Краткая история часов до 20 века.

Подробная история часов поместиться в книгу солидной толщины, поэтому я представляю вашему вниманию лишь очень краткую версию.

1. Солнечные часы.

Первое известное описание солнечных часов в Древнем Египте - надпись в гробнице Сети I, датируемая 1306—1290 годами до н. э. Там говорится о солнечных часах, измерявших время по длине тени и представлявших собой прямоугольную пластину с делениями. На одном конце её прикреплён невысокий брусок с длинной горизонтальной планкой, которая и отбрасывала тень. Конец пластины с планкой направлялся на восток, и по меткам на прямоугольной пластине устанавливался час дня, который в Древнем Египте определялся как 1/12 промежутка времени от восхода до заката. После полудня конец пластины направлялся на запад.

 Один из них восходит ко времени правления Тутмоса III и датируется 1479—1425 годами до н. э., второй — из Саиса (по другим данным — из Файюма), он датируется 1000—600 годами до н. э. Оба инструмента хранятся в Берлинском египетском музее, первый — под инвентарным номером 19744, второй — под номером 19743. На конце у них есть только брусок, без горизонтальной планки, а также имеется желобок для отвеса для придания устройству горизонтального положения.

Различные типы древнеегипетских солнечных часов из коллекции Лувра. В торце L-образных часов помещено изображение фараона Аменхотепа III, преподносящего богу Ра-Хорахте фигуру Маат.

Реконструкция солнечных часов по описанию из гробницы Сети I.

Солнечные часы из Саиса:88 (или Файюма), 1000—600 гг. до н.э.

Египетские «звездные часы» (мерхет), около 600 года до н. э..

Принцип использования L-образных часов.

Другими двумя типами древнеегипетских часов, измерявших время по длине тени, были часы, в которых тень падала на наклонную плоскость или на ступени. Они были лишены недостатка часов с ровной поверхностью, в утренние и вечерние часы тень выходила за пределы пластины. Эти типы часов были объединены в модели из известняка, хранящейся в Каирском египетском музее и датируемой несколько более поздним временем, нежели часы из Саиса. С одной стороны модели — 2 наклонные плоскости со ступенями, одна из них была ориентирована на восток, другая при этом указывала на запад. До полудня тень падала на первую плоскость, постепенно опускаясь по ступеням сверху вниз, а после полудня — на вторую плоскость, постепенно поднимаясь снизу вверх, в полдень тени не было. С другой стороны модели — 2 наклонные плоскости без ступеней, этот тип часов действовал аналогично часам со ступенями. Конкретной реализацией типа солнечных часов с наклонной плоскостью были переносные часы из Кантары, созданные около 320 года до н. э. с одной наклонной плоскостью, на которой были нанесены деления, и отвесом. Плоскость ориентировалась на Солнце.

Модель солнечных часов из Каирского египетского музея.

В 2013 году учёные Базельского университета сообщили о находке солнечных часов, предположительно вертикальных, возрастом в 3,3 тысячи лет, нарисованных на остраконеизвестняка. Они были обнаружены в Долине царей возле жилища рабочих между гробницами KV29 и KV61.

Вертикальные солнечные часы из Долины Царей.

Совершенствованием солнечных часов занимались римляне.

Солнечные часы из храма Аполлона в Помпеях.

Реконструкция византийских портативных солнечных часов.

Принцип работы византийских портативных солнечных часов.

С падением Римской империи искусство изготовления солнечных часов в Западной Европе пришло в упадок. Но уже в  VII веке папа Сабиниан распорядился помещать часы в церквях, чтобы узнавать время дня. 

Часы кельтского типа нередко обнаруживают на кладбищах. Самыми древними из них считаются часы в Килмалкедаре в ирландском графстве Керри, расположенные на пути паломников к горе Брандон, месту упокоения святого Брендана.

Часы из Килмалкедара.

Музей Нотр-Дам в Страсбурге.

