Солнечные часы — это устройство, которое показывает время с помощью светового пятна или тени, отбрасываемой положением Солнца на шкале отсчета. [4] Когда Земля вращается вокруг своей полярной оси , солнце, кажется, пересекает небо с востока на запад, поднимаясь на восходе солнца из-под горизонта в зенит в полдень и снова опускаясь за горизонт на закате. Как азимут (направление), так и высота (высота) могут использоваться для создания устройств для измерения времени. Солнечные часы были изобретены независимо в каждой крупной культуре и становились более точными и сложными по мере развития культуры. [5]
Солнечные часы используют местное время . До появления железных дорог в 1840-х годах местное время отображалось на солнечных часах и использовалось правительством и торговлей. До изобретения часов солнечные часы были единственным способом измерения времени. После изобретения часов солнечные часы сохранили свое значение, поскольку часы необходимо было регулярно переустанавливать с солнечных часов, потому что точность ранних часов была низкой. Часы и солнечные часы использовались вместе для измерения долготы . Циферблаты были размечены с помощью линеек и циркулей. В конце девятнадцатого века солнечные часы стали объектами академического интереса. Использование логарифмов позволило использовать и изучать алгебраические методы разметки циферблатов. Больше не будучи утилитарными, солнечные часы оставались популярными украшениями, и несколько популярных книг способствовали этому интересу и приводили конструктивные подробности. Доступные научные калькуляторы сделали алгебраические методы такими же доступными, как и геометрические построения , а использование компьютеров сделало проектирование циферблата тривиальным. Наследие солнечных часов было признано, и по всему миру были созданы общества любителей солнечных часов, а некоторые законы сделали изучение солнечных часов частью своих национальных школьных программ . [5]
Самые ранние домашние часы, известные по археологическим находкам, — это солнечные часы (1500 г. до н. э.) в Древнем Египте и древневавилонской астрономии . Древние аналемматические солнечные часы той же эпохи (около 1500 г. до н. э.) и их прототип были обнаружены на территории современной России. [6] [7] [8] [9] Гораздо более ранние обелиски , которые, как когда-то считалось, использовались также в качестве солнечных часов, размещались в храмах, построенных в честь фараона, теперь считаются всего лишь мемориальными. [10] Предположительно, люди определяли время по длине тени еще раньше, но это трудно проверить. Примерно в 700 г. до н. э. в Ветхом Завете описываются солнечные часы — «циферблат Ахаза», упомянутые в Исаии 38:8 и 4 Царств 20:9 (возможно, самое раннее упоминание о солнечных часах, которое можно найти где-либо в истории), — которые, вероятно, были египетской или вавилонской конструкции. Солнечные часы также были разработаны в Куше . [11] [12] Солнечные часы существовали в Китае с древних времен, но очень мало известно об их истории. Известно, что древние китайцы разработали форму солнечных часов около 800 г. до н. э., и солнечные часы в конечном итоге эволюционировали в очень сложные водяные часы к 1000 г. н. э., и когда-то в династии Сун (1000–1400 гг. н. э.) компас иногда также строился на солнечных часах. [13]
Раннее упоминание о солнечных часах датируется 104 годом до н. э. и содержится в собрании экспертов по календарю. [14]
Древние греки разработали многие принципы и формы солнечных часов. Считается, что солнечные часы были введены в Грецию Анаксимандром из Милета , около 560 г. до н. э . Согласно Геродоту , греческие солнечные часы изначально произошли от своих вавилонских аналогов. Греки были в хорошем положении для развития науки солнечных часов, развив науку геометрии и, в частности, открыв конические сечения , которые чертятся солнечным нодусом. Говорят, что математик и астроном Феодосий Вифинский ( около 160 г. до н. э. — около 100 г. до н. э. ) изобрел универсальные солнечные часы, которые можно было использовать в любой точке Земли. [15]
Римляне переняли греческие солнечные часы, и первое упоминание о солнечных часах в Риме относится к 293 г. до н. э., согласно Плинию . [16] Комический персонаж в пьесе Плавта жаловался на то, что его день «разрублен на куски» вездесущими солнечными часами. Римский автор Витрувий, писавший около 25 г. до н. э., перечислил все известные типы циферблатов в Книге IX своего «Об архитектуре» вместе с их греческими изобретателями. [17] Все они, как полагают, являются солнечными часами типа нодус, отличающимися в основном поверхностью, которая получает тень от нодуса. [ необходима цитата ]
Римляне построили очень большие солнечные часы примерно в 10 г. до н. э. , Solarium Augusti , которые представляют собой классический обелиск с основанием в виде узла, отбрасывающий тень на плоский пелекинон . [18] Считается, что Глобус Мателики был частью древнеримских солнечных часов I или II века. [ требуется ссылка ]
Обычай измерять время по своей тени сохранился с древних времен. В пьесе Аристофана «Собрание женщин » Праксагора просит мужа вернуться, когда его тень достигнет 10 футов (3,0 м).
Греческие циферблаты были унаследованы и доработаны астрономами исламских халифатов и европейцами эпохи Возрождения.
Сообщается, что достопочтенный Беда обучал своих последователей искусству определения времени путем интерпретации длины их теней, однако наиболее важной связью Беды с солнечными часами является то, что он поощрял использование канонических солнечных часов для определения времени молитв. [ необходима цитата ] Самые старые солнечные часы в Англии — это циферблат приливов, встроенный в крест Бьюкасл в Камбрии, и датируется 7-м или началом 8-го века. [19]
Поскольку греческие циферблаты были основаны на узлах с прямыми часовыми линиями, они показывали неравные часы , которые менялись в зависимости от сезона, так как каждый день был разделен на двенадцать равных сегментов; часы были короче зимой и длиннее летом. Солнечные часы с гномонами, ориентированными на небесный полюс, способны использовать тот факт, что отметки для равноденственных часов представляют собой семейство прямолинейных сегментов, тем самым позволяя измерять равные часы. Неясно, когда такие солнечные часы были впервые построены. Солнечные часы с полярной осью были построены арабским инженером XIV века Ибн аль-Шатиром , копия которых существует и сегодня, хотя он не был изобретателем устройства. Эта концепция, возможно, была известна за столетия до его времени и появилась в западных солнечных часах по крайней мере с 1446 года. [20] [21] [5]
Затем в Европе произошел взрыв новых конструкций. Итальянский астроном Джованни Падовани опубликовал трактат о солнечных часах в 1570 году, в который он включил инструкции по изготовлению и установке настенных (вертикальных) и горизонтальных солнечных часов. В работе Джузеппе Бьянкани « Constructio instrumenti ad horologia solaria» (около 1620 г.) обсуждается, как сделать идеальные солнечные часы, с сопровождающими иллюстрациями. [ необходима цитата ]
Деревни вокруг Бриансона , Верхние Альпы, Франция были крупным местом производства солнечных часов в 18-м и 19-м веках, по крайней мере, с 400 расписными циферблатами в этом французском департаменте. Среди самых известных производителей солнечных часов этой эпохи был Джованни Франческо Зарбула , который создал сотню из них между 1833 и 1881 годами. [22]
Проектировщики Taipei 101 , первого рекордного небоскреба 21-го века, возродили древнюю традицию. Башня, самая высокая в мире на момент открытия на Тайване в 2004 году, имеет высоту более 500 метров (1600 футов). Дизайн прилегающего парка использует башню в качестве стиля для огромных горизонтальных солнечных часов. [ требуется цитата ]
