Песочные часы используются людьми с глубокой древности. Это довольно точный прибор для измерения времени, но он имеет один существенный недостаток — с его помощью можно отмерять только небольшие интервалы времени. Однако люди по сей день продолжают использовать песочные часы в быту. А ведь если вдуматься, живучесть этого образа имеет массу причин.

По сути, песочные часы являются самым простым прибором для отсчета времени. У них нет сложного механизма, который может сломаться или начать давать сбои, но при этом они не зависят, например, от наличия солнца.
Песочные часы классической конструкции — это два сосуда, которые соединяются посредством узенькой горловины, закрепленные на устойчивой подставке. В один из них засыпается определенное количество песка. В зависимости от того, какой объем имеют сами сосуды, песочные часы могут отмерять интервалы в несколько секунд, минут или даже часов, если речь идет об измерителе времени большого размера.

Сколько песка утекло с момента создания

Существует множество версий о том, как именно были придуманы песочные часы. По одной из них этот измеритель времени появился в Европе примерно в VIII веке. Согласно этой версии, песочные часы — это детище французского монаха Лиутпранда из Шартрского собора. Следующее упоминание об этом изобретении встречается на фреске, датируемой XIV веком. Песочные часы запечатлел в своем творении под названием «Аллегория доброго правления» итальянский художник Амброджо Лоренцетти в 1338 году. Примерно с этого времени встречаются упоминания об этих измерителях времени в судовых журналах.

Долгое время песочные часы считались самым практичным прибором подобного рода. Однако примерно с начала 1500-х годов их популярность пошла на спад, так как большинство людей отдавало предпочтение появившимся в ходу механическим часам, которые обладали большей точностью.
С течением времени песочные часы не претерпели сколь-нибудь значительных изменений в конструкции. Изначально их делали из двух колб, стянутых шнуром или просто толстой ниткой. В месте соединения горлышки сосудов были переложены металлической диафрагмой с отверстием, которое как раз и регулировало количество и скорость пересыпания песка. Для прочности этот стык еще заливали воском или смолой, чтобы не высыпался песок и внутрь не попадала влага. Первые песочные часы с герметично запаянными колбами появились примерно в 1760-х годах. Они были точнее предыдущего аналога, так как внутри сосудов поддерживалась постоянная влажность. В результате песок не мог отсыреть, а посему пересыпался всегда с одинаковой скоростью.
Заметим, что не любой песок мог попасть в песочные часы. Чтобы получить качественный наполнитель, мастера брали мелкозернистую разновидность песка, сперва обжигали и просеивали его через мелкое сито, а затем тщательно высушивали. Чем равномернее получалась его зернистость, тем точнее были показания готового измерителя времени.

Кстати, песочные часы наполняли гранулами различного происхождения. Это мог быть порошок из мелко протертого мрамора, измельченная яичная скорлупа, в некоторых моделях пробовали использовать оксид олова или свинца. Мастера, изготавливающие песочные часы, провели множество опытов, чтобы понять, какие гранулы дают самое постоянное течение. Встречаются письменные упоминания о том, что в Париже существовала даже специальная мастерская, которая специализировалась на приготовлении оригинального наполнителя для этого измерителя времени. Здесь его делали из измельченного в порошок черного мрамора. Его измельчали в тонкий песок, кипятили в вине и просушивали после этого на солнце.
Тем не менее, до сих пор нельзя однозначно сказать, какие гранулы являются самыми лучшими. Тем более, что на точность показаний помимо качества песка влияют и другие факторы. Например, его количество или то, какой размер имеют колбы и соединяющая их шейка. Создавая песочные часы, мастера немало экспериментировали и с соотношением их размеров. В итоге было определено, что диаметр шейки не должен превышать половины диаметра колбы. Минимальный же размер этого отверстия может быть равным 1/12 части диаметра колбы.

