Светлые века. Путешествие в мир средневековой науки - [22]
Рис. 2.8. Механизм часового боя, изобретенный Ричардом Уоллингфордским (реконструкция в масштабе 1:4)
Часы Уоллингфорда были установлены на высоком постаменте в южном трансепте аббатства. Они давали ответы на все жизненно важные астрономические вопросы, интересовавшие монахов. Как и большинство других, они отбивали равные часы ударами колокола. В отличие от прочих, издававших один удар каждый час, эти отбивали количество часов: от одного удара в час ночи до двадцати четырех в полночь. Такой бой нам хорошо знаком (правда, от одного до двенадцати), и может показаться, что удивляться тут нечему, но он был бы невозможен без изобретенной Уоллингфордом хитроумной технологии: валик с колышками запускал ударный механизм и останавливал его после нужного числа ударов (рис. 2.8). Тот же самый принцип почасового боя, как и придуманный Уоллингфордом спусковой механизм, через 150 лет после смерти аббата использовал в своих чертежах Леонардо да Винчи – похоже, идеи Уоллингфорда распространились широко[114].
Рис. 2.9. Основной циферблат часов Уоллингфорда. Неравные часы – это внутренний круг цифр от 6 до 6: читать их нужно было по сбегающимся к центру кривым. Обратите внимание на Солнце, показывающее истинное солнечное время, и на золотого дракона с красным языком (на 10 часах) и хвостом, указывающим на лунные узлы (реконструкция в масштабе 1:4)
Однако не почасовой бой делал часы Уоллингфорда таким чудом, а циферблат. Неравные часы отображались на неподвижной металлической паутине кривых, а сезонное время читали по движущемуся позади них небесному диску (рис. 2.9). Шарик, одна сторона которого была белой, а другая – черной, поворачиваясь, демонстрировал фазы Луны. Дополнительный циферблат показывал лунные узлы: точки возможных затмений там, где траектория Луны пересекается с солнечной. Эти узлы еще называли Головой и Хвостом дракона (который, согласно легенде, глотал Луну во время затмения), поэтому Уоллингфорд приказал своим мастеровым выполнить указатель в виде дракона: такая наглядность облегчала предсказание затмений. Был и еще один циферблат: он показывал время верхней точки прилива в районе Лондонского моста.
Но самым удивительным среди всех астрономических и инженерных свойств часов Уоллингфорда была их способность делать то, что даже современные часы умеют не всегда: показывать истинное солнечное время. Наши смартфоны и наручные часы – как и куранты Сент-Олбанса – отсчитывают среднее время и делят каждый день года на 24 равных часа. Вот почему часовой пояс, в котором находится Великобритания, называется Средним гринвичским временем. Но даже средневековые астрономы отлично знали, что сутки – от одного полудня до другого – не одинаковы по длительности. Этому есть две причины. Первая – Солнце, совершая свой годовой путь на фоне неподвижного занавеса звезд, движется неравномерно[115]. Вторая – плоскость эклиптики (большого круга небесной сферы, по которому происходит видимое с Земли годичное движение Солнца относительно звезд) расположена под углом к небесному экватору (рис. 2.10).
Солнце всегда следует по одному и тому же пути, обходя за год все зодиакальные созвездия. Этот путь называется эклиптикой, потому что новая или полная Луна, приблизившись к нему, может вызвать солнечное затмение. Два основных круга – эклиптика и небесный экватор – расположены под углом, приблизительно равным 23,5 градуса. Вы же еще не забыли, что вращение небесной сферы, восходы и заходы – это то, чем мы измеряем время? Когда Солнце, двигаясь по годовому кругу, пересекает экватор, – это случается в точках равноденствия – оно располагается к нему под максимально острым углом: следовательно, его угловая скорость относительно экватора ниже, а сутки в периоды равноденствий – короче. Через три месяца Солнце достигнет самой дальней от экватора точки, коснувшись тропика Рака (в день летнего солнцестояния) или Козерога (в день солнцестояния зимнего), а затем покатится назад к экватору (что и наблюдал Джон Вествик на восходе над рекой Вер). Во время солнцестояний эклиптика расположена параллельно экватору, и сутки становятся длиннее.
Рис. 2.10. Эклиптика с зодиакальными созвездиями, наклоненная под углом 23,5 градуса к экватору
Разница в длительности суток может достигать 30 секунд в день, которые, суммируясь, в определенные периоды года сдвигают среднее время на четверть часа относительно истинного солнечного времени; это отклонение сегодня известно как «уравнение времени». Вы когда-нибудь задавались вопросом, почему самый ранний заход Солнца наступает за несколько дней до зимнего солнцестояния и почему рассвет в Северном полушарии вплоть до начала января наступает все позже? Причина как раз в быстром изменении уравнения времени. В Средние века это хорошо понимали, и Ричард Уоллингфордский пытался воспроизвести все эти закономерности на своих часах. На вызов времени он ответил потрясающим достижением инженерной мысли и ремесленного искусства: овальной шестерней, на которой в строго определенном порядке размещался 331 железный зубец. Под аккомпанемент медленного одиннадцатисекундного боя часов монахи могли наблюдать, как звезды движутся по кругу вправо, увлекая за собой Солнце, которое медленно продвигается в обратном направлении, совершая свой годовой путь по эклиптике.
