Tadeusz Przypkowski ››› Po drodze w kosmos, Warszawa 1961

Miara czasu

13 wrze郾ia 2013, godz. 01:52
 
Astrolabium arabskie z r. 1054, najstarszy instrument naukowy w PolsceZasadniczym prawem fizycznym, na jakim opiera si? pomiar czasu, jest prawo powszechnego ci??enia. Na prawie ci??enia w jego przejawach we wszech?wiecie opieraj? si? wspomniane ju? najstarsze zegary ?wiata, to znaczy zegary s?oneczne. Zegar s?oneczny jest ze wszystkich zegar闚 najbardziej zwi?zany z wszech?wiatem, gdy? przez cie? rzucany wskaz闚k? – gnomonem wi??e si? on bezpo?rednio z tym olbrzymim zegarem, jakim jest nasz uk?ad s?oneczny i ruch Ziemi wok? S?o?ca. Ruch ten odcina jednostki czasu zwane przez nas godzinami. Zalet? zegara s?onecznego jest to, i? mo?na na jednej jego tarczy przedstawi? w krzy?uj?cych si? podzia?kach r?ne sposoby liczenia godzin, jakie tu poprzednio wspominano.
Gnomon Retyka pod Krakowem w r. 1557Jeden z najlepszych tego rodzaju zegar闚 i to jeden z najlepszych w Europie posiada? ratusz w Gda?sku. Niestety, w r. 1955 zniszczono go nieumiej?tn? restauracj?, zacieraj?c jego cechy naukowe. Pierwotny jego wygl?d dawa? nam mo?no?? odczytania z jednego wskazania cienia wskaz闚ki godziny r闚nej, to znaczy jednej z 24 godzin r闚nych, na jakie dzieli si? doba wed?ug naszego podzia?u; dalej godziny nier闚nej, to znaczy jednej z dwunastu godzin, na jakie podzielony jest dzie? od wschodu do zachodu s?o?ca, bez wzgl?du na d?ugo?? dnia; wreszcie ilo?ci godzin r闚nych, jakie up?yn??y od ostatniego zachodu s?o?ca, oraz godzin, jakie up?yn??y od ostatniego wschodu. Bardzo ciekawym dla nas oznaczeniem by?a nazwa "godziny polskie", na oznaczenie godzin liczonych od zachodu s?o?ca. Godziny te nazwano w Gda?sku polskimi, na po?udniu Polski – ?l?skimi, na ?l?sku – czeskimi, w Czechach – w?oskimi, we W?oszech za? – ?ydowskimi.
Zegary s?oneczne przeno?ne posiada?y bardzo bogat? ilo?? kszta?t闚. To bogactwo postaci zegar闚 s?onecznych odbija tak?e od rodzaj闚 postaci zegar闚 mechanicznych, kt鏎e przewa?nie musz? posiada? okr?g?? tarcz? z rozmieszczonymi na otoku cyframi godzin, a tylko w nielicznych wyj?tkach od tego schematu odchodz?. W zegarach s?onecznych samo rozmieszczenie oznacze? godzinnych mo?e posiada? najr?niejsz? posta?, tak jak sam zegar mo?e posiada? rozmaite kszta?ty, i to ?ci?le zwi?zane z jego funkcj?, a nie tylko b?d?ce wyrazem artystycznego wyposa?enia przyrz?du, jak przy wi?kszo?ci zegar闚 mechanicznych.