Выбор этого показателя не в последнюю очередь зависит от того, насколько крупны гранулы, которыми заполняются песочные часы. Соответственно, идентичные измерители времени подобного рода, различающиеся только диаметром горловины, могут отсчитывать разные промежутки времени. Чем уже соединяющий колбы перешеек, тем дольше сыплется песок. Кстати, со временем песочные часы утрачивают выверенную точность именно по причине того, что от постоянного трения гранулы внутри колб дробятся на более мелкие и в результате пересыпаются быстрее. Большое значение имеет и качество стекла. Оно должно быть идеально гладким без каких-либо дефектов внутри, чтобы не препятствовать свободному перемещению песчинок.
Европейские песочные часы, как правило, были рассчитаны на период от 30 минут до полного часа. Однако встречались и такие экземпляры, которые отмеряли 3-часовой промежуток времени. Исключительно редко создавались песочные часы, рассчитанные аж на половину суток. Однако такой измеритель времени должен иметь без преувеличения исполинские размеры.
Для тех, чье жилище не могло вместить столь капитальную конструкцию, были придуманы специальные наборы. В один корпус устанавливали сразу несколько песочных часов. Такой аппарат позволял отмерять длительные временные интервалы. Можно было подобные песочные часы купить и просто сложенными в один футляр.

Технический прогресс не стоял на месте. Затронул он и песочные часы, которые нуждались в усовершенствованиях, чтобы составить хоть сколь-нибудь весомую конкуренцию появившимся практичным и точным механическим аналогам. Например, мастера в Нюрнберге и Аусбурге усложнили их конструкцию, начав располагать в одном футляре по четыре системы колб сразу. Математик по имени Де ля Хире внес свою лепту, создав настолько точные песочные часы, что они могли отмерять даже секундные интервалы. Ученый Тихо Браге прославился как астроном, но и он приложил руку к эволюции этого прибора, попытавшись заменить привычный песок на ртуть. К счастью, такая опасная инновация все же не прижилась.
Однако самый большой прорыв в этой сфере совершил Стефан Фарфлер, создавший пружинный механизм, при помощи которого песочные часы опрокидывались автоматически через определенные промежутки времени. Естественно, такое новшество сделало их применение гораздо более удобным.

Эволюция «склянок» в будильник

До того, как песочные часы вошли в широкое употребление, использовался гидрологиум или, как еще называют этот прибор, клепсидра. По сути, это водные часы, которые использовались еще ассиро-вавилонянами и жителями Древнего Египта. Клепсидра представляет собой цилиндрический сосуд с водой, которая вытекает из него. Равные промежутки времени замечали на цилиндре. Именно с клепсидрой связано употребляемое и сегодня выражение «время истекло».

Греки усовершенствовали эту конструкцию. Платон, к примеру, описал механизм, состоящий из пары входящих друг в друга конусов, регулирующих скорость вытекания воды из сосудов. Конечно, такие специфические конструкции были не слишком удобны. Если на производстве их еще можно было использовать, то вот на кораблях, где отсчет времени был необходим для определения скорости, такая клепсидра не давала точных показаний.

В средние века конструкция водных часов претерпела ряд изменений, сделав их более удобными и точными. Клепсидра превратилась в барабан, разделенный внутри на несколько продольных камер с водой, внутри которого находилась ось с намотанной веревкой. Барабан подвешивали за эту веревку, и он начинал вращаться, разматывая ее. Вода внутри клепсидры, перетекая из одной камеры в другую, регулировала скорость вращения. Время считали по опусканию барабана.
Однако клепсидра все же была далека от идеала, так как ее точность продолжала зависеть от высоты колбы, наличия качки и температуры окружающей среды. В зимний период времени вода в таких часах могла просто замерзнуть, сделав их совершенно бесполезными.

Песочные часы таких неприятных неожиданностей не преподносили. Люди стали использовать их дома на кухне, в церкви, затем на производстве. Именно песочные часы отмеряли для различных служащих время обеденного перерыва.

Однако именно для моряков этот прибор, точный и практичный, стал настоящей находкой. Начиная с XV века, на любом корабле имелось минимум три таких измерителя времени. Одни песочные часы были рассчитаны на четыре часа, что соответствовало времени одной вахты, вторые — на минуту, а третьи — на 30 секунд. С помощью последних моряки вычисляли скорость, с которой движется корабль по лагу.