Были солнечные часы с горизонтальным циферблатом и вертикальным гномоном (стрелкой), но они были парковым украшением, так как требовали большого открытого (не загороженного окружающими знаниями) пространства и имели ограниченных обзор, так как к ним надо было близко подойти.

Пастушьи часы (также известные как столбовые часы или цилиндрические часы) — это разновидность солнечных часов, которые измеряют высоту солнца с помощью так называемой обратной тени. В их конструкции должна быть предусмотрена фиксированная широта, но при этом они небольшие и портативные. Они названы в честь пиренейских пастухов, которые наносили такие солнечные часы на свои посохи. Такие солнечные часы были очень популярны в XVI, XVII и XVIII веках.

Самое раннее описание пастушьих часов в том виде, в котором они известны сегодня, принадлежит Герману Райхенау, бенедиктинскому монаху XI века, который назвал их cylindrus horarius.

Пастушьи часы на картине Гольбейна "Послы", 1533 год.

Были и другие конструкции солнечных часов.

2. Водяные часы (клепсидра).

Клепсидры использовались для определения ночного времени, когда не было возможности определять время по солнечным часам.

Самые ранние упоминания о клепсидрах относятся к Древнему Египту — около 1500–1400 годов до н. э.. 

Египтяне использовали сосуды с ровным отверстием, из которых вода равномерно вытекала, позволяя отсчитывать часы. Для обеспечения равномерного снижения уровня воды сосуд часто придавали форму конуса, суживающегося ближе ко дну. 

В последствии были сконструированы более сложные конструкции клепсидр, но усложнение и удорожение не прибавили точности и удобства использования. Получились просто занимательные игрушки.

Преимущества клепсидры перед солнечными часами заключались в том, что она не зависела от времени суток и погоды, могла использоваться в любое время. 

Название «клепсидра» происходит от греческих слов klepto ("скрывать") и hydor ("вода"), что буквально означает "похититель воды".

3. Огненные часы.

Известно три основных типа таких часов:

1. Фитильные часы. Представляли собой длинный шнур из сухой древесины или грибов, на котором завязывали узелки. Позже металлический фитиль покрывали смесью дёгтя с опилками, а через определённые промежутки к нему прикрепляли металлические шарики на нитях. Когда нить перегорала, шарик падал, сигнализируя об истечении определённого промежутка времени. Скорость сгорания фитиля зависела от многих факторов, поэтому для точного использования требовался большой опыт. В Китае фитильные часы иногда делали в форме дракона с держателем для палочки в хребте. Распространения не получили.
2. Свечные часы. В Китае для них изготавливали специальный состав: древесину определённых сортов (например, сандал или корень вяза) растирали в порошок, смешивали с древесной пылью, благовониями и водой. Из полученной пасты формировали спиралеобразные или прямые палочки-свечи. На их поверхности наносили метки, и сгорание определённого отрезка соответствовало определённому промежутку времени. Иногда в фитиль добавляли пахучие травы, чтобы каждый час свеча издавала разный запах. В Японии такие часы называли «сенько», а в Китае — китайскими спичками. В Европе свечные часы появились примерно в XIII веке. Они представляли собой длинную (около метра) свечу с нанесённой на неё шкалой. К боковым сторонам иногда прикрепляли металлические штырьки, которые падали по мере выгорания свечи, создавая звон. Известно, что свечными часами пользовались короли Карл V и Людовик IX.

Лампадные часы. В лампу из глины или стекла наливали растительное масло, а фитиль подбирали так, чтобы его хватало на определённый период горения. Часто лампы делали расширяющимися кверху, чтобы уровень масла понижался равномерно: когда масла много, оно горит быстрее из-за большего давления, но за счёт расширения лампы вверху площадь сечения там велика, поэтому уровень масла уменьшается пропорционально выгоревшему объёму. Такие часы часто использовали рудокопы: в лампу наливали масла на 10 часов горения, и когда оно заканчивалось, заканчивался рабочий день. Со временем глиняные колбы заменили стеклянными.

