как люди ведут счет времени
Как люди научились считать время
В древности существовали различные способы определять время. Солнечные часы помогали ориентироваться по тени, которую отбрасывало Солнце, перемещаясь в течение дня по небосводу. Они включали в себя шест (гномон), отбрасывающий тень, и циферблат с отметками, по которому двигалась тень. Сам принцип действия часов подразумевает их полную зависимость от Солнца, так что ночью или в пасмурную погоду этими часами было пользоваться невозможно. У разных народов древности, таких как Египет, Рим, Китай, Греция, Индия существовали свои разновидности солнечных часов, которые различались по конструкции.
Песочные часы всем нам знакомы. Они существовали и до нашей эры, в средние века их разработка была усовершенствована. Для точности часов большое значение имело качество песка и равномерность его сыпучести, он изготавливался специально. Использовался мелкий порошок черного мрамора, а также песок из свинцовой и цинковой пыли, предварительно проходивший обработку, и другие виды песка.
В Европе популярностью пользовались свечные часы, которые позволяли определять время по количеству сгоревшего воска. Эта разновидность была особенно распространена в монастырях и церквях.
Можно упомянуть и о таком способе определения времени в древности, как ориентирование по звездам. В Древнем Египте существовали звездные карты, по которым египетские наблюдатели при использовании пассажного инструмента ориентировались в ночном времени.
Следует отметить, что в древнем Египте также существовало деление дня и ночи на 12 часов, однако часы были неодинаковой длины. Летом дневные часы были длиннее, ночные короче, зимой же наоборот. Месяц по египетскому календарю состоял из 30 дней, год насчитывал 3 сезона по 4 месяца каждый. Для египтян Нил служил основой жизни, и сезоны были тесно связаны с событиями вокруг этой реки: время разлива реки (ахет), время выхода земли из-под воды и начала земледелия (перет) и время низкой воды (шему).
Новый год египтяне праздновали в сентябре, с появлением на небе звезды Сириус.
На сегодняшний день существуют и другие примеры систем отсчета времени, отражающие видение мира и традиции создавших их народов.
Как люди ведут счет времени
У всех земледельческих народов счет времени основывался на определении времен года. Для организации сельскохозяйственных работ достаточно было знать примерную дату с погрешностью в несколько дней. Опорными точками для расчета календарной даты были дни солнцестояний и равноденствий. Их можно было определить двумя способами: по положению звезд и с помощью солнечных часов — гномона. Из года в год люди измеряли длину тени на солнечных часах и обнаружили, что в течение суток самая короткая тень приходится на полдень. Однако ее длина меняется в зависимости от времени года. Самая длинная полуденная тень бывает в декабре — в дни, близкие к зимнему солнцестоянию. В конце июня, в период летнего солнцестояния, полуденная тень, наоборот, самая короткая.
Этими знаниями русские крестьяне пользовались вплоть до XX века. Например, пастухи считали время… в лаптях. На месте выпаса у каждого пастуха было приметное дерево. Тень от него можно была измерить, ступая ногами в лаптях. Когда длина тени равнялась приблизительно шести-семи лаптям, это значило, что наступил вечер, пора гнать стадо домой. Наступление утра определялось иначе — по крику петухов. Так как птицы просыпаются с рассветом, а рассвет в течение года приходится на разное время, то и начало дня было «плавающим».
Отсчет новых суток славяне традиционно вели с восхода солнца. С заката новые сутки отсчитывали только в монастырях, где царили византийские порядки. В 1492 году Иван III в соответствии с византийской традицией ввел начало года с 1 сентября вместо 1 марта, а начало суток — с вечера. Церковный календарь стал официальным, но в народе по-прежнему считали дни с рассвета.
Привычное нам разделение года на 12 месяцев, а суток — на 24 часа пришло из древнего Шумера. На Руси точными часами первоначально пользовалось лишь духовенство: это было необходимо для определения времени служб. При этом дневные часы строго совпадали со световым днем: зимой их было меньше, летом — больше. Расписание «часобитий» — времени наступления и окончания светового дня, которое отмечалось колокольным звоном, — содержалось в церковных календарях.
Указания на час наступления того или иного события начали встречаться в новгородских летописях XI века. Но о том, использовались ли точные приборы, ученым ничего не известно. Считается, что первые механические часы на Руси появились в 1404 году. По заказу Василия I Дмитриевича, великого князя Московского и Владимирского, их установили в белокаменном Московском Кремле. Николай Карамзин в «Истории государства Российского» писал: «В 1404 году Монах Афонской горы, именем Лазарь, родом Сербин, сделал в Москве первые боевые часы, которые были поставлены на Великокняжеском дворе, за церковию Благовещения, и стоили более полутораста рублей, то есть около тридцати фунтов серебра. Народ удивлялся сему произведению искусства как чуду».