Кстати, именно отсюда и пошла флотская традиция отмерять время «склянками». Вахтенный, следивший за показаниями корабельных песочных часов, каждый раз исправно бил в судовой колокол, переворачивая получасовые песочные часы, то есть, собственно, «бил склянки». По прошествии каждого целого часа матрос бил в колокол дважды.

Знаменитый мореплаватель Фернан Магеллан во время своего кругосветного путешествия использовал песочные часы в наборе из 18-ти штук. Ему необходимо было узнавать точное время для навигации, а также для того, чтобы вести судовой журнал. Песочные часы на кораблях этой экспедиции Магеллана были рассчитаны на 15, 30, 45 минут и полный час. На каждом судне имелся человек, который должен был по мере необходимости переворачивать их. Кроме того, в его обязанности входила сверка и коррекция показаний часов.

Конечно, в наши дни на флоте применяются более совершенные приборы для измерения времени. Однако песочные часы по-прежнему используются в быту. К примеру, они могут оказаться полезными на кухне в качестве таймера. С той же целью песочные часы используют в школьных лабораториях или при проверке техники чтения, в процедурных кабинетах. Выпускают такие измерители времени для засекания интервалов при измерении пульса, жаропонижающем обертывании, контрастном душе, лечении горчичниками или медицинскими банками. Также песочные часы, рассчитанные на 10 — 15 минут, очень удобны, чтобы контролировать время пребывания в сауне, бане или солярии.

Такой измеритель времени очень понравится детям. Яркие песочные часы, заполненные цветными гранулами, могут превратить такие скучные гигиенические процедуры, как чистка зубов или обливания при закаливании, в веселую игру.
Уже в ХХ столетии песочные часы использовались и в более серьезных целях. К примеру, модели с автоматическим механизмом опрокидывания использовали и работники телефонных станций, чтобы контролировать длительность переговоров. Песочные часы применялись во время судебных прений, чтобы оппоненты не особо растекались мыслью по древу. С этой же целью их используют и в обоих домах Австралийского парламента. Там длительность выступлений ораторов ограничивают специальные песочные часы с тремя системами колб.

Кстати, сейчас появились еще и электронные версии подобных измерителей времени. Кстати, такие песочные часы купить можно не только как оригинальный элемент интерьера. Они могут быть весьма полезны в быту. Например, электронные песочные часы от дизайнеров Фабиана Хеммерта и Сьюзан Хамман — это необычный будильник. Нужно просто наклонить его корпус на 45 градусов, и функция запущена: на дисплее начинают «перекатываться» красные светодиоды. Примечательно, что на этот будильник нужно устанавливать не время подъема, а продолжительность сна. Каждая светящаяся точка соответствует одному часу ночных грез. Проснувшись ночью, можно даже в темноте без труда разглядеть, сколько еще осталось спать. А для любителей полежать еще немного после того, как будильник просигналил подъем, эти условно песочные часы обладают специальной функцией. Просто переверните их — через пять минут они вновь напомнят о том, что пора вставать.

Однако в подавляющем большинстве случаев сегодня песочные часы купить можно разве что в качестве оригинального элемента интерьера. С появлением гораздо более точных механических и электронных измерителей времени их практическая функция все же проигрывает эстетической. Зато здесь мастера могут дать волю фантазии. Песочные часы размещают в корпусах из ценных пород дерева, украшенных причудливыми орнаментами. Порой их даже инкрустируют различными драгоценными камнями. Такие антикварные настольные часы могут стать изюминкой интерьера.

Мастера из Таиланда не стали ограничиваться экспериментами над внешним убранством часов. Наверно, они вспомнили о том, что внутренняя красота гораздо важнее, только восприняли это утверждение слишком буквально. В результате их песочные часы вместо привычного песка были заполнены мелкими бриллиантами. Суммарный вес драгоценной начинки составил приблизительно 10 тыс. карат. Эти песочные часы на сегодняшний день являются одними из самых дорогих. Их стоимость составляет 6,4 млн. долларов.

