ныне Петродворец), и на обсерватории Л. Д. Меньшикова (1673–1729), производя астрономические наблюдения.

Большое внимание солнечным часам уделяли Петр I (1672–1725) и государственный деятель Я. В. Брюс (1670–1735); они лично изготовили несколько часов, которыми пользовались в астрономической обсерватории, находившейся между Петергофом и Ораниенбаумом (ныне Ломоносов), и в обсерватории князя А. Д. Меньшикова они же и организовали подготовку часовых мастеров. Недавно реставрированы солнечные часы, установленные в свое время на здании бывшего кадетского корпуса (на Васильевском острове в Ленинграде), построенном в 1738–1753 гг. Сохранились до нашего времени и два мраморных верстовых столба (бывших Царскосельской и Петергофской дорог) с солнечными часами, представляющими квадратные мраморные плиты с часовыми шкалами и гномоном, а в г. Пушкине (под Ленинградом) находятся и теперь обелиски с солнечными часами. Более совершенные солнечные часы, учитывающие изменение высоты Солнца в течение дня, демонстрировались в 1879 г. на Совете Московского университета известным этнографом Е. И. Якушиным (1826–1905), полученные им из Ярославской губернии (см. книгу «Солнечные часы и календарные системы народов СССР»). До 40-х годов нашего века сохранялось несколько солнечных часов, установленных в разное время в парках Ленинграда и его окрестностей. Немало солнечных часов было сооружено в XVII–XVIII вв. в разных городах, селах, деревнях нашей страны, особенно в Сибири и северных районах. Оригинальные солнечные часы на тумбе были построены в 1833 г. в г, Таганроге перед лестницей, ведущей к морю; они сохранились до наших дней. Много их было в Москве и ее окрестностях. Так, например, часы сохранились на зданиях Историко-архивного института, Новодевичьего монастыря (построен в 1525 г.), в музее-усадьбе Архангельское… На территории дома-музея отца русской авиации Н. Е. Жуковского (1847–1921) в деревне Глухово Владимирской области сохранилась каменная тумба с солнечными часами, которыми он пользовался до 1919 г.