По изображению из Лицевого летописного свода можно представить, как выглядели первые русские часы:
У всех земледельческих народов счет времени основывался на определении времен года. Для организации сельскохозяйственных работ достаточно было знать примерную дату с погрешностью в несколько дней. Опорными точками для расчета календарной даты были дни солнцестояний и равноденствий. Их можно было определить двумя способами: по положению звезд и с помощью солнечных часов — гномона. Из года в год люди измеряли длину тени на солнечных часах и обнаружили, что в течение суток самая короткая тень приходится на полдень. Однако ее длина меняется в зависимости от времени года. Самая длинная полуденная тень бывает в декабре — в дни, близкие к зимнему солнцестоянию. В конце июня, в период летнего солнцестояния, полуденная тень, наоборот, самая короткая.
Этими знаниями русские крестьяне пользовались вплоть до XX века. Например, пастухи считали время… в лаптях. На месте выпаса у каждого пастуха было приметное дерево. Тень от него можно была измерить, ступая ногами в лаптях. Когда длина тени равнялась приблизительно шести-семи лаптям, это значило, что наступил вечер, пора гнать стадо домой. Наступление утра определялось иначе — по крику петухов. Так как птицы просыпаются с рассветом, а рассвет в течение года приходится на разное время, то и начало дня было «плавающим».
Отсчет новых суток славяне традиционно вели с восхода солнца. С заката новые сутки отсчитывали только в монастырях, где царили византийские порядки. В 1492 году Иван III в соответствии с византийской традицией ввел начало года с 1 сентября вместо 1 марта, а начало суток — с вечера. Церковный календарь стал официальным, но в народе по-прежнему считали дни с рассвета.
Привычное нам разделение года на 12 месяцев, а суток — на 24 часа пришло из древнего Шумера. На Руси точными часами первоначально пользовалось лишь духовенство: это было необходимо для определения времени служб. При этом дневные часы строго совпадали со световым днем: зимой их было меньше, летом — больше. Расписание «часобитий» — времени наступления и окончания светового дня, которое отмечалось колокольным звоном, — содержалось в церковных календарях.
Указания на час наступления того или иного события начали встречаться в новгородских летописях XI века. Но о том, использовались ли точные приборы, ученым ничего не известно. Считается, что первые механические часы на Руси появились в 1404 году. По заказу Василия I Дмитриевича, великого князя Московского и Владимирского, их установили в белокаменном Московском Кремле. Николай Карамзин в «Истории государства Российского» писал: «В 1404 году Монах Афонской горы, именем Лазарь, родом Сербин, сделал в Москве первые боевые часы, которые были поставлены на Великокняжеском дворе, за церковию Благовещения, и стоили более полутораста рублей, то есть около тридцати фунтов серебра. Народ удивлялся сему произведению искусства как чуду».
По изображению из Лицевого летописного свода можно представить, как выглядели первые русские часы:
На циферблате часов по кругу расположены «указные слова» — церковнославянские буквы. Эти буквы имели в то время значение цифр. Применяемая нами сейчас система арабских цифр — сравнительно новая, Россия знает ее лишь около трех столетий. До 1702 года цифры обозначались буквами: А —1, В — 2, Г — 3, Д — 4 и т. д.
Итак, перед нами голубой циферблат, центр которого орнаментирован пальметками, а по кругу обозначены цифры от 1 до 12. Стрелок на циферблате нет. Вероятно, вращался сам часовой круг, как это было в более поздних вариантах русских часов. Под циферблатом свешиваются три гири.
За счет вращающихся дисков циферблата механизм «размерял часы дневные и ночные», то есть не просто указывал время отдельно для дня и для ночи, но и корректировал количество дневных и ночных часов в зависимости от месяца. Куранты отбивали время ежечасно, а также указывали фазы Луны. В 1436 году подобные часы были установлены в Новгороде, а в 1477 году — в Пскове.
Минутная стрелка на часах появилась лишь спустя 200 лет, а еще через 100 лет — во второй половине XVIII века — часы стали отмерять секунды. В XX столетии определение времени исходя из солнечных суток признали недостаточно точным из-за некоторой неравномерности вращения Земли. На помощь пришла атомная физика. В 1967 году утвердили новое определение секунды: это время перехода между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. С 1997 года действует уточнение: атом цезия должен находиться в покое при температуре 0 Кельвинов.
Обычные кварцевые наручные часы накапливают за месяц погрешность в несколько секунд. А современные атомные часы, которые используются в качестве эталона, накапливают погрешность в 1 секунду лишь за 300 миллионов лет.
Как люди ведут счет времени. С помощью чего узнать точное время?