4. Песочные часы.

По сути песочные часы являются усовершенствованием водяных.

Нет никаких свидетельств о существовании песочных часов в Европе до позднего Средневековья; первый задокументированный пример относится к XIV веку — это изображение на фреске «Аллегория доброго правления» 1338 года работы Амброджо Лоренцетти.

Сначала песочные часы состояли из двух отдельных сосудов-«луковиц», которые разделялись металлической пластиной с маленькими отверстиями.

После 1750 года песочные часы уже представляли собой единое устройство, в одном из сосудов сохранилось отверстие, которое было закупорено пробкой.

С 1800 года в обиход вошли песочные часы, у которых отверстие было ликвидировано стеклодувом, так что они стали воздухонепроницаемыми.

Корабельные часы.

Песочные часы с автоматическим счетчиком.

Главная достопримечательность Музея Песка в японском городе Ода – это песочные часы высотой более пяти метров. Еще одна удивительная их особенность состоит в том, что отсчитывают они ровно один год. При этом время отсчитывается с невероятной точностью. Часы запустили 1 января 1991-го года, а недавно они попали в Книгу рекордов Гиннесса.

Внутри удивительного механизма находится 629 миллиардов песчинок общим весом в одну тонну 368 граммов. Песок для часов собрали в районе префектуры Ямагата на берегу Японского моря, потом его тщательно отсеяли. Диаметр каждой песчинки составляет 0.11 миллиметра, и все они непрерывно текут через узкий канал диаметром в 0.84 миллиметра. Часы называются Sunagoyomi, что в переводе с японского означает «Песчаный календарь». Механизм спрятан внутри пирамидального строения. Каждый год ровно в полночь 1 января механизм переворачивается, и начинается отсчет нового промежутка времени. Это считается большим событием, посмотреть на начало отсчета нового года сюда приходят тысячи посетителей.

5. Механические часы с гирей.

Первые механические часы с жидкостным спусковым механизмом были созданы в Танском Китае в 725 году нашей эры мастерами Исином и Лян Линцзанем. Из Китая технология, вероятно, распространилась на арабский мир.

 Считается, что идея механических часов пришла в Европу с Востока — уже в VIII в. арабы делали сложнейшие шестерёнчатые (т. е. с зубчатой передачей) механизмы для клепсидр с двигающимися фигурками и боем. Тонкости устройства зубчатой передачи мог донести до европейцев механик-монах Герберт (будущий римский папа Сильвестр II), изучавший в Испании арабские астрономические приборы и клепсидры. Герберту приписывают создание в 1000 г. первых часов, движущей силой которых была не струя воды, как в клепсидре, а тяжёлая гиря. Об использовании гири как двигателя Герберт мог узнать из описания механизма открывания дверей Герона. Если Герберт и был создателем первых механических часов (что не подтверждено), в X в. его идея не прижилась.

 Древнейшие упоминания башенных часов в английских хрониках датируются концом XIII века: в 1283 году астрономические часы установили в соборе приората августинцев в Данстейбле (Бедфордшир), а в 1288 году — в башне собора Вестминстерского аббатства. Достоверно известно, что простые по конструкции механические башенные часы были построены в Милане в 1335 году.  К концу 1300-х годов почти каждый итальянский город имел свои часы. В 1348–1364 годах итальянский учёный Джованни де Донди изобрёл механические часы, которые наряду с отсчётом времени воспроизводили движение Солнца, Луны и пяти планет. cyberleninka.

В 1354 году в Страсбурге установили башенные часы, которые отмечали часы, части суток, праздники церковного календаря, Пасху и зависящие от неё дни. В полдень перед фигуркой Девы Марии склонялись фигурки трёх волхвов, а позолоченный петух кукарекал и бил крыльями; специальный механизм приводил в движение маленькие цимбалы, отбивавшие время. До наших дней от Страсбургских часов уцелел только петух. 

Что же дало возможность работать часам с гирей ? 