Пришло время рекордов

Как известно, совершенству нет пределов, а поэтому мастера из разных стран до сих пор пытаются создать самые лучшие и необычные песочные часы. Так как сложного механизма в этом измерителе времени не может быть в принципе, да и над формой особо не поколдуешь, остается только экспериментировать с размерами.
Например, в начале 90-х годов в Гамбурге были созданы песочные часы, которые на сегодняшний день являются самыми маленькими. Высота этого шедевра не превышает 2,4 см. Песок пересыпается из верхней части в нижнюю за промежуток времени, равный 5 секундам.

Создание песочных часов исполинских размеров оказалось, по видимому, более увлекательным занятием. В этой сфере наметилось даже некоторое соперничество.
Первый такой гигант имеет постоянную прописку в музее песка, расположенном в японском городе Ним. Эти песочные часы были созданы в 1991 году. Их высота равна 5 м при диаметре камер колбы в 1 м. Однако 13 лет спустя их славу затмила популярность одной из главных достопримечательностей Будапешта.
Как известно, в 2004 году Венгрия стала частью Евросоюза. Для жителей этой страны такое событие оказалось очень радостным. В честь него в центральной части Будапешта, возле Площади героев, и был установлен монумент, известный как «Колесо времени».

Эти исполинские песочные часы стали символом слияния древнейших традиций и новейших технологий. Они оснащены очень сложным полуавтоматическим механизмом, который при помощи компьютера ведет контроль за пересыпанием песка. Однако его сложность в большей степени обусловлена как раз размерами измерителя времени. Будапештские песочные часы достигают аж 8 м в высоту. Они представляют собой исполинский гранитный круг, который делает один полный оборот в течение года. А 31 декабря заполненная песком камера перемещается наверх, и годовой отсчет стартует снова. Причем этот переворот осуществляет не компьютерная программа, а человек, который при этом, правда, использует тросы и простейший механизм, помогающие сдвинуть тяжеленную каменную глыбу. Таким образом эти песочные часы символизируют человеческие упорство и силу, которые помогали нам преодолевать все препятствия на протяжении многих столетий.
По замыслу создателей, «Колесо времени» символизирует вступление Венгрии в новую эру развития.

Однако спустя еще четыре года и этот рекорд был побит. В 2008 году немецкая автомобильная компания BMW решила установить на Красной площади своеобразную рекламу в преддверии презентации новой модели. В результате в Москве появились песочные часы, высота которых составила 12 м. Они сделаны из прочного акрилового стекла и заполнены блестящими шариками из металла. Всего для этих часов было использовано 180 тыс. таких шаров, в результате чего общий вес всей конструкции достиг 40 тонн. Эти песочные часы сооружались в течение девяти дней и должны были отсчитывать время до 8 июля 2008 года — именно тогда должна была состояться презентация новой модели от BMW. Кстати, песочные часы были настолько велики, что, помимо металлических шаров, периодически падающих вниз, в их верхней камере находился и сам автомобиль.
Получается, что в наши дни песочные часы — это не столько прибор для измерения времени, сколько элемент стиля или даже показатель высокого статуса и хорошего вкуса владельца.

Оля

Дата возникновения первых песочных часов неизвестна. Однако принцип песочных часов был известен в Азии значительно раньше начала нашего летоисчисления.

Западноевропейские страны стали иметь дело с песочными часами лишь в конце средневековья. Перед вами песочные часы Эразма Роттердамского:

Несмотря на то что песочные часы появились в Европе поздно, они быстро распространились. Этому способствовали их простота, надежность, низкая цена и не в последнюю очередь возможность измерять с их помощью время в любой момент дня и ночи. Недостатком был короткий интервал времени, который можно было измерить, не переворачивая эти часы.

Обычно песочные часы рассчитывались на работу в течение получаса или часа. Реже встречались песочные часы, рассчитанные на непрерывное измерение времени в течение 3 ч, и лишь в совершенно редких случаях строили огромные песочные часы, рассчитанные на 12 ч хода.

Более точные часы состояли порой не из одного, а из нескольких отдельных сосудов.
Точность песочных часов зависела и от технологии изготовления самого песка, также от формы колб, от гладкости их внутренних стенок.

Развитие производства стекла позволили выпускать колбы с гладкими внутренними стенками, что дало возможность песку максимально равномерно перетекать из верхней части в нижнюю.