В одной старой детской сказке так рассказывается о сонном царстве: «…Пахарь спал; среди большой дороги спал ездок с конем, и пыль, поднявшись, сонная, недвижным клубом стояла; в воздухе был мертвый сон; на деревьях листы дремали молча, и в ветвях сонные молчали птицы…»
Но кончилось волшебство, и «вдруг все очнулось, все заговорило, запрыгало и заплясало», а если в этом царстве были часы, то и они пошли отсчитывать минуты.
Время всегда измерялось движением.
Без движения не может быть времени.
Первые часы в древности были солнечные.
На открытом месте ставился столб, тень от него двигалась по ровной площадке с отметками. Эти отметки указывали часы дня, разумеется, не очень точно. Ночью и в пасмурную погоду такие часы «стояли».
Позднее появились водяные и песочные часы. В них время измерялось пересыпанием песка или переливанием воды из верхнего сосуда в нижний. Только богатые люди могли позволить себе роскошь иметь такие часы, за ними требовался неусыпный надзор. Раб, приставленный к часам, должен был переворачивать их и громко, на весь дом объявлять время.
Несколько столетий назад было сделано великое изобретение — механические часы с гирями и маятником. Гири, спускаясь на цепочке, поворачивают вал с шестернями, а от шестерен движутся по циферблату стрелки. Равномерность движения создает маятник; время его качания всегда одинаково и зависит от длины стержня. Такие часы не только показывают время днем и ночью и в любую погоду, но за ними не нужен беспрерывный надзор. И точность у них такая, о какой нельзя было и думать, имея в своем распоряжении солнечные или песочные часы.
Сутки еще в древности разбили на 24 часа, потом час разделили на 60 минут, еще позднее — минуту на 60 секунд. Как будто маленький промежуток времени — секунда.
Сто лет назад карманные часы делали без секундной стрелки, и никто на это не жаловался.
А теперь спортивные судьи следят за соревнованиями бегунов или конькобежцев по секундомерам, отмечающим десятые доли секунды.
Но что говорить о десятых долях секунды!
В наше время ученые пользуются кварцевыми и атомными часами, измеряющими время с такой точностью, что ошибка может составить всего одну секунду за 300 лет!
В атомах есть такие частички, которые, появляясь, исчезают через десятимиллиардную долю секунды. Этот промежуток во столько же раз меньше одной секунды, во сколько раз один год меньше всего времени существования Солнца. Измерить такой исчезающе малый промежуток времени нельзя никакими часами, и для таких измерений изобретены особые, очень сложные приборы.
Время и движение… Эти два понятия неразрывно связаны между собой. Меры земного времени никто не выдумывал, они даны самой природой. Сутки — это время оборота земного шара вокруг своей оси. Год — это промежуток времени, за который Земля совершает один полный оборот вокруг Солнца. И наш календарь основан на этих двух мерах времени — на годе и сутках.
Каменный календарь римлян: наверху изображены боги, управляющие днями недели, начиная с субботы, посредине зодиак, а справа и слева числа месяца.
Когда люди в далекой древности составляли календарь, то столкнулись с большим затруднением: оказалось, что в году 365 суток и 6 часов (позднее вычислили более точно длину года: 365 суток 5 часов 48 минут 46 секунд). Для удобства пришлось округлить продолжительность года до 365 дней, но оставались 6 часов, а за четыре года скапливались 24 часа — целые сутки. Вот почему появился високосный год: раз в 4 года к февралю начали прибавлять один «лишний» день, и в этом месяце стало 29 дней.
Такой календарь был введен в 46 году до нашей эры римским императором Юлием Цезарем, потому он называется юлианским. Тогда же и была установлена неравная продолжительность месяцев.
Но юлианский календарь увеличил продолжительность года на 11 минут и 14 секунд. Как будто пустяк, но за столетия складывалась ощутимая разница. К XVI веку юлианский календарь стал отставать на 11 суток.
Тогда римский папа Григорий XIII решил исправить календарь. Счет времени передвинули сразу на 11 дней вперед: после 4 октября наступило 15 октября. Чтобы в дальнейшем не накапливалось отставание, в новом, григорианском календаре уменьшили число високосных дней на три за каждые 400 лет. Теперь ошибка на одни сутки будет накапливаться лишь за 3300 лет.
Григорианский календарь обычно называют новым стилем; у нас в России, которая продолжала жить по старому, юлианскому календарю, новый стиль был введен только после Октябрьской революции.
На рисунке эмблема Всемирного календаря.
В ней зафиксирован проект нового календаря, который предполагалось ввести с воскресенья 1956 года по предложению Международной ассоциации Всемирного календаря.