Объёмный механизм с большой и тяжёлой гирей на длинном канате требовал вместительного корпуса — поэтому-то часы и помещались в башнях. Канат гири наматывался на гладкий деревянный вал. Гиря тянула канат вниз, разматывая его и вращая вал. На вал насаживали главное зубчатое колесо, сцепленное с шестерёнками передаточного механизма, передающими вращение вала стрелке.

Но под воздействием силы тяжести груз опускается не равномерно, а с ускорением: чем ближе к земле, тем быстрее падает гиря и скорее вращается вал. Следовательно, все шестерёнки вращаются с ускорением, двигая стрелку часов всё быстрее и быстрее, и каждый следующий час получается короче предыдущего. Так время не измерить.

Самым первым спусковым механизмом, появившимся в Европе примерно в 1275 г., был шпиндельный, который называли также корончато-штыревым механизмом. Он появился ещё до маятника. Как он был устроен ?

Средневековые механики ничего не знали об ускорении, но на практике увидели, что нельзя доверять ход часов только силе падения груза. Нужно снабдить механизм регулятором — устройством, сводящим ускорение на нет. Идею подсказали рычажные весы. Издавна заметили, что, если в чашки весов положить равный груз и вывести весы из равновесия, коромысло весов будет довольно равномерно раскачиваться.

С каждым разом плечи коромысла будут подниматься и опускаться с меньшим размахом (амплитудой), но период (длительность) колебаний коромысла останется неизменной. За первую минуту плечи весов качнутся столько же раз, сколько и за каждую последующую до полной остановки. Механики придумали использовать равные периоды колебаний коромысла для преобразования плавного вращения вала во вращение прерывистое, когда колесо делает равные подвижки за равные промежутки времени. В часах коромысло называется билянцем (фолио) — это стержень-рычаг с равными грузиками на концах.

Для поддержания колебаний регулятора-билянца и связи его с передаточным шестерённым механизмом служил спусковой механизм — шпиндель с двумя лопатками, которые располагались под углом 90° друг к другу и вклинивались между зубцами коронного(храпового или ходового) колеса. Коронное колесо, вращаемое колёсной передачей от вала, вращало и шпиндель, воздействуя на его лопатки. Одновременно на шпиндель воздействовали колебания билянца, к центру которого он также был прикреплён.

Как только одно плечо билянца опускалось, шпиндель поворачивался, и одна из его лопаток входила в зацепление с зубцом коронного колеса, тормозя его вращение. Однако, когда плечо билянца поднималось, поворачивая шпиндель в обратном направлении, лопатка под давлением колеса отпускала зубец и давала колесу провернуться. Но тут же другая лопатка вклинивалась между следующими зубцами, снова останавливая колесо. Так в соответствии с постоянностью периодов колебания билянца лопатки шпинделя в равные промежутки времени поочередно останавливали и отпускали колесо. Регулируя вращение коронного колеса, билянец в то же время получал от него энергию движения, не позволяющую его коромыслу вернуться в состояние равновесия и остановиться.

Именно шпиндельный спуск и обеспечил работу механических часов.

 Старейший из сохранившихся часовых механизмов (1386 г.) собора Солсбери не имел циферблата, каждый час отмечая только ударами колокола. В первых механических часах не было стрелок, и циферблат крутился вокруг одной точки. Часы с одной стрелкой появились в XV веке. 1585 год — швейцарско-немецкий математик и астроном Йост Бюрги сконструировал часы с тремя стрелками: кроме часовой и минутной, была встроена ещё и секундная стрелка. С помощью этих часов стало возможным измерять новую единицу времени — секунду.

Первое упоминание о диковинных часах с кукушкой восходит к 1629 году, когда аугсбургский аристократ Филипп Хайнхофер преподнёс такие часы в качестве подарка курфюрсту Саксонии Августу. 

В 1637 году итальянский физик, астроном и механик Галилео Галилей предложил в качестве часового регулятора использовать маятник, период колебания которого, в отличие от билянца, строго постоянен.