Приготовление песка для часов считалось в старину делом, требующим особого умения. Его изготавливали из обожженного мелкозернистого песка или из жареных перетертых яичных скорлупок, или из цинковой и свинцовой пыли.

В 1339 году в Париже обнаружено описание песочных часов с порошком из черного мрамора. Говорили, что самый лучший песок получается из мраморных опилок, если их прокипятить девять раз с вином, снимая каждый раз пену, и после этого высушить на солнце.

Песочные часы никогда не достигали точности солнечных часов, поскольку зерна песка постепенно дробились на более тонкие, а отверстие в середине постепенно истиралось и увеличивалось.

Песочные часы благодаря своей форме и простоте работы сохранили некоторое значение вплоть до последнего времени, например, ими пользовались телефонные станции для учета времени коротких телефонных разговоров, в залах судебных заседаний и для некоторых нужд в домашнем хозяйстве.

Большое значение песочные часы имели на кораблях: в пасмурную погоду, когда по небесным светилам нельзя было определить время, его узнавали по песочным часам. На российских судах их называли «склянками». Каждые полчаса, при переворачивании «склянки», били в колокол. Отсюда, собственно, и пошло выражение - «бить склянки» Юнги отмеряли получасовые отрезки времени и били в колокол.

Раньше люди носили песочные часы даже на ноге, пристегнув их к ноге ниже колена. Лучший песок для таких часов был из толченого мрамора.

На протяжении сотен лет песочные часы не раз пытались усовершенствовать. Так, астроном Тихо Браге заменил песок ртутью. Стефан Фарфлер и Гроллье де Сервье изготовили пружинные механизмы для переворачивания часов. Но все эти новшества не прижились. А вот простейшими песочными часами люди пользуются и по сей день.

И до недавних пор песочные часы использовались медиками для подсчета пульса пациента.Они выполнялись в виде компактного прибор-ручки и были рассчитаны на длительность до 30 секунд.

Интересные песочные часы установлены на улице города Маинц в Германии:

А вот ещё одни "курьезные" песочные часы. Стеклянный баллон заполняется жидкостью большой плотности и веществом из мелких частиц с плотностью значительно меньшей, чем жидкость. Эти часы работают в "обратную" сторону (снизу вверх).

Частички, как более легкие, скапливаются в жидкости в верхней части сосуда. После переворачивания частицы стремятся вверх, просачиваясь через узкий перешеек, и через некоторое время вновь собираются в верхней части.

Измерять время люди начали очень давно. Для этого использовались вода и солнечный свет, позднее энергия песчинок, механическая сила пружин, а в наши дни чаще всего колебания пьезокристаллов.

Когда-то одним из основных приспособлений измерения времени были песочные часы. Достоверно известно, что принцип их построения знали в Азии намного раньше до начала нашего летоисчисления. Однако в античном мире, несмотря на упоминания о бутылочных часах и попытке изготовить стекло, песочные часы не были сконструированы. В Европе же они появились в Средние века.

Документально подтвержден тот факт, что в XIV веке для производства песочных часов использовался песок из мрамора, свинцовой или цинковой пыли, кварцевый, а также из яичной скорлупы. Чем более гладким было стекло, тем выше была точность хода. Также она зависела от самого песка и от формы сосудов. Наличие диафрагмы позволяло регулировать количество и, соответственно, скорость пересыпания песчинок. Правда в те времена мастерам так и не удалось добиться точности и долговечности песочных часов из-за механического разрушения зерен.

Временной интервал, на который рассчитываются часы, обычно составлял от пары секунд до одного часа, реже несколько часов. Однако есть и исключения, которые находятся в Будапеште (Венгрия) и Ниме (Япония). Эти песочные часы достигают в высоту нескольких метров, а их цикл составляет один год.

Долгое время на кораблях использовались 30-ти секундные песочные часы, которые применяли для измерения скорости и получасовые — времени вахты. Также тридцатиминутные хронометры применялись на судебных заседаниях, а тридцатисекундные — в медицине.

В истории песочных часов известно множество попыток их усовершенствовать, например, с помощью пружинных механизмов для переворачивания, или заменяя песчинки ртутью. Вот только все эти нововведения не прижились, и современные часы такие же, как и несколько веков назад.

