Zasadniczym 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 zegarów najbardziej zwi?zany z wszech?wiatem, gdy? przez cie? rzucany wskazówk? – gnomonem wi??e si? on bezpo?rednio z tym olbrzymim zegarem, jakim jest nasz uk?ad s?oneczny i ruch Ziemi wokó? 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 ró?ne sposoby liczenia godzin, jakie tu poprzednio wspominano. Jeden z najlepszych tego rodzaju zegarów 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 wskazówki godziny równej, to znaczy jednej z 24 godzin równych, na jakie dzieli si? doba wed?ug naszego podzia?u; dalej godziny nierównej, 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 równych, 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?tów. To bogactwo postaci zegarów s?onecznych odbija tak?e od rodzajów postaci zegarów mechanicznych, które 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? najró?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 zegarów mechanicznych. Do najcz??ciej spotykanych typów 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; wokó? 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, szczególnie w XVI i XVII wieku, umieszczano obok zegarki ma?e, dwa osobne lub w jeden po??czone, które 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 podró?nych, usi?uj?cych podró?owa? raczej w czasie dnia, a unikaj?cych podró?y noc?. P?ytka pionowa mia?a kilka dziurek do przewleczenia nitki, która zast?powa?a wskazówk?. Nitka ta by?a przymocowana w centrum podzia?ek godzinowych w p?ytce poziomej, w p?ytce pionowej za? by?a przewlekana przez otwór odpowiadaj?cy danej szeroko?ci geograficznej. Obok umieszczano nazwy miast z podaniem ich szeroko?ci geograficznych. Wreszcie górna 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 gatunków 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 wspó?pracowników Regiomontana w Norymberdze. Potem za? w XVII i XVIII wieku wyrób ich przyj?li zegarmistrze Augsburga, zasypuj?c tymi swymi wyrobami ca?y ?wiat. Augsburg ws?awi? si? jednak jeszcze i drugim powszechnie u?ywanym typem zegarka s?onecznego. By? on szczególnie przydatny w dalekich podró?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 równika, Pier?cie? ten ustawiano w po?o?enie równika przy pomocy kompasu oraz ?uku bocznego z zaznaczonymi stopniami szeroko?ci geograficznych od bieguna do równika. Posiada? on podzia?ki godzinowe. Wskazówk? by? umieszczony w centrum pr?cik ustawiony prostopadle do p?aszczyzny pier?cienia. Przez letni? po?ow? roku zwrócony by? ku górze, przez zimow? ku do?owi. Ten typ zegara, wyrabiany zreszt? pó?niej tak?e w ró?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 zegarków s?onecznych. Tworzyli je mistrzowie-gnomonicy ró?nych krajów, jak Francji, Holandii, Anglii. Jednak i w tych krajach przewa?nie pos?ugiwano si? zegarkami augsburskimi i norymberskimi. Wyzwalaj?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 ówczesne naukowe wykresy gnomoniczne budz? sw? szczegó?owo?ci? i drobiazgowo?ci? do dzisiaj niezmierny podziw. W tym te? czasie powsta?o bardzo wiele wymy?lnych typów zegarków s?onecznych, szczególnie takich, które nie potrzebuj? kompasu magnetycznego, zawodz?cego w s?siedztwie wi?kszych ?elaznych przedmiotów. 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 zegarków s?onecznych nie by?y wyrabiane na eksport masowo, jak poprzednie, lecz wyrabiali je miejscowi gnomonicy dla potrzeb miejscowych. Najcz?stszy typ tego rodzaju zegarków – to kolumienka z poziomo wysuni?t? wskazówk?, 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 których oznaczone godziny s? wa?ne. Dla dawnego Królestwa 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, który w J?drzejowie kieleckim przy pomocy takiego zegarka kaza? dzwoni? zawsze na "godzin?" nabo?e?stwa.) Innym typem takiego zegara, u?ytkowanym dla celów 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). Jest to ?wier?kole lub, jak u Stegmana, ?wier?kole po??czone z dwoma d?u?szymi ramionami, z umieszczonymi wzd?u? jednego z boków przeziernikami, oraz pionem spuszczonym z wierzcho?ka kwadrantu. Na sznurku pionu umieszczano koralik, który 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?zierników, 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?adów