В 1657 г. маятниковые часы сконструировал голландский астроном Х. Гюйгенс. Часы Гюйгенса с новым спуском-поводком вместо шпиндельного спуска ошибались всего на 10 секунд в сутки. С такой точностью минутная стрелка, появившаяся в часах ещё в XVI в., стала оправдывать своё назначение.

В 1660-х годах английские часовщики обнаружили, что длинный маятник может показывать время точнее, чем короткий. 

В 1676 г. революцию в часовом деле произвело изобретение английского часовщика В. Клемента — анкерный (якорный) спуск. Насаженный на ось маятника якорь, раскачиваясь вместе с маятником, двумя своими палетами (концами) поочередно сцеплялся с зубьями коронного колеса, подчиняя его вращение периоду колебаний маятника. Одновременно якорь через палеты получал толчки от коронного колеса и, передавая их маятнику, поддерживал его колебание. Появление маятниковых часов с анкерным спуском решило проблему точности стационарных (не переносных) часов.

В 1695 году Томас Томпион предложил использовать изобретённый им цилиндровый ход. Через тридцать лет его усовершенствовал Георг Грагам (Грахам), что позволило использовать такой пуск вместо менее удобного шпиндельного хода. Ход Грагама до сих пор используется в напольных, настенных и настольных часах высокого класса точности.

6. Механические часы с пружинным заводом.

Механические часы с пружинным заводом появились в 15 веке. 

Первыми в истории карманными часами признаны часы-помандер, или Нюрнбергское яйцо, 1505 года.

Их изготовил легендарный немецкий часовщик Петер Хенляйн (Peter Henlein). Минутной стрелки нет, только часовая. Зато механизм работает даже спустя 500 лет так, что может продержаться без подводки до 12 часов.

Назвали их "нюрнбергскими яйцами" не столько из-за их формы, сколько по созвучию латинского слова "час" с немецким "яйцо". На самом деле часы имели скорее форму округлой коробочки.

 Минутная стрелка появилась на циферблате только после 1680 г. И все же большинство часов вплоть до 1700 г. ее не имели. Ну а секундная стрелка стала привычной деталью часов только после 1750 г..

Носили Нюрнбергское яйцо на шее или на поясе на цепочке.

 В XVI в. часовщики изобрели регулятор в виде колёсика-маховика, а Гюйгенс в 1674 г. снабдил этот маховичок спиральной пружинкой. Оба конца пружинки были жёстко прикреплены - один к корпусу часов, другой к маховичку. Как только маховичок закручивали, сцепленная с ним пружинка, стремясь вернуть себя в нейтральное положение, тянула его обратно. В обратном вращении маховик по инерции перекручивал пружинку, а та тянула его назад. Так маховичок крутился туда-сюда, создавая периодические колебания, подобные колебаниям маятника. Но, в отличие от маятника, этот балансирный регулятор (балансир) работал в любом положении. Маховичок приводил в движение сцепленную с ним анкерную вилку, а через неё палеты анкера.

В конце XVII века английский математик Фатио де Дюилье открыл метод сверления рубинов с использованием алмазного инструмента. Просверлённые таким образом рубины стали использовать в качестве часовых подшипников, что повысило точность и долговечность механических часов.

В 1740 году часовщиком Б. Гентсманом был открыт способ получения литой стали, которая стала лучшим материалом для изготовления часовой пружины. 

Несколько позже Жан Антуан Лепот стал изготавливать плоские карманные часы, после чего толщина механизма стала уменьшаться (до 9 мм). Часы стало удобно носить в кармане.

Первые наручные часы были изготовлены в 1809 году по заказу Жозефины, супруги Наполеона.

С 1850 года часы на запястье стали продаваться во Франции. Их удобство первыми признали моряки. В 1880 году немецкое адмиралтейство заказало партию наручных хронометров для морских офицеров. Популярными их сделала Первая мировая война — наручными моделями больше всего пользовались авиаторы и артиллеристы.

