клепсидра что это такое фото
Клепсидра Ктесибия
Древнейшим «инструментом» измерения времени было солнце. Проходя свой ежедневный путь по небу, солнце безошибочно указывало время суток. Но с развитием общества потребовались более точные временные указатели. Египтяне разделили сутки на 2 периода (день, ночь), по 12 часов каждый. А вавилоняне применили свою шестидесятеричную систему счисления к отсчёту времени, разделив час на 60 минут. Отслеживать время по часам помогли солнечные часы, а затем и водяные часы — клепсидры.
Жить по солнцу
Солнечные часы — первый прибор для измерения времени. Изобрели их, вероятно, египтяне в XV в. до н. э. Стрелка этих часов — тень от стержня (гномона), меняющая направление и длину в течение светового дня в зависимости от положения солнца на небе. Солнце встаёт в восточной части неба, а заходит — в западной, поэтому утром тени тянутся в западную сторону, днём (в северном полушарии) — на север, а вечером — в восточную.
Тень от гномона скользит по циферблату с делениями, обозначающими часы, перекрывая деление текущего часа. В некоторых солнечных часах время отмечали по изменению длины тени — утром и вечером, когда солнце ещё близко к горизонту, тени длинные, а в полдень, когда солнце в зените, тени короткие.
В разные месяцы года солнце встаёт и заходит в разное время — для сохранения точности солнечных часов, для каждого месяца на циферблате наносили свои деления.
Течение времени, течение воды
У солнечных часов есть большой недостаток — ими нельзя пользоваться ночью, в пасмурную погоду и в помещении. Универсальным прибором для отсчёта времени стали водяные часы. Считается, что древнейшие водяные часы появились в Египте в 1417-1379 гг. до н. э. Это была каменная чаша с отверстием внизу, из которого равномерно вытекала вода. Уровень воды в чаше понижался, и по меткам внутри её определяли, сколько времени прошло. Древние греки называли водяные часы клепсидрой — «воровкой воды» — и отмеряли ею время выступления ораторов в суде и на собраниях.
Недостаток клепсидр — неточность. Из полного сосуда вода течёт под давлением и вытекает быстрее, а по мере опустошения сосуда, давление падает, и ток воды замедляется. Чем крупнее сосуды в часах, тем сильнее эти часы «отстают».
Хитроумный механизм
Древнегреческий математик и механик Ктесибий, работавший в египетском городе Александрии в 285-222 гг. до н. э., поражал своих современников хитроумными клепсидрами собственной конструкции с двигающимися фигурками, указывающими текущий час, день и месяц.
Движение фигурок и вращение цилиндра с делениями, обозначающими часы, дни и месяцы, обеспечивалось законами гидравлики и не требовало участия человека. Ктесибий так точно рассчитал действие всего механизма, что цилиндр совершал полный оборот ровно за год, всегда указывая правильное время.
Гидравлика (от греч. «гилра» — вода) — раздел физики, прикладная наука о законах движения и равновесия жидкостей и о применении этих законов для решения инженерных задач.
Реконструкция клепсидры Ктесибия
Внутри фигурки амура (1) спрятана трубка подачи воды (2) из источника (3). Вода по трубке вытекала из глаз амура каплями, как слёзы, сливаясь в трубку (4), и по ней перетекала в резервуар (5) — отделение каменной «тумбы» часов с пробкой — поплавком (6). По мере повышения уровня воды в резервуаре (5) поднимался и поплавок. К поплавку штырём (7) крепилась фигура амура (8), указывающего пальчиком на деление на вращающемся цилиндре (9). Изогнутые горизонтальные линии (10) на цилиндре обозначали часы. У древних греков сутки были разделены на день — от восхода до заката, и ночь — от заката до восхода. 1 час равнялся 1/12 дня или ночи. Летом дни длиннее ночей, а зимой — наоборот, и длительность дневных и ночных часов менялась в течение года. Кривизна часовых линий была рассчитана так, чтобы указывать верный час в любой день года. Вертикальными линиями (11) цилиндр делился на 365 частей — по числу дней в году. По мере наполнения резервуара (5) по закону сообщающихся сосудов наполнялась трубка — сифон (12). Когда уровень воды достигал изгиба сифона, вода из резервуара (5) сливалась в сосуд (13) на одной из лопастей вращающегося колеса (14). Под тяжестью наполненного сосуда колесо проворачивалось, вращая и сцепленное с ним зубчатое колёсико (15). Это колёсико проворачивало ось (16) и цилиндр (9) на 1/365 часть окружности так, что пальчик амура (8) указывал следующий день. Сосуд (13) на лопасти при повороте колеса (14) опрокидывался и опустошался. Запускался новый виток работы механизма.
