Часы. От гномона до атомных часов

Михаль Станислав

Закладки
Размер шрифта
A   A+   A++
Cкачать
Читать
Часы. От гномона до атомных часов (Михаль Станислав)

Предисловие

Предлагаемая читателю книга чешского инженера, известного автора книг о часах Станислава Михаля посвящена истории часов и приборов измерения времени — одной из основных физических величин.

Время наряду с пространством составляет сущность нашего мира, образует арену общественно-исторической деятельности людей, является основным предметом их познания. С осознанием понятия времени связаны такие глубокие личные переживания каждого человека, как осознание безвозвратности прошлого, мимолетности настоящего, непознаваемости будущего. Наши возможности движения и изменения, воспитания и развития, размеры утраченных нами или открывающихся перед нами возможностей, весь тот опыт, из которого в конечном счете состоит наша жизнь, тесно связаны со временем.

Так же как человек не может освободиться от времени или управлять им, он не может жить, действовать, развиваться — быть человеком без ориентации во времени, без синхронизации своего поведения с изменениями окружающей среды, с поведением других людей и иных объектов. Показательно, что природа, создавшая человека, скупо отбирая в процессе естественного отбора лишь то, что необходимо для его существования и развития, снабдила его, как и большинство других живых организмов, специальным биологическим механизмом для ориентировочной интуитивной оценки времени — так называемыми биологическими часами.

Несовершенство этих естественных часов заставило человека придумывать и создавать искусственные устройства, более эффективно выполняющие функции измерения времени, — различные часы и другие приборы времени.

Мы все что-то знаем о часах. Почти у каждого современного человека, с детских лет окруженного различными образцами часовой техники и с годами неизбежно познающего какие-то отдельные факты их истории, применения, устройства и т.п., как правило, в конце концов складывается о часах более глубокое представление, чем первое расхожее мнение о них, как об удобных бытовых приборах, позволяющих упорядочить, а иногда и украсить нашу жизнь. Однако за исключением специалистов мы имеем обычно лишь некоторое общее представление о часах как о первых измерительных устройствах, сыгравших заметную роль в истории материальной культуры человечества, в развитии искусств и ремесел.

Нам мало что известно о их выдающейся роли в возникновении и развитии не только таких важных отраслей техники, как точная механика и прецизионное приборостроение, но и всего современного станочного производства, ведущего свою историю от первого делительного устройства и токарного станка часовых дел мастера XVIII в., об их роли в становлении таких научных дисциплин, как механика, теория колебаний и теория автоматического регулирования, об их роли в создании навигационных устройств, начавших «эпоху великих географических открытий».

Мало кто знает, что часы являются сегодня самым массовым измерительным прибором — их годовое производство в мире превышает 300 млн штук, а измерение времени — самым массовым измерением: ежедневно на земном шаре производится несколько десятков миллиардов таких измерений. Кроме того, измерение времени является в наши дни и самым точным видом измерений: предельная точность измерения времени определяется сейчас немыслимо малой величиной — погрешностью порядка 1·10–11 %, или 1 с за 300 тыс. лет. Даже обычные бытовые часы с погрешностью 20 с в сутки (0,02%) сравнимы по точности с образцовыми измерительными приборами в других видах измерений, например в электроизмерениях.

Еще менее известна вторая, столь же фундаментальная сторона часовой техники, уходящая своими корнями в ту же глубокую историю и имеющая столь же важное и всестороннее значение в наши дни — использование часов в качестве средств программно-временного управления.

Действительно, роль часов в истории автоматики и автоматического управления носит, даже формально, основополагающий характер. Сам термин «автомат», заимствованный из греческого языка и означающий дословно «самодвижущееся устройство», был введен впервые в XVIII в. для обозначения движущихся механических игрушек, управляемых по определенной временной программе часовым механизмом. Так, еще в середине прошлого века в энциклопедическом словаре автоматами назывались «...такие машины, которые подражают произвольным движениям и действиям одушевленных существ. В частности, называют андроидом машину, производящую движения, похожие на человеческие». Последнее наименование (андроид) возникло от имени популярных швейцарских часовщиков того времени Пьера-Жака Дро и его сына Анри, прославившихся изготовлением наиболее сложных и эффективных автоматических часовых игрушек такого рода, состоящих подчас из групп людей и животных, весьма точно воспроизводящих целые сцены: люди читают, играют на музыкальных инструментах, пишут несколько фраз, собаки бегают и лают и т.п. (наглядное представление о таких устройствах дают, например, известные часы «Павлин» в ленинградском Эрмитаже).

Время рождения термина «автомат» не было, однако, временем рождения первых таких автоматов — история не только обычных часов, но и управляющих ведет свою родословную из глубины веков. Еще задолго до появления механических часов, в эпоху водяных часов, клепсидр, и солнечных часов — гномонов, в Европе раннего средневековья, еще раньше — в античном мире, и еще раньше — в Древнем Китае и Египте наряду с часами, указывающими время, создавались и действовали часы, управляющие свершением в заданный момент тех или иных действий, связанных главным образом с отправлением религиозных ритуалов и приписываемых действию «божественных сил»: «сами собой» открывались в определенный момент двери храмов, зажигались огни, звонили колокола и т.п.

Судьба управляющих часов, как и многих других великих и невеликих изобретений, родившихся раньше своего времени, складывалась трудно и порой нелепо — наше время, время автоматов, было еще далеко. Однако все началось с этого.

Если не считать особо практическими применениями указанные религиозные «чудеса» и светские развлечения, то, по-видимому, впервые управляющие часы стали с пользой работать на человека в качестве будильников, конструкция которых по своей идее приблизилась к современной лишь с момента создания в XV в. н.э. первого известного механического будильника с сигнальным колоколом. До этого будильники были более разнообразны и более суровы в способах подъема спящих — известен, например, будильник Леонардо да Винчи, построенный на базе большой водяной клепсидры и в заданный момент с помощью специального рычага переворачивающий постель со спящим на ней владельцем будильника.

Сегодняшние применения управляющих часов практически столь же необозримы, как и современные области использования обычных часов и приборов измерения времени. Трудно назвать такую сферу человеческой деятельности, в которой эти устройства не находили бы того или иного применения. Это — программно-временное управление основным и вспомогательным оборудованием в самых различных отраслях промышленности, аналогичные системы в разных областях сельскохозяйственного производства (для управления ирригационными сооружениями, дождевальными установками, системами микроклимата), программно-временное управление научными экспериментами (автоматическими научными приборами, установками, станциями и системами), программно-временное управление движением транспорта — обычного и специального (трубопроводного, канатного, транспортерного), программное управление автоматическими метеостанциями, радиотрансляторами, космическими лабораториями а так далее — вплоть до управления многочисленными приборами, помогающими в быту.

Медицина и здравоохранение, различные виды спорта, радиовещание и телевидение, большинство других сфер социальной и культурной жизни общества строят свою деятельность и развиваются, измеряя и контролируя время.

В своей совокупности обычные и управляющие часы, измерительные и управляющие приборы времени автоматически или с помощью людей обеспечивают совместную синхронную работу сотен тысяч различных производств, средств транспорта, систем связи и энергоснабжения, обеспечивая согласованную по времени работу народного хозяйства, ритмичность экономики страны. Более того, часы и приборы времени поддерживают и контролируют ритм жизни общества, обслуживая его как в целом, так и любые его группы, позволяя им ориентироваться и управлять своим поведением во времени.

Алфавит

Предложения

Copyrights and trademarks for the book, and other promotional materials are the property of their respective owners. Use of these materials are allowed under the fair use clause of the Copyright Law.