Torquestum Marcina Bylicy w Olkusza, z roku oko?o 1487 – widoczny jest zegar s?oneczny w podstawie instrumentuDo najcz??ciej spotykanych typ闚 tego w swoim czasie najbardziej popularnego zegarka przeno?nego, jakim by? zegarek s?oneczny, nale?a? typ z?o?ony z dwu tabliczek po??czonych zawiaskami. W poziomej p?ytce by? umieszczony kompas magnetyczny do ustawiania zegara wed?ug stron ?wiata; wok? kompasu – skale godzinowe i to zwykle w paru kr?gach, gdy? ich rozstawienie by?o zmienne, w zale?no?ci od szeroko?ci geograficznej danego miejsca. Cz?sto, szczeg鏊nie w XVI i XVII wieku, umieszczano obok zegarki ma?e, dwa osobne lub w jeden po??czone, kt鏎e wskazywa?y, ile godzin up?yn??o od wschodu, a ile jeszcze up?ynie do zachodu s?o?ca. Mia?o to du?e znaczenie dla podr?nych, usi?uj?cych podr?owa? raczej w czasie dnia, a unikaj?cych podr?y noc?. P?ytka pionowa mia?a kilka dziurek do przewleczenia nitki, kt鏎a zast?powa?a wskaz闚k?. Nitka ta by?a przymocowana w centrum podzia?ek godzinowych w p?ytce poziomej, w p?ytce pionowej za? by?a przewlekana przez otw鏎 odpowiadaj?cy danej szeroko?ci geograficznej. Obok umieszczano nazwy miast z podaniem ich szeroko?ci geograficznych. Wreszcie g鏎na cz??? pionowej p?ytki posiada?a czasem jeszcze jeden zegarek osobny, wskazuj?cy d?ugo?? dnia w danym okresie roku. Zegarki te wyrabiano przewa?nie z ko?ci s?oniowej lub z jakich? szlachetniejszych gatunk闚 drzew. W zasadzie wywodz? si? one od typu stosowanego jeszcze w produkcji Peuerbacha w XV wieku w Wiedniu. Ich szersz? produkcj? rozpocz?? w XVI wieku jeden ze wsp?pracownik闚 Regiomontana w Norymberdze. Potem za? w XVII i XVIII wieku wyr鏏 ich przyj?li zegarmistrze Augsburga, zasypuj?c tymi swymi wyrobami ca?y ?wiat.
?redniowieczny zegar s?oneczny z godzinami nier闚nymi (po lewej) oraz naukowo obliczony zegar z godzinami r闚nymi i wskaz闚k? r闚noleg?? do osi ?wiata (po prawej)Augsburg ws?awi? si? jednak jeszcze i drugim powszechnie u?ywanym typem zegarka s?onecznego. By? on szczeg鏊nie przydatny w dalekich podr?ach, gdy? mo?na go by?o u?ywa? nie tylko w niewielkim pasie szeroko?ci geograficznych, odpowiadaj?cych ?rodkowej Europie, lecz na ca?ym ?wiecie. Zegarek taki mia? p?ytk? otaczaj?c? kompas magnetyczny; z jednej strony mia?a ona pion do prawid?owego ustawienia ca?o?ci, z drugiej – pier?cie? okr?g?y ustawiany w p?aszczy?nie r闚nika, Pier?cie? ten ustawiano w po?o?enie r闚nika przy pomocy kompasu oraz ?uku bocznego z zaznaczonymi stopniami szeroko?ci geograficznych od bieguna do r闚nika. Posiada? on podzia?ki godzinowe. Wskaz闚k? by? umieszczony w centrum pr?cik ustawiony prostopadle do p?aszczyzny pier?cienia. Przez letni? po?ow? roku zwr鏂ony by? ku g鏎ze, przez zimow? ku do?owi. Ten typ zegara, wyrabiany zreszt? p?niej tak?e w r?nych miejscowo?ciach i poza Augsburgiem, by? najcz??ciej spotykany. Wyrabiano go jeszcze masowo w pierwszej po?owie XIX wieku. By?y jeszcze inne specyficzne typy zegark闚 s?onecznych. Tworzyli je mistrzowie-gnomonicy r?nych kraj闚, jak Francji, Holandii, Anglii. Jednak i w tych krajach przewa?nie pos?ugiwano si? zegarkami augsburskimi i norymberskimi.
Zegar s?oneczny Jerzego PeuerbachaWyzwalaj?c si? zupe?nie od astronomii i tworz?c osobn? nauk?, wyk?adan? w szko?ach i uniwersytetach jako odr?bny przedmiot, gnomonika dosz?a do szczytowego rozwoju w XVI i XVII wieku, a 闚czesne naukowe wykresy gnomoniczne budz? sw? szczeg?owo?ci? i drobiazgowo?ci? do dzisiaj niezmierny podziw. W tym te? czasie powsta?o bardzo wiele wymy?lnych typ闚 zegark闚 s?onecznych, szczeg鏊nie takich, kt鏎e nie potrzebuj? kompasu magnetycznego, zawodz?cego w s?siedztwie wi?kszych ?elaznych przedmiot闚. S? to zegarki s?oneczne oparte na mierzeniu wysoko?ci s?o?ca nad poziomem horyzontu. W takich zegarkach godziny przedpopo?udniowe i popo?udniowe pokrywaj? si? ze sob?, gdy? s?o?ce, wznosz?c si? nad horyzont, dwa razy dziennie posiada tak? sam? wysoko?? k?tow?. Tylko w po?udnie jest ona najwy?sza. Jednak wysoko?? ta w danej godzinie jest zmienna w ci?gu roku. Wobec tego taki zegar musi mie? jeszcze skal? miesi?czn? do odczytywania godziny w?a?ciwej tylko w danym dniu roku. Dalsz? niedogodno?ci? tego rodzaju zegara jest to, i? mo?e on by? obliczany tylko na dan? szeroko?? geograficzn?. Dlatego te typy zegark闚 s?onecznych nie by?y wyrabiane na eksport masowo, jak poprzednie, lecz wyrabiali je miejscowi gnomonicy dla potrzeb miejscowych.
