Pro время | страница 12
Важным достижением стало изобретение механических часов, которые обеспечивали точность времени от минут до нескольких секунд. Механические часы, вместо использования постепенного изменения в чем-то вроде воды или песка, включают механизм спуска, способ выпускать энергию в небольших контролируемых количествах через регулярные промежутки времени. Было разработано множество механизмов, предназначенных для выполнения такой цели, в том числе цилиндровые, дуплексные, рычажные и хронометрические спуски, все с различной степенью точности. Возможно, самый ранний пример спуска, используемого в механизированных водяных часах, был придуман китайским ученым и государственным деятелем Су Сунгом, построившим гидромеханическую 30-футовую астрономическую башню с часами, которая не только показывала время суток, но и месяц и год.
Спицы большого колеса на часах медленно заполняются водой с постоянной скоростью, но механизм механического спуска только освобождает колесо, когда вода в каждой спице достигает определенного уровня. Часы работали с 1092-го до 1126 года, когда были демонтированы политическими противниками.
Хотя Галилею приписывают изобретение маятниковых часов, первым, кто их построил, был голландский ученый Кристиан Гюйгенс в 1656 году. Его устройство достигло беспрецедентной точности – менее чем до одной минуты в день (позже было улучшено – менее чем до 10 секунд в день), используя взвешенный маятник, который качается с постоянной скоростью, чтобы регулировать скорость вращения зубчатых колес, которые гасят по времени через регулярные промежутки времени. В конечном итоге маятники будут преодолены с помощью сопротивления воздуха и трения, поэтому они обычно включают пружины, которые требуют регулярной намотки, чтобы сохранить потенциальную энергию для удержания их качающимися.
Кварцевые часы, разработанные в 1920-х годах, отошли от передач и спусков и, следовательно, не требовали регулярной намотки. Часы работают по такому принципу: кристаллы кварца вибрируют с постоянной частотой при приложении электрического поля.
Первые кварцевые часы, выпущенные в Японии, отставали всего на пять секунд в течение месяца. Их точность ограничена тем фактом, что размер, форма и температура кварцевого кристалла будут влиять на частоту его колебаний, и поэтому нет двух одинаковых. Хотя их точность была превзойдена атомными часами, они по-прежнему являются наиболее распространенными персональными устройствами для хранения времени, основанными на их доступной цене. Стандартом учета времени являются теперь атомные часы, которые были впервые представлены в 1950-х годах. Сегодняшние атомные часы теряют только секунду в течение десятков миллионов лет. Другими словами, они имеют точность порядка сотых долей наносекунд в день.