Год этого нового календаря состоит из 52 недель плюс один или два добавочных дня «без числа»: один «День Мира» в конце года, международный праздник доброй воли и сотрудничества всех народов, а второй, тоже праздничный день, вставляется только в високосные годы между 30 июня и 1 июля.
Но не все страны мира поддержали этот проект нового Всемирного календаря. И календарь, которым мы все пользуемся ежедневно, остается таким же неудобным, каким он был 2000 лет назад.
Рассказываем детям о времени и часах увлекательно: 5 рассказов и сказка
Время нельзя увидеть или пощупать. Но можно следить за ним с помощью часов. История часов для детей становится интересна в возрасте 6-9 лет. Серия рассказов и сказок поможет понять тему наиболее полно. В них есть ответы на вопросы, как появились часы, какие они бывают, как устроены, почему в минуте 60 секунд и многие другие.
Рассказы о часах и времени для детей
Каждый взрослый понимает, что такое время. Но как рассказать о нем детям понятно и просто?
Зачем людям знать о времени?
В древние времена людям приходилось каждый день бороться за жизнь. Будет ли у них еда, зависело от того, насколько успешно пройдет охота, вырастет ли что-то в земле. Охота и посадка семян наугад часто оставляли их с пустыми руками и желудками. То урожай погибнет в земле, то птицы улетят из лесу….
Тогда люди стали замечать сезонные изменения в природе. Например, что некоторые птицы улетают в теплые страны, зайцы меняют шубку, медведи укладываются в берлогу, волки сбиваются стаями. Деревья то зеленели, то желтели и сбрасывали листву. Шли дожди, потом лежали снега…
Опыт накапливался, и люди научились все делать согласно природе. Они знали, как выбрать время для охоты. Например, охотники не ходили в лес, когда у зверей появлялись детеныши, и они становились особенно опасны. Семечки сажали в землю, когда только-только сойдут снега, чтобы урожай к зиме успел вырасти.
Чем точнее люди определяли время, тем успешнее была их жизнь.
Поначалу они научились считать года – по летам. Так они знали свой возраст, могли записывать события предыдущих лет и многое другое. Благодаря восходу и заходу солнца они определяли дни. Измерять сутками стали намного позже. Дни и ночи считались отдельно. В летописях писали: «Прошло 2 дня и 2 ночи».
Для счета дней ставили зарубки или завязывали узелки. Так выяснили, сколько длится год, какие в нем сезоны и месяцы, как они сменяют друг друга. Люди завязывали узелки подобно тому, как мы отрываем листки календаря.
В году 365 дней. Это время обращения земного шара вокруг Солнца.
Как и почему появились первые часы?
История возникновения часов началась примерно тогда, когда люди заметили, что день сменяет ночь, а ночь сменяет день. И так по кругу. А происходит это потому, что солнце никогда не стоит на месте. Оно беспрерывно катится по небосклону. Утром огненный шар появляется из-за края земли. В полдень над самой головой оказывается, а к концу дня за противоположный край уходит. Люди день-деньской на него поглядывали и говорили: «Вот восход. Вот полдень. Вот закат». И жили себе по этим небесным часам, пока не захотели узнавать время точнее.
Не зная времени, сложно договариваться о встрече друг с другом. Счет времени помогает планировать свою работу и отдых.
Наши предки смастерили что-то похожее на солнечные часы. Вместо циферблата расчертили площадку под открытым небом. Поставили по центру колонну. И двигалась тень от нее подобно настоящей стрелке. Ходит солнышко по небу, а тень беззвучно скользит по земле, отмеряя время. Уловив связь между длиной и положением тени от предметов и положением солнца на небе, люди сделали самый первый вертикальный прибор. На фото самые древние сохранившиеся солнечные часы. Они относятся примерно к 1500 г. до н. э. Найдены в Древнем Египте.
Как час состоял из пяти часцев, или Почему в сутках 24 часа, а в минуте 60 секунд?
Слово «час» в русском языке существовало испокон веков. Вот только значило оно вовсе не 24 часа в сутках. «Тотчас» или «в одночасье» говорили, когда нужно было сделать что-то немедленно. Были распространены выражения: «неровен час», «в добрый час». Но «час» означал миг или мгновение, а не точную единицу времени.
Вообще, делить сутки на 24 части научились еще Древнем Египте. Вот только части эти были разными по длине. Сутки делились на час утренних сумерек, 10 часов светлых, час вечерних сумерек и 12 часов темных.
Египетские солнечные часы гномон
На Руси существовало свое деление суток. Трудовой день был долгий, трудились с самой зари. Отсюда и вели счет. Получалось 17 часов в сутках. Иначе говоря, русские считали длину светового дня. Час делили на мелкие часы – часцы. В