О траншейных часах можно почитать здесь - https://author.today/art/196237

7. Механические часы в России.

Достоверный письменный источник датирует первое появление часов на Руси 1404 годом, удостоверяя установку на башне московского дворца великого князя Василия Дмитриевича часов с боем. История сохранила даже имя первого часовщика: им был афонский монах Лазарь Серб.

После петровских преобразований в начале XVIII века ввоз часов в Россию возрос. Увеличилось и количество часовщиков. Россия задумалась и собственном часовом производстве. В 1769 году под патронажем государства создаются часовые фабрики в Санкт-Петербурге и Москве.  Но массовым явлением их было назвать нельзя. Скорее, каждый такой механизм был диковинкой, способной поразить гостей и подчеркнуть престиж хозяина.

Положение изменилось в XIX веке, чему поспособствовала таможня. Часы тогда относились к предметам роскоши, поэтому облагались высокой пошлиной. За часы в стальном корпусе пошлину брали в размере 1 рубль 30 копеек. Если же корпус был изготовлен из золота пошлину поднимали до 6 рублей 30 копеек. Но части механизма спокойно можно было ввести в Россию, уплатив 75 копеек за фунт деталей. Поэтому западные фирмы организовывали в России цеха по сборке. Убедившись, что особых сложностей в этом деле нет, кустарные мастерские стали открывать и народные умельцы. 

Символическое проникновения часов с Запада зафиксировано горделивой надписью: «Первая в России фабрика часов Л. Хмелевского, Лодзь», так как на то время этот польский город входил в состав Российской империи. Совместное предприятие там открыли Л. Шевахович и Л. Хмелевский в 1879 году. Фабрика выпускала настенные часы, откуда они развозились по западным регионам и центральным губерниям России. На местах им давали прозвища «будка», «регулятор» и «ходики». Постепенно число рабочих выросло до полутора сотен, а ежегодное количество – до 65 000 штук. В зависимости от сложности механизма и его отделки часы продавали по цене от полутора до 36 рублей. Стоимость большинства ходиков укладывалась в два или три рубля, ориентируясь на небогатые семейства.

Однако куда раньше Лодзевской фабрики свой небольшое часовое производство неподалёку от Москвы в селе Шарапово открыл Герасим Афанасьев. Начинал он, можно сказать, с нуля. В его распоряжении был лишь токарный станок, работавший от непрестанного движения ногой, и делительная машинка для нарезки зубьев, которую, изучив доступные аналоги, придумал сам мастер. Помощь ему оказывал крестьянин Пётр Егоров, ранее работавший в оптическом заведении купца Московского, занимавшегося также выделкой часов (г. Москва). По разным сведениям, начало работ относят к 1860 году. Через полтора десятилетия, в 1875 году, добившись выпуска 1500 часов год.

 По исследованиям 1914 года в "афанасьевской" мастерской уже было 56 рабочих. Теперь годовое количество производимых там часов равнялось 30 тысячам.

Мастерская Герасима Афанасьева стала корнем для развития кустарного часового промысла в Звенигородском и Волоколамском уездах. Часовые мастерские образовались ещё в девяти дворах села Шарапова. Среди них объёмами выделялась фабрика Василия Ильича Платова. Кроме Василия Платова изготовлением часов в Шарапово занимался и его младший брат – Степан Платов. Производству способствовала близость Москвы, хоть и не такой богатой, как столица, но всё же более обеспеченной, чем отдалённые районы страны. Среди подмосковных часовых кустарей можно выделить Алексея Дмитриева. Большой объём также выдавли мастерские Б. Рейнина, П. Мореля и М.С. Родионова. Последний сумел довести производство до уровня фабрики, располагавшейся в Зарядье.

Общий ежегодный объём Шараповской продукции к 1913 году достиг 95 000 часов. 

О часах "Павел Буре" в России - https://author.today/art/196204