Здравствуйте, уважаемые коллеги. Мы продолжаем запись нашего курса, курса "Другая история человечества", посвященного истории изобретений и открытий. И сегодня мы поговорим с вами об изобретениях времени. Ведь человечество всегда сталкивалось с этой проблемой. Нам нужно измерять те или иные интервалы времени нашей жизни. Андрей Станиславович расскажите, какие здесь были проблемы, и как человечество пыталось эти проблемы решить. Проблем множество. Надо уметь считать время, причем уметь считать время в разных масштабах: надо уметь считать дни, надо уметь считать года, надо уметь считать часы, минуты, секунды. А как считать время? Для этого, прежде всего, нужен какой-то эталонный процесс, нечто, что каждый раз свершается примерно за одно и то же время, желательно идеально за одно и то же время. И тогда сравнивая другой процесс с этим эталонным, я могу сказать, сколько времени занял этот другой процесс. Переведем все на конкретные какие-то примеры. Скажем, Солнце совершает свой ход по небосводу с циклом в одни сутки. Вот вам, пожалуйста, способ измерения суток, сравнивайте с движением Солнца. Если последить за движением Солнца, наблюдая, где проходит траектория Солнца, нанесенная на условную карту небосвода, заполненную разными созвездиями, так называемый путь Зодиака — эклиптика, еще говорят астрономы, то можно убедиться в том, что Солнце совершает еще и некий годичный цикл движения по звездному небу и тем самым дает нам возможность измерять интервалы времени сопоставимые с одним годом. Вот на основе наблюдений за такими эталонными процессами движения Солнца по небосводу, собственно и родились календари. Они были, да. То есть фактически все первые эталонные процессы — это были астрономические процессы (сутки, год, месяц). Месяц, кстати, возник из движения Луны. Фактически Луна совершает полный оборот вокруг Земли за время — примерно месяц. Вот отсюда и возникли наш двенадцатимесячный (годовой) календарь. А заодно и неделька. Что такое неделя? Это четыре фазы Луны — растущая, еще более растущая, убывающая и, наконец, совсем убывающая. Хорошо, Андрей Станиславович, а что делать с меньшими интервалами времени? Допустим нам нужно измерить время, за которое Усэйн Болт пробегает стометровку. Не можем же мы использовать астрономические наблюдения. Как мы здесь будем решать эти проблемы? Давайте мы сперва обсудим, как нам измерить время, которое мы с вами затратим на то, чтобы пойти и пообедать. Это немножко дольше, чем Усэйн Болт бежит стометровку. Наверное. Там тоже поможет Солнце, например. Да. Можно воткнуть шест в песочек и нанести рисочки, и посмотреть. Так нанести рисочки, чтобы шест, тень от шеста, проходила через равные промежутки времени. Вот вам и часы. Мы поделили сутки на кусочки, и дальше, сравнивая прошедшее время с тем, насколько сместилась тень, мы можем понять, сколько времени занял, например, наш обед. А вот с Болтом уже сложнее. С Болтом. Вы знаете, вот Андрей Станиславович сказал о первых часах, которые использовало человечество — солнечные часы. Кстати самые разные разновидности этих солнечных часов были и вертикальные, и экваториальные, и горизонтальные, и можно долго о них говорить, и вообще серьезное достижение человечества. Но все-таки про Болта, пожалуйста. Хорошо, сейчас я продолжу. Были у нас и водяные часы. Были и огненные часы, когда мы использовали те или иные свечки, веревки, поджигали их и измеряли интервалы времени, за который сгорал, например, тот или иной кусок веревки. Ясно, что точность измерения интервала времени с помощью таких процессов была очень и очень невысокая. Что же делать, Андрей Станиславович? Было много разных идей. Были еще, так сказать, песочные клепсидры, которые, так сказать, используются и до сих пор. И все равно тоже не очень точные. В конце концов, вот все, кто учился в школе, должны помнить: механика учит нас, что есть некоторые эталонные процессы, действительно повторяющиеся очень регулярно за одно и то же время. Например, колебания маятника. Если подвесить груз на веревочке и отклонить его от положения равновесия, он будет совершать одно полное колебание точно в одно и то же время. Независимо от амплитуды. Вещь непростая и совершенно не примитивная. Кстати, первым это заметил Галилей. По его собственным описаниям он наблюдал колебания люстры в пизанском соборе и по своему пульсу заметил, что при раскачивании люстры или при затухании этих колебаний, время одного колебания оставалось точно одинаковым. И Галилей предложил использовать маятник в качестве эталона времени в часах, соединив его со счетчиком колебаний. Вот эта была идея Галилея, которую он не реализовал до конца своей жизни. И его работы подхватил знаменитый голландский физик Христиан Гюйгенс, который сделал в часах больше или для часов, для нас с вами, в конце концов, больше, чем все остальные физики вместе взятые. Вы знаете, знаменитый физик Зоммерфельд назвал Христиана Гюйгенса знаменитым ученым и гениальнейшим часовщиком. Вот так. Да, вообще для 15–16 веков часовщик — это инженер. Так и говорили: часовщик — это инженер 15–16 