Сегодня мало кто использует песочные часы для измерения времени, а вот в качестве символа с ними сталкиваются очень многие. Так с пользователями операционной системы Microsoft Windows это происходит при каждом сеансе, просто указатель мыши превращается в переворачивающиеся песочные часы, показывая занятость системы.

Песочные часы относятся к одним из самых древних видов устройств, изобретенных людьми для измерения времени.

Несмотря на активное развитие часового дела и появление более совершенных механизмов, песочные часы используются и сейчас.

Начало

В истории возникновения песочных часов не хватает конкретики и достоверно подтвержденных фактов, однако, основываясь на сохранившиеся источники, можно предположить, что принцип построения подобного устройства был известен в Азии еще до Рождества Христова. Несмотря на то, что бутылочные часы упоминались Архимедом, а в Древнем Риме предпринимались первые попытки изобретения стекла, во времена Античности никто так и не сумел (а может, и не захотел пробовать) смастерить песочные часы.

Средние века

Следующей вехой в истории возникновения песочных часов стали Средние века. В то время мастера, работавшие над совершенствованием водных и солнечных напольных часов, взялись и за бутылочные конструкции. Благодаря своей невысокой стоимости и простоте использования, они сразу же приобрели неимоверную популярность.

Одна из первых моделей европейских песочных часов была сделана в Париже. Запись об этом датировалась 1339 годом, а в тексте сообщения содержались указания относительно приготовления тонкого песка (для этого просеивали порошок черного мрамора, предварительно прокипяченного в вине и просушенного на солнце). Качество песка было одним из основополагающих факторов, от которых зависела точность часов: кроме мрамора, применялся сероватый песок из цинковой и свинцовой пыли, красноватый тонкозернистый просеянный песок, а также светло-белые пески из прожаренной молотой яичной скорлупы. Зернистость и сыпучесть песка обязательно должна была быть равномерной.

Чаще всего песка засыпали из расчета на то, что часы будут работать по тридцать минут или по часу, но были и модели, работающие три и даже двенадцать часов.

Для изготовления элементов корпуса песочных, каминных и настенных часов с боем использовались разработки технологии производства прозрачного стекла. Для бутылочных часов его преобразовывали в сферические колбы.

Для максимальной точности хода стекло должно было быть гладким, без дефектов. В том месте, где горлышко сосуда сужалось, помещалась горизонтальная металлическая диафрагма, отверстие которой служило для регулирования количества и скорости пересыпания крупинок песка. На стыке конструкция перевязывалась толстой ниткой и фиксировалась смолой. К сожалению, средневековым мастерам так и не удалось сделать песочные часы, которые бы не уступали по точности солнечным: при длительном использовании крупинки песка постепенно измельчались, а отверстие в диафрагме расширялось, ускоряя тем самым прохождение песка.

Новое время

С появлением интерьерных, а также наручных часов женских и мужских с механическим ходом песочные часы необходимо было усовершенствовать, чтобы они могли конкурировать с более точными устройствами измерения времени. Для этого в городах Аугсбург и Нюрнберг началось производство песочных часов, конструкция которых состояла из четырех систем колб в одном футляре. В это же время математиком Де ля Хире были созданы песочные часы, способные измерять секундные интервалы. Попытки замены песка ртутью были предприняты астрономом Тихо Браге. Тем не менее две последних инновации не имели такого значения, как изобретение Стефаном Фарфлером пружинного механизма, который обеспечивал автоматическое опрокидывание часов.

ХХ столетие и современность

Несмотря на то, что песочные часы не являются самыми точными и имеют некоторые недостатки, их не переставали использовать и в ХХ веке. Песочные часы с автоматическим механизмом опрокидывания использовались в зале суда, а также на телефонных станциях (для контроля над временем коротких телефонных переговоров).

На современном этапе антикварные песочные часы могут служить в качестве элемента декора, а среди коллекционеров особой популярностью пользуются модели, инкрустированные алмазами. И, наконец, электронные часы бутылочной формы, на экране которых пересыпаются не песчинки, а пиксели, напоминают нам об истории развития часов.