Po??czenie klepsydry z zegarem s?onecznymNajcz?stszy typ tego rodzaju zegark闚 – to kolumienka z poziomo wysuni?t? wskaz闚k?, zawieszona na sznurku (co ju? j? sam? ustawia we w?a?ciwym pionowym po?o?eniu), z oznaczeniami godzin i miesi?cy oraz dni, w kt鏎ych oznaczone godziny s? wa?ne. Dla dawnego Kr鏊estwa Polskiego masowo wyrabia? w Warszawie takie zegarki w pierwszej po?owie XIX wieku Jan Baranowski, astronom i wydawca dzie? Kopernika. (Ja sam jeszcze pami?tam proboszcza, kt鏎y w J?drzejowie kieleckim przy pomocy takiego zegarka kaza? dzwoni? zawsze na "godzin?" nabo?e?stwa.)
Innym typem takiego zegara, u?ytkowanym dla cel闚 mierniczych, artyleryjskich, a nawet u?ywanym jako pewnego rodzaju suwak matematyczno-geometryczny, jest kwadrant s?oneczny. Rozbudowan? posta? da? mu mi?dzy innymi Joachim Stegman w r. 1624 (rektor s?awnej Akademii Braci Polskich w Rakowie). Zegary s?oneczne z XVI i XVII wieku Jest to ?wier?kole lub, jak u Stegmana, ?wier?kole po??czone z dwoma d?u?szymi ramionami, z umieszczonymi wzd?u? jednego z bok闚 przeziernikami, oraz pionem spuszczonym z wierzcho?ka kwadrantu. Na sznurku pionu umieszczano koralik, kt鏎y mo?na by?o przesuwa? i ustawia? na dan? dat? wed?ug uwidocznionej z boku skali. Przy takim ustawieniu kwadrantu do s?o?ca, ?e promie? jego przechodzi? przez otworki obu prz?ziernik闚, a zarazem pion przylega? do p?aszczyzny kwadranta, koralik na pionie wskazywa? na podzia?kach godzin?. U Stegmana pion zast?puje jedno z ramion. Rami? to po odkr?ceniu przymocowania do kwadrantu zwisa wolno. Ma ono skal? z datami miesi?cznymi, a wewn?trz jest umieszczony pion do ustawienia ca?o?ci. Jeden z najstarszych przyk?ad闚 takiego rozwi?zania gnomonicznego, wyliczonego jeszcze na godziny nier闚ne, znajduje si? na szczytowej cz??ci torquetum Frankona z Polski.
Zegary s?oneczne z XVIII wiekuW wieku XVIII takie wymy?lne zegary s?oneczne by?y raczej rzadsze. Pojawiaj? si? natomiast inne pomys?y, jak na przyk?ad umieszczenie na zegarze armatki z soczewk? skupiaj?c?, tak ustawion?, i? jej ognisko przypala lont armatki po odpowiednim ustawieniu soczewki. Przypala naturalnie tylko w moment po?udnia, oznaczaj?c je wybuchem. By? to rodzaj zegara s?onecznego – bij?cego. Zegar taki by? bardzo popularny we Francji w XVIII i XIX wieku. Jeszcze w drugiej po?owie XIX wieku funkcjonowa? stale w centrum Pary?a w Palais Royal, gdzie (niestety unieruchomiony) stoi dotychczas. Znany nam z Prusa warszawski optyk Jakub Pik zainstalowa? podobn? armatk? przy pa?acu w Wilanowie. Istnia?y i inne s?oneczne budziki. Mianowicie promienie s?o?ca skupia?y si? na nitce po??czonej z urz?dzeniem dzwonkowym i z chwil? jej przepalania uruchamia?y dzwonek. Z dzieci?stwa pami?tam takie urz?dzenie w domu.