веков. Можно так вернее сказать, так не говорили, но так можно сказать. Но для развития часовых механизмов, позволяющих человечеству точно измерять время, причем время на небольших интервалах (секунды, минуты, часы), кроме замечательного ученого Гюйгенса, очень большой вклад в это развитие внес и человек, который, в общем-то, ученым не был, некий Джон Харрисон. Что же он сделал? Вообще вся эта эпоха, о которой мы говорим — 17 – начало 18 века — это была эпоха активных великих географических открытий. Люди научились плавать, пересекать океаны, пересекать моря, окрыли Америку, отрыли Австралию и совершали многочисленные путешествия, в том числе коммерческие и в этом участвовало много людей. И для того чтобы путешествие было более безопасным, нужно каждый момент знать где ты находишься. И сравнить свое местоположение с какой-то точкой на карте. Как это узнать? У любой точки на поверхности Земли есть, как мы знаем, широта и долгота. Как определить широту? Надо дождаться полдня и посмотреть на Солнце. Под каким углом Солнце, под таким и широта. А как мы определим полдень? Полдень надо определить, надо дождаться, когда Солнце поднимется в самую верхнюю точку своего суточного дугообразного пути. Конечно же. Но как определить долготу? А вот тут все хитрее, Сергей Евгеньевич. Да, долгота это положение точки на поверхности Земли, по отношению к Гринвичскому меридиану. То есть фактически долгота связана с часовым поясом. Если мы научимся измерять время в точке на местности и будем знать, сколько в этот момент, какое время в Гринвиче, то мы поймем, насколько наша точка по долготе отстает от Лондона, от Гринвича. Для этого нужно было сохранить Гринвичское время. Сейчас мы делаем очень легко. Я поеду в Лондон, поставлю Гринвичское время и дальше с этими часами буду ездить куда угодно, и буду видеть, сколько сейчас времени в Гринвиче. Открою Вам тайну, Сергей Евгеньевич. Я могу это сделать, не ездя в Лондон. Но я лучше съезжу. Так вот, в то время это сделать было невозможно. Маятниковые часы — маятниковые часы Гюйгенса — не работали на корабле. Качка. Она сбивала колебания маятника. И где-то в начале 18 века, конец 17 – начало 18 века английский парламент объявил конкурс. Конкурс очень серьезный с большими денежными премиями. Первый приз был 20 тысяч фунтов — это гигантские деньги по тем временам. И эти деньги давались тому, кто научился бы определять долготу на местности с точностью 30 морских миль. Такой конкурс был объявлен. В нем учувствовали практически все физики, пытались получить этот первый приз. Но получил его Харрисон. И вот сейчас Андрей Станиславович расскажет о том, как же это происходило. Дело в том, что Джон Харрисон практически часовой механик. И с маятниковыми часами имел дело на практике долго, много. Он их делал, он их чинил. И он сообразил, что если сделать маятник на карданном подвесе? Карданный подвес — мы не будем, так сказать, подробно на этом останавливаться — но это очень хитрая система подвесов, которая позволяет колебаться маятнику в разных плоскостях, то он компенсирует качку. И тогда такие часы смогут ходить на корабле. И сохранить Гринвичское время. И он добился того, что его часы сохраняли время. То, что я сейчас скажу — в это трудно поверить даже в 21 веке — они уходили от истинного времени за несколько месяцев, порядка 3 месяцев, на 2 секунды. Это фантастически точные часы. Правда, к этому времени английский парламент изменил условия конкурса и сказал: Господин Харрисон, все прекрасно, но слишком большая бандура эти ваши часы. Не поместятся они. Мы меняем конкурс, часы должны быть компактными. И опять же Джон Харрисон нашел, как решить эту проблему. Он вспомнил об идее Роберта Гука, который заменил маятник спиральной пружиной. У Гука были свои собственные часы, кстати, которые он подарил королю, королю Карлу II, ему они очень понравились, и в которых спиральная пружина выполняла функции маятника. Вот Харрисон использовал ее. И его конечный продукт, так скажем, часы — хронометр, морской хронометр, который Харрисон использовал на кораблях, был в диаметре 10–15 см. То есть он удовлетворял всем условиям, объявленным английским парламентом, и точно также сохранял Гринвичское время с уходом вот такого же масштаба, как сказал об этом Андрей Станиславович — 2–3 секунды за несколько месяцев. И, в конце концов, получил деньги. Правда, к этому времени ему исполнилось 83 года. Так что справедливость иногда настигает человека, но, может быть, правда, очень и очень небыстро, не очень быстро. А что же сейчас, Сергей Евгеньевич? Сейчас у нас есть много, множество самых разных часов — это и механические часы и кварцевые часы. В кварцевых часах мы используем кристалл кварца, который совершает некие специфические колебания с очень медленно меняющимися или совсем мало меняющимися параметрами. Атомные часы, которые нужны нам для навигации и для самых-самых разных целей. Может быть в какой-нибудь одной из следующих наших лекций мы о такого рода часах тоже расскажем. А сейчас мы с вами прощаемся. Приходите! Скучно не будет! До свидания!