takiego rozwi?zania gnomonicznego, wyliczonego jeszcze na godziny nierówne, znajduje si? na szczytowej cz??ci torquetum Frankona z Polski. W 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. Mój ojciec, który 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? milimetrów poza jej powierzchni?. Dlatego bez odwracania jej ku s?o?cu mo?e ona zawsze przez nadpalenie pó?koli?cie wygi?tego papieru znaczy? te godziny, kiedy s?o?ce ?wieci. Urz?dzenie to mia?o posta? termometru, w którym rt??, podnosz?c si? przy nagrzaniu, ??czy?a si? z drugim biegunem dzwonka elektrycznego. Dzwonek dzwoni? dopóty, póki 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 dziejów ludzko?ci. Zapomniano o nich prawie ca?kowicie dopiero w drugiej po?owie XIX wieku. Poza sta?ym doskonaleniem si? zegarów mechanicznych, o którym ju? wspomina?em, g?ównym powodem zaniedbywania umiej?tno?ci budowania zegarów s?onecznych by?o to, i? zegar s?oneczny przesta? by? zasadniczym kontrolerem bezpo?redniego wskazywania czasu w?a?ciwie obowi?zuj?cego. Jeszcze nim w XIX wieku oficjalnie wprowadzono czas s?oneczny ?redni, przy porównaniu ju? znacznie udoskonalonych i nie potrzebuj?cych codziennego kontrolowania zegarów mechanicznych powszechnie zauwa?ono, i? zegary s?oneczne raz si? zbyt spiesz?, raz zbyt spó?niaj?, a ró?nice te przewy?szaj? niekiedy kwadrans czasu. Jest to tak zwane równanie czasu, którego obliczania uczy? ju? Kopernik, chocia? nie móg? tego zjawiska dok?adnie wyt?umaczy?. Ró?nice te powstaj? z dwóch przyczyn. Jedna – to nachylenie p?aszczyzny ekliptyki do równika, co powoduje cztery, równomierne wahania w czasie w ci?gu roku; druga przyczyna – to odkryty przez Keplera bieg Ziemi wokó? S?o?ca po elipsie i z niejednostajn? szybko?ci? w ci?gu roku, co znów powoduje dwa równomierne wahania w czasie. Gdy za? te sze?? waha? czasu s?onecznego pokryje si? nawzajem w ci?gu roku, otrzymamy cztery wahania nierównomierne: 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 ósemki 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. Ziemia w swym obrocie zwraca si? coraz to innym po?udnikiem ku S?o?cu. Moment czasu biegnie po równole?niku ziemskim, na przyk?ad przez Polsk? 38 minut. Gdyby czas wschodniej i zachodniej granicy pa?stwa ró?ni? si? od siebie o 38 minut, stanowi?oby to nies?ychany zam?t w rozk?adzie poci?gów 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 ró?nice, które w?a?nie by?y powodem zarzucenia w praktyce zegarów 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 zarówno 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? zarówno Amerykanie, jak Anglicy i Niemcy. W armii radzieckiej by?y równie? 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 wieków. Konstruuje si? je tylko z wielk? techniczn? precyzj?. Zegar s?oneczny odzyska? swe znaczenie spo?eczne równie? w innych dziedzinach. Na przyk?ad wi?kszo?? gmachów zwi?zanych z kultur? ozdabia si? zegarami s?onecznymi, które (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 sposób owe ró?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?ównego Urz?du Patentowego w Monachium, jednego z najnowocze?niejszych gmachów w Europie. Posiadaj? one linie godzinne wykre?lone w kszta?cie krzywych równania czasu. Zegary te wyra?nie wskazuj? kosmiczne przyczyny nieregularno?ci czasu, spowodowanych nieregularno?ciami biegu Ziemi wokó? S?o?ca, a zarazem wskazuj? czas ?ci?le obowi?zuj?cy.

Seria: Tadeusz Przypkowski – Historia polskiej gnomoniki

• Trzy najstarsze zegary s?oneczne w Polsce
  
• Prekursorzy gnomonografu Jastrz?bowskiego w XVI-XVIII w.
  
• Ze studiów nad instrumentarium astronomicznym Kopernika
  
• Najwi?kszy gnomon ?wiata
  
• Nowy zegar s?oneczny na ko?ciele N. P. Marji w Krakowie
  
• Zegary s?oneczne Stolicy
  
• Zapomniany zegar s?oneczny
  
• Z zabytków gnomonicznych
  
• Zabytkowe zegary s?oneczne w Polsce, wykonane technik? sgraffito
  
• Deklinacja magnetyczna Warszawy z roku 1737 i problem wiarygodno?ci przekazów deklinacji magnetycznej z zabytkowych zegarów s?onecznych
  
• Gnomonika Jana Heweliusza
  
• Tablica do?wiadczalna Miko?aja Kopernika w Olsztynie w ?wietle najnowszych odkry? 1956-1957 roku
  
• Miara czasu
  
• Zegary s?oneczne w Polsce
  

Komentarze z Forum