XVIII-wieczny zegar z armatk? strzelaj?c? w po?udnieM鎩 ojciec, kt鏎y prowadzi? stacj? meteorologiczn?, skonstruowa? takie urz?dzenie przy heliografie. Jest to szklana kula ze stopu tak za?amuj?cego promienie, i? ognisko znajduje si? par? milimetr闚 poza jej powierzchni?. Dlatego bez odwracania jej ku s?o?cu mo?e ona zawsze przez nadpalenie p?koli?cie wygi?tego papieru znaczy? te godziny, kiedy s?o?ce ?wieci. Urz?dzenie to mia?o posta? termometru, w kt鏎ym rt??, podnosz?c si? przy nagrzaniu, ??czy?a si? z drugim biegunem dzwonka elektrycznego. Dzwonek dzwoni? dop鏒y, p鏦i nagrzewanie skupionymi przez heliograf promieniami nie przesun??o si? dalej. By? to wi?c budzik, gdy? mo?na sobie by?o termometr umocowa? na ka?d? godzin?. Budzi? jednak tylko w wypadku pi?knej pogody.
Gnomonika i zegary s?oneczne w?ada?y pomiarem czasu przez wi?kszo?? okresu dziej闚 ludzko?ci. Zapomniano o nich prawie ca?kowicie dopiero w drugiej po?owie XIX wieku. Poza sta?ym doskonaleniem si? zegar闚 mechanicznych, o kt鏎ym ju? wspomina?em, g?闚nym powodem zaniedbywania umiej?tno?ci budowania zegar闚 s?onecznych by?o to, i? zegar s?oneczny przesta? by? zasadniczym kontrolerem bezpo?redniego wskazywania czasu w?a?ciwie obowi?zuj?cego. Matematyczno-gnomoniczny wykres zegara s?onecznego z XVII w. Jeszcze nim w XIX wieku oficjalnie wprowadzono czas s?oneczny ?redni, przy por闚naniu ju? znacznie udoskonalonych i nie potrzebuj?cych codziennego kontrolowania zegar闚 mechanicznych powszechnie zauwa?ono, i? zegary s?oneczne raz si? zbyt spiesz?, raz zbyt sp?niaj?, a r?nice te przewy?szaj? niekiedy kwadrans czasu. Jest to tak zwane r闚nanie czasu, kt鏎ego obliczania uczy? ju? Kopernik, chocia? nie m鏬? tego zjawiska dok?adnie wyt?umaczy?. R?nice te powstaj? z dw鏂h przyczyn. Jedna – to nachylenie p?aszczyzny ekliptyki do r闚nika, co powoduje cztery, r闚nomierne wahania w czasie w ci?gu roku; druga przyczyna – to odkryty przez Keplera bieg Ziemi wok? S?o?ca po elipsie i z niejednostajn? szybko?ci? w ci?gu roku, co zn闚 powoduje dwa r闚nomierne wahania w czasie. Gdy za? te sze?? waha? czasu s?onecznego pokryje si? nawzajem w ci?gu roku, otrzymamy cztery wahania nier闚nomierne: dwa mniejsze w ?rodku roku kalendarzowego i dwa wi?ksze na jego pocz?tku i ko?cu. Na zegarze s?onecznym ta linia posiada kszta?t 鏀emki o mniejszym owalu przy miesi?cach letnich i wi?kszym przy zimowych. Pojawia si? ona cz?sto w XIX wieku na nowych, powstaj?cych jeszcze wtedy zegarach s?onecznych. Zegary takie konstruowano, gdy obowi?zywa? ju? czas ?redni. W drugiej po?owie XIX wieku wprowadzono czas strefowy, konieczny ze wzgl?du na post?p w szybko?ci komunikacji, przede wszystkim telegraficznej i telefonicznej.
Zegar s?oneczny Planetarium ?l?skiego wskazuj?cy czas prawdziwy, s?onecznyZiemia w swym obrocie zwraca si? coraz to innym po?udnikiem ku S?o?cu. Moment czasu biegnie po r闚nole?niku ziemskim, na przyk?ad przez Polsk? 38 minut. Gdyby czas wschodniej i zachodniej granicy pa?stwa r?ni? si? od siebie o 38 minut, stanowi?oby to nies?ychany zam?t w rozk?adzie poci?g闚 itp. Czas wi?c w ca?ym pa?stwie musi by? jednolity, chyba ?e pa?stwo jest tej wielko?ci, co np. Zwi?zek Radziecki, gdzie z konieczno?ci musi by? wiele stref czasowych. Tak wi?c gdy zsumujemy te r?nice, kt鏎e w?a?nie by?y powodem zarzucenia w praktyce zegar闚 s?onecznych, mi?dzy czasem s?onecznym a czasem obowi?zuj?cym mog? one dochodzi? (na przyk?ad w Warszawie w pa?dzierniku) do 40 minut.