Развитие идеи
Водяные часы были самым точным прибором измерения времени до появления механических часов, да и первые механические часы были слишком дороги, и клепсидры оставались в ходу вплоть до XVII в.
Песочные часы действуют по тому же принципу, что и клепсидры, но вместо воды время в них отмеряет песок, равномерно пересыпающийся из верхнего стеклянного сосуда в сообщающийся с ним нижний. После опустошения верхнего сосуда часы переворачивали, и отсчёт временного промежутка начинался снова. Песочные часы появились в конце I в. до н. э., когда из стекла научились выдувать настолько гладкие сосуды, что песчинки не застревали в неровностях их стенок. Песочные часы неудобны тем, что за ними надо следить, вовремя переворачивая. Однако на кораблях ими пользовались до XIX в., отмеряя время несения вахты (корабельного дежурства).
Фото 1 – древние клепсидры
Что это такое клепсидры?
Клепсидры – это водяные часы, измеряющие время по указателю, передвигаемому под давлением текущей воды внутри скрытого от глаз резервуара. Название сочетает греческие слова: klepto – скрываю, hydor – вода.
Фото 2 – принцип устройства простейших водяных часов
Простейшие и сложные конструкции водяных часов были известны со второго тысячелетия до н.э. в странах развитых культур: Греции, Месопотамии, Египте, Индии.
Принцип действия.
Простейшие клепсидры состояли из двух сосудов, расположенных на разных уровнях. Вода капала из отверстия верхнего в нижний сосуд.
Фото 3 – принцип действия водяных часов
Уровень воды поочередно достигал начертанных на стенке отметок, тем самым отсчитывая «истекшие» промежутки времени.
По конструкции клепсидры разделяются на два вида.
Уровень жидкости в нем поднимается от одной отметки к другой, указывая время.
Клепсидрами первого типа пользовались в Древней Греции, Египте, Месопотамии. Шкала водяного механизма была неравномерной. На скорость вытекания капель влияло давление воды в сосуде.
Фото 4 – клепсидра из египетского храма Карнака. 14 век до н.э.
В Древнем Египте решили эту проблему, заменив цилиндрический сосуд емкостью по форме усеченного конуса.
Первый из найденных артефактов такой клепсидры датируется 1380 годом до н.э. Он был обнаружен при раскопках гробницы фараона Аменхотепа III. Протяженность академических занятий учеников Платона в 3 веке до н.э. отмеряла изобретенная им клепсидра – будильник.
Вода наполняла сосуд, постепенно передвигая поршень. Через определенное время сжатый воздух открывал клапан и по трубке вырывался к флейте, извлекая из нее громкие звуки.
У греков и римлян водяные часы определяли равное для всех ораторов время публичных выступлений. «Aquam perda» (теряю время) стало крылатым выражением для общественных дискуссий.
Фото 8 – древняя клепсидра, «отмеряющая» регламент выступлений.
Клепсидры второго типа были изобретены в Азиатском регионе Древнего мира.
Китайские водяные сложные механизмы известны с 2500 лет до н.э.
Фото 10 – древняя китайская клепсидра.
Устройства конструкции включали гири, цепные подвески, зубчатые передачи. Императорский дворец украшали клепсидры, последняя чаша которых располагалась на весах. Стрелка перемещалась по шкале и доходила до отметки «1 кэ», что соответствовало 100 минутам.
Фото 11 – медные водяные часы императорского дворца в Китае, 1799 год.
Звуки и созерцание переливающейся воды завораживали царедворцев, настраивали на размышление о скоротечности, безвозвратности «капающего» времени.
В Индии строили величественные водяные монументы. Наполняемые сосуды поражали разнообразием форм и аллегорических представлений. Единицей времени в одном из них было полное погружение в воду искусно изготовленного корабля.
Фото 12 – дворцовая клепсидра 13 века. Из кувшина льется вода в бассейн, когда поет птица на куполе павильона. Из бассейна через туловище ныряющей утки вода собирается в контейнер, спрятанный в платформе часов.
Самая потрясающая монументальная клепсидра в виде слона находится в музее Ибн Баттута Моли. Дубай.
Конструкция воплощала все знания и технологии водяных часов того времени, характерные особенности древних цивилизаций.
Удивительным образом здесь гармонично соседствуют арабские цифры и почитаемые божества: индийский слон, китайский дракон, египетский феникс.
Водяные часы в Средние века
Средневековая Европа познакомилась с изумительной диковиной в 809 году, когда Халиф Гарун – аль – Рашид прислал в подарок клепсидру французскому королю Карлу Великому.
Скрытый механизм имел циферблат, показывающий время, периодически изнутри на металлическую решетку со звоном падал шар. В полдень открывались ворота и выезжали рыцари. Вплоть до 17 века клепсидры широко применялись во всех сферах жизни. Ньютон проявлял интерес к усовершенствованию конструкции часов. Галилей использовал их, изучая законы падения тел.
Преимущества водяных часов по сравнению с солнечными часами:
Недостатки:
Гномоны, клепсидры и другие способы, которыми определяли время наши предки
На Руси поступали проще: наши предки просто вкапывали в землю высокий шест, который и отбрасывал тень. Наблюдая за величиной тени, можно было определить время.
Конечно, это не был идеальный способ. Но сравнивая длины тени, например в полдень, в вечернее время или на рассвете, а также замеряя ее в разное время года, наши предки составляли достаточно чёткий определитель времени.
Клепсидры, которые крадут воду
Но использовать их можно только в том случае, когда вода находится в жидком состоянии. Увы, на Руси часто бывают морозы, и она могла просто замерзнуть. Широкого распространения среди населения такие конструкции не нашли, использовались они в основном при проведении церковных обрядов и назывались при этом «гидрология».
Петухи, жаворонки и цветочки для бедноты
Крестьяне вели наблюдение за цветами, поскольку те, повернувшись к солнцу, распускаются и закрываются в строго определенное время. Ну и, конечно, само солнце. Славяне делили сутки на день и ночь, ориентируясь на движение небесного светила. Серединой дня был полдень, когда солнце находилось в самой высокой точке. Чем позднее, тем длиннее тени от предметов.
Четкие биологические часы
Наши предки жили по строгому распорядку. Крестьянка знала, что ей не нужно звать мужа к обеду. Он приходил сам, либо уже ждал жену в поле, поскольку тяжелая работа и привычка делали свое дело, и аппетит разыгрывался очень сильно.
Размеренность, монотонность, свойственные жизни на Руси, следование определенному распорядку, отсутствие искусственного освещения делали ориентировку во времени простой и отчасти условной.
Как в старину определяли время
Я все время ношу наручные часы и чувствую себя очень не уютно, когда не могу посмотртеть время. Контролирую когда и куда надо прийти, что сделать. Сколько уже затрачено на какой то процесс времени. Хоть и есть такая поговорка, что счастливые часов не наблюдают, но даже во время отдыха постоянно с часами.
А как в старые времена люди обходились без точного контроля времени? А ведь и тогда люди могли достаточно точно определять время, лишь с небольшой погрешностью.
Гномон – солнце светит, время известно
До того, как механические часы получили широкое распространение, время определяли при помощи солнечных часов. Это устройство имело три детали: гномон, то есть элемент, отбрасывающий тень, циферблат, на которой эта тень попадает, и еще одна, условная деталь – непосредственно солнышко, которое и «заводит» эти самые часы.
На циферблат нанесены линии, а гномон имеет величину и форму, для расчёта которой используются географические координаты. То есть каждые солнечные часы создаются для определённой местности. Их изготовление – кропотливый и сложный процесс, требующий знаний, умений. Потому такие устройства стоили недешево.
На Руси поступали проще: наши предки просто вкапывали в землю высокий шест, который и отбрасывал тень. Наблюдая за величиной тени, можно было определить время. Конечно, это не был идеальный способ. Но сравнивая длины тени, например в полдень, в вечернее время или на рассвете, а также замеряя ее в разное время года, наши предки составляли достаточно чёткий определитель времени.
Всё бы было хорошо, если бы на Руси постоянно светило солнышко. К сожалению, это из области фантастики – дожди, облачность и прочая непогода здесь очень часта. Если добавить особенность северных районов, где солнце не поднимается слишком высоко над горизонтом, отчего и теневые показатели гномона имеют очень большую длину, получается, что солнечные часы нельзя было рассматривать как единственный, точный, круглогодичный вариант.
Клепсидры, которые крадут воду
Вид часов, которые не зависят от солнечного света – водяные. Называются они клепсидра. Если разобрать это слово на части, а состоит оно из klepto – скрывать и hydor – вода, то понятно, что в переводе с греческого но означает не что иное, как «похититель воды». Простейшая клепсидра представляет собой два сосуда, установленных на различных уровнях. В верхнем есть отверстие, через которое вода по капле попадает в нижний. Время определяли при помощи наблюдения за тем, как понижается уровень воды в верхнем сосуде, либо – как поднимается в нижнем. Есть версия, что отсюда произошло выражение «течение времени».
Клепсидра
Поскольку на скорость движения воды влияет давление в сосуде, то ёмкость стали делать в виде усеченного конуса. По строению клепсидра имеет преимущество перед солнечными часами, поскольку система сообщающихся сосудов может быть доведена до совершенства. Их можно использовать в любое время суток, они определяют время более точно.
Современные водяные часы.
Но использовать их можно только в том случае, когда вода находится в жидком состоянии. Увы, на Руси часто бывают морозы, и она могла просто замерзнуть. Широкого распространения среди населения такие конструкции не нашли, использовались они в основном при проведении церковных обрядов и назывались при этом «гидрология».
Петухи, жаворонки и цветочки для бедноты
Часы на Руси долгое время были предметом роскоши. Простые люди использовали свои собственные методы, позволяющие обходиться без сложных механизмов. Наши предки были наблюдательны, природные процессы не были для них тайной.
Например, птицы. Понятно, что будильником в стародавние времена (да во многих деревнях и поныне) был петух, которой кукарекал три раза за ночь: в первый раз после полуночи, затем в два часа пополуночи, и в последний раз рано утром, примерно в начале пятого. Иволга, жаворонок, воробей – эти птахи тоже просыпались и начинали свои песнопения в определенное время. Надо было лишь понаблюдать, прислушаться к советам стариков и запомнить время.
Как известно, жaвoрoнки нaчинaют пeть в 2 чaсa нoчи, ивoлгa в 3 чaсa, a вoрoбьи прoсыпaются лишь в 6 чaсoв yтрa. Главными же «часами» в старину был петух. Первый раз петухи кричат в первом часу ночи, второй раз — в 2 часа ночи, третий раз — в пятом часу утра.
Крестьяне вели наблюдение за цветами, поскольку те, повернувшись к солнцу, распускаются и закрываются в строго определенное время. Жизнeнный цикл мнoгих рaстeний и живoтных сooтнoсится сo врeмeнeм сyтoк. Цвeтки рaзных рaстeний рaскрывaются и зaкрывaются в рaзнoe, при этoм oпрeдeлённoe врeмя. Бoльшинствo цвeтoв рaспyскaются yтрoм и зaкрывaются вeчeрoм, нo eсть и тaкиe, кoтoрыe зaкрывaются и рaскрывaются в сeрeдинe дня или нoчью. Oснoвывaясь нa этoм принципe, в свoё врeмя Кaрл Линнeй придyмaл и сoздaл цвeтoчныe чaсы, кoтoрыe «рaбoтaли» с трёх чaсoв yтрa дo пoлyнoчи. Глядя нa них, мoжнo былo oпрeдeлять врeмя сyтoк с тoчнoстью дo 30 минyт.
Ну и, конечно, само солнце. Славяне делили сутки на день и ночь, ориентируясь на движение небесного светила. Серединой дня был полдень, когда солнце находилось в самой высокой точке. Чем позднее, тем длиннее тени от предметов.
В древности не было электричества, освещать избы было нечем. Да, были свечи, но жечь их постоянно было экономически невыгодно. Потому как только солнце садилось, дома накрывала тьма – можно ложиться спать с чистой совестью. Кроме того, наши предки не нуждались в четком определении времени, в минутах, секундах. Для чего? Рассветает – можно идти в поля, работа – до заката, в сумерках возвращаются в деревню. Пастухи, например, измеряли тень от дерева при помощи лаптей, надетых на ноги. Тень достигла семи лаптей – можно собирать стадо и вести домой.
Четкие биологические часы
О биологических часах сегодня знают все, так называется внутренний циркадный ритм. Для его формирования требуются годы, с его помощью формируется все биологические процессы человеческого организма. Мы испытываем голод, значит, подошло время обеда, к которому мы привыкли. Нам хочется спать – можно посмотреть на часы убедиться, что уже полночь (час ночи, два и так далее), в зависимости от привычки.
Художник К.Маковский. Крестьянский обед во время жатвы.
Наши предки жили по строгому распорядку. Крестьянка знала, что ей не нужно звать мужа к обеду. Он приходил сам, либо уже ждал жену в поле, поскольку тяжелая работа и привычка делали свое дело, и аппетит разыгрывался очень сильно.
Размеренность, монотонность, свойственные жизни на Руси, следование определенному распорядку, отсутствие искусственного освещения делали ориентировку во времени простой и отчасти условной.
Цветы распускаются и закрываются в определенное время.
Часовые мастерские стали развиваться в России в 18 веке. Это событие ознаменовалось открытием «Часового двора» в Москве. А сегодня часами невозможно удивить даже детсадовца – настолько привычным, недорогим и повсеместно распространенным стал этот предмет.
Водяные часы
Водяные часы
В этой статье мы попытаемся проследить путь от создания водяных часов до их удивительного совершенства, которое было обусловлено
развитием науки, техники и технологии, а также потребностью общества в точном подсчете времени. В истории часов именно развитию
водяных отводится довольно существенный промежуток времени.
Достоверно неизвестно откуда берет свое начало история водяных часов.
Упоминание о применении в Древнем Вавилоне водяных часов мы найдем в манускрипте, представленном общественности Отто Нейгенбауэром. Из документа следует, что около 640 г. до н. э. там уже пользовались водяными часами.
Водяные часы: история создания.
Водяные часы представляли собой емкости в виде цилиндров, из которых медленно вытекала вода. Их наполняли водой утром, когда всходило Солнце. После того как вся вода выливалась, специально поставленный человек предупреждал об этом.
Использовались водяные часы и в Древнем Египте. При раскопках в Карнаке были обнаружены одни из таких часов.
История создания этих водяных часов неизвестна, но датой их изготовления является 1415—1380 гг. до нашей эры. Часы представляли собой чашу из алебастра с небольшим отверстием в дне.
Водяные часы чаще всего использовали при совершении богослужения, когда требовалось строго отмерять время. На молитву одному божеству полагался час.
В отличии от солнечных часов, водяные можно было использовать и ночью. При ночных астрономических наблюдениях водяные часы применялись как дополнительный прибор. В связи с этим они назывались «ночными часами» и имели своей целью считать только 12 ночных часов.
Существовало два вида водяных часов: наполняющиеся и вытекающие. Наполняющиеся водяные часы содержали две емкости: первая емкость была установлена довольно высоко, а вторая емкость была расположена под первой. Из первой емкости по трубке, расположенной под статуей, истекала вода, наполняя вторую емкость.
На стенках второй емкости были нанесена шкала с делениями для определения уровня. По тому, до какого уровня емкость наполнялась водой, и определялось время.
Вытекающие водяные часы представляли из себя каменную емкость в виде усеченного конуса с маленьким отверстием в дне, из которого по капле вытекала вода. Емкость в виде конуса была необходима для равномерности вытекания воды. Из-за конусообразности сосуда уровень воды уменьшается практически одинаково. Поэтому можно было на внутренней стороне прибора делать отметки на одинаковом расстоянии.
В одном манускрипте имеется расчет для изготовления вытекающих водяных часов. Согласно этому расчету, сосуд должен быть усеченным конусом с соотношением диаметра основания к высоте 1:3, т. е. с углом при основании 71°34″. (Оксиринский папирус, 2-й или 3-й век нашей эры).
История создания водяных часов не имеет сведений о том, каким образом жители Египта нашли эту форму, которая действительно дает возможность вытекать воде с достаточно равномерным понижением уровня. Но, все же, такой сосуд не давал полной равномерности убывания уровня воды, небольшая ошибка здесь имела место быть. Конус с отношением диаметра основания к высоте, как 2:9 был бы гораздо точнее, но и такие, не совсем точные водяные часы, как свидетельствует история, могли соответствовать потребностям египтян.
Так с какой же даты берет свое начало история водяных часов?
По свидетельству китайских древних документов, водяные часы в Китае были известны в 2696—2597 годах до н.э., их история есть в книге «Чжоули» (второй век до нашей эры), рассказывающей об обычаях и церемониях. В ней написано, что имеются водяные часы, отмечающие некие отрезки, на которые поделено время ночи. Это самый древний из известных документов, который позволяет полагать, что история водяных часов начиналась именно в это время и в этом регионе мира.
В четырехугольный бассейн из висящей над ним вазы равномерно лилась вода. По отметкам на стенках бассейна отмечали уровень воды, соответствующий определенным временным интервалам. Об оригинальных водяных часах, где вытекающая вода наполняла емкость, стоящую на весах, рассказывают китайские документы XI в. до н. э. Вес воды в один фунт составлял одну «ке» (100 минут в переводе на наше исчисление времени).
Но самыми распространенными в Китае являлись водяные часы состоящие из трех и более емкостей с водой, расположенных на разной высоте.
У каждой емкости имелось отверстие сбоку, через которое вода равномерно выливалась в нижестоящую емкость. Из всего каскада этих емкостей вода собиралась в последнем, самом нижнем. Нанесенная на нем шкала, отмечала уровень воды (время).
На территории Индии водяные часы делали в виде маленького корабля, который будучи опущенный в емкость с водой, начинал постепенно тонуть (так как имел отверстие). Единицу измерения составляло время, за которое кораблик касался дна.
Первое упоминание у греков о водяных часах (клепсидре) история относит к 490—430 гг. до н. э. Конструкция клепсидры была проста: глиняный сосуд с несколькими маленькими отверстиями в дне.
Водяные часы в Древней Греции использовались в суде для ограничения времени речи ораторов. В армии, где ночь разделяли на 4-ре смены по три часа, по водяным часам осуществляли смену караулов. Позднее, греки внесли в историю водяных часов и их дальнейшего совершенствования существенный вклад.
Используя усовершенствованную клепсидру, Платон изобрел первый будильник для того чтобы созывать на утренние беседы своих учеников.
Около 130 г. до н. э., впервые в истории, были сконструированы автоматические водяные часы, которые показывали время и подавали звуковые сигналы. Их автором был Ктезибий. История создания водяных часов сложного устройства прочно связана именно с этим именем. Чтобы клепсидра непрерывно показывала время, надо было соблюсти ряд условий. Обеспечив наполнение клепсидры только до определённого уровня,
Ктезибий решил проблему постоянства давления воды. Необходимо было следить и за чистотой воды. Из верхней емкости вода постоянной струей истекала в другой сосуд. По уровню воды в нем определялось время. Впервые была использована зубчатая передача и циферблат. В нижней емкости находился поплавок, имеющий стержень с зубчатой рейкой и соединенный с устройством, показывающим время.
Затем Ктезибий усовершенствовал свои часы, добавив универсальный циферблат, выполненный в виде колонны, установленной на пьедестале, пустота под которым скрывала механизм. Часы Ктезибия являются как бы отправной точкой в истории водяных часов на пути их дальнейшего совершенствования. Вдоль спиральных линий шкалы, нанесенных на эту колонну, перемещался указатель, связанный с поплавком.
Система шестеренок, приводимая в действие водяным колесом, на которое выливалась из сифона вода, поворачивала циферблат-колонну чтобы спиральные линии шкалы встали в нужное положение для измерения временных интервалов следующего дня. В свои водяные часы Ктезибий внедрил сифон, применил шестеренную передачу и драгоценные камни.
Но история водяных часов знает и более удивительные сооружения. Водяные часы, которые, как пишут старинные рукописи, сделал Архимед были сложнее часов Ктезибия, с множеством подвижных фигур и боем. Они имели богатое украшение. Посредством системы гидравлических колес, связанных с поплавком, поднимающимся при равномерном притоке воды, из вороньего клюва ежечасно выпадал шарик со звоном ударяясь о медный таз. При наступлении полудня у основания водяных часов статуэтка музыканта играла на флейте. Двенадцать вооруженных всадников выезжали из своих ворот, каждый в определенный час.
Все это многообразие фигур водяных часов приходило в движение в заданное время и осуществлялось с помощью опрокидывающихся сосудов, системы поплавков и колес. В середине часов движение фигур происходило посредством опрокидывающегося сосуда, в то время как большой поплавок, находившийся в верхнем сосуде, отвечал за перемещение статуэток верхнего яруса водяных часов. В нижнем ярусе имелся сифон. Когда сифон опустошался каждые шесть часов, начинала играть флейта.
Водяные часы Архимеда могли показывать «местное» время, или время, меняющееся в зависимости от времени года. Несмотря на то, что у ученых есть основания сомневаться в авторстве Архимеда, однако же и доказательств того, что он не строил эти водяные часы тоже нет.
Примерно в этот же исторический период были изготовлены карманные водяные часы, пользуясь которыми Герофил (III в. до н.э.), врач по профессии, мерил пульс больных лихорадкой.
Водяные часы стали необходимым устройством, получившим практическое применение в античном обществе.Первые водяные часы в Риме были изготовлены в 159-м году до нашей эры. Их устройство не отличалось высокой сложностью. Зубчатое колесо с прикрепленной к нему стрелкой входило в зацепление с зубцами штанги, соединенной с поплавком. Поток воды, льющейся в сосуд с поплавком, регулировался в зависимости от времени года. Штанга с поплавком перемещаясь вверх на зубец за час, проворачивала шестерню и стрелку на одну позицию. В Помпеях примерно в это же время были водяные часы, богато украшеные золотом и драгоценными камнями.
В Византийскую эпоху, в местах проживания эллинов (греков), строили сложные водяные часы и их история сохранилась благодаря писателю Прокопию, который жил на границе античной и византийской эпох, он рассказал в своих сочинениях о создании в городе Газе монументальных водяных «геракловых» часов. Имя мастера, создавшего их осталось неизвестным. Ученый из Германии по фамилии Дильс, использовал описание Прокопия и сделал реконструкцию «геракловых» водяных часов, описав их в своей монографии. Эти водяные монументальные часы, стоявшие, скорее всего, на рыночной площади в Газе, имели достаточно сложное устройство. Помещение, в котором располагались часы, было огорожено острыми колоннами, чтобы к ним нельзя было близко подойти.
Эти водяные часы, как и часы Архимеда, имели множество движущихся каждый час фигур. Также имелись дверцы (12 дверей), в которых каждый ночной час появлялся светильник. Из других двенадцати дверей, показывающих дневные часы ежечасно выходил Геракл, совершал один из двенадцати своих подвигов и с поклоном уходил обратно с венцом на голове, который ему на голову возлагал орел парящий над соответствующей дверью. Мимо дверей шествовал бог Солнца Гелиос. Каждый час Геракл ударял находившейся в правой руке палицей по медному гонгу, который держал в левой руке, а голова Горгоны, установленная на крыше, вращала глазами при каждом бое часов.
В этих водяных часах имелись и другие автоматически движущиеся фигуры. После окончания двенадцати дневных часов приходила в движение фигура Диомеда, который трубил, объявляя приход зори.
Дальнейшая история водяных часов повествует о том, что без развития гномоники как науки, а вместе с ней геометрии, тригонометрии, математики и механики, прогресс в создании водяных часов высокой точности и сложности был бы невозможен.
Европейцы в средние века не только не привнесли ничего нового в устройство водяных часов, но и утратили те знания, которые достались им в наследие после распада Римской империи. Немногие водяные часы обустраивались лишь в крупных монастырях.
А вот арабы в средние века изготавливали водяные часы довольно сложного устройства без применения зубчатой передачи. Для передачи движения использовали поплавки, гири и противовесы на веревках, перекинутые через шкив, ролики и блоки. Каждый час отмечался, также как и в сооружении в Газе, открытием одной из 12-ти дверей, выходом фигуры, совершающей некоторые действия и падением металлического шарика в таз.
Существуют данные о двенадцати водяных часах созданных до 1250-го года. Одни из них располагались в Дамаске на башне мечети во времена Саладина.
Однако в дальнейшем, успехи мусульман в механике были использованы для создания и совершенствования весовых инструментов и астрономических приборов.
В средневековом Китае в 1088 году, двумя астрономами были построены водяные часы, которые, как свидетельствует история, отслеживали не только время, но и движение небесной сферы. Помимо собственно времени, они показывали восход и заход солнца, время года, соотношение дневных и ночных часов, присущих данному времени года. Эти водяные часы имели в своем устройстве прототип храпового механизма, который европейцы начнут использовать при изготовлении механических часов.
На этом история водяных часов не заканчивалась. В дальнейшем, широкое распространение получают водяные башенные часы. В Европе ими будут продолжать пользоваться вплоть до XVIII века, даже после изобретения механических часов, хотя механизм и был подвергнут серьезному усовершенствованию.