W wieku XX nast?pi?o odrodzenie gnomoniki. Nauk? t? zastosowano przede wszystkim w wojskowo?ci i to zar闚no dla okre?lania godziny, jak dla dok?adnego oznaczania stron ?wiata, w razie gdy zawodzi kompas magnetyczny. Pierwsi zaprowadzili wojskowe zegarki s?oneczne Japo?czycy w latach 1904-1905. W roku 1943 rozpocz?li je u?ytkowa? zar闚no Amerykanie, jak Anglicy i Niemcy. W armii radzieckiej by?y r闚nie? przygotowywane projekty, i to polskiego pomys?u, jednak nie zdo?ano ju? ich wprowadzi? do produkcji masowej. Wszystkie te nowoczesne zegarki wojskowe powtarzaj? typy z dawnych wiek闚. Konstruuje si? je tylko z wielk? techniczn? precyzj?.
Zegar s?oneczny Urz?du Patentowego w Monachium, kt鏎y cieniem naro?nika gmachu wskazuje czas obowi?zuj?cy na krzywej r闚nania czasuZegar s?oneczny odzyska? swe znaczenie spo?eczne r闚nie? w innych dziedzinach. Na przyk?ad wi?kszo?? gmach闚 zwi?zanych z kultur? ozdabia si? zegarami s?onecznymi, kt鏎e (jak na przyk?ad w planetarium w Chorzowie na ?l?sku) posiadaj? posta? zwyk?ego zegara s?onecznego, wskazuj?cego czas prawdziwy. Takie te? s? zegary s?oneczne przy planetarium w Moskwie. Urz?dzenia te s?u?? przecie? szerokiej popularyzacji zagadnie? poznania ?wiata i wszech?wiata, a wi?c znajduj?ce si? przy nich tablice t?umacz? w naukowy spos鏏 owe r?nice mi?dzy czasem prawdziwym a obowi?zuj?cym, umownym. Tworzy si? jednak takie zegary s?oneczne, jak przy Pa?acu Kultury i Nauki w Warszawie, czy na dziedzi?cu G?闚nego Urz?du Patentowego w Monachium, jednego z najnowocze?niejszych gmach闚 w Europie. Posiadaj? one linie godzinne wykre?lone w kszta?cie krzywych r闚nania czasu. Zegary te wyra?nie wskazuj? kosmiczne przyczyny nieregularno?ci czasu, spowodowanych nieregularno?ciami biegu Ziemi wok? S?o?ca, a zarazem wskazuj? czas ?ci?le obowi?zuj?cy.
© 2013 by GNOMONIKA.pl
Autor: Tadeusz Przypkowski
liczba wizyt: 6010 | ocena: 5,00 (g這s闚: 1) | komentarze: 1
Seria: Tadeusz Przypkowski – Historia polskiej gnomoniki
Komentarze z Forum
13.09.2013 10:35
Dharani
W ramach szybkiego komentarza dodam tylko, ?e powy?szy tekst stanowi jedynie fragment obszerniejszego rozdzia?u, z kt鏎ego wypo?yczy?em tylko cz??? dotycz?c? zegar闚 s?onecznych. Je?li kogo? interesuje rozw鎩 innych typ闚 zegar闚 (klepsydr, mechanicznych, kwarcowych i atomowych) to zapraszam do biblioteki po ksi??k?  <img src='/forum/images/smilies/icon_e_smile.gif'> W sumie jest tam te? jeden akapit o zegarach nocnych, kt鏎e r闚nie? znajduj? si? w zakresie naszych zainteresowa?. Natomiast na pocz?tku ksi??ki jeden z pierwszych rozdzia?闚 m闚i o pierwszych pr鏏ach wykorzystania zjawisk astronomicznych jako wska?nik闚 czasu. By? mo?e t? cz??? te? tu wrzuc?, cho? ju? nie jest tak ciekawie napisana. Wszystkie ilustracje do tekstu pochodz? ze wspomnianej ksi??ki.
Chcesz skomentowa ten artyku b康 do陰czy do trwaj帷ej dyskusji?
Wejd na Forum i podziel si z nami swoimi przemy郵eniami i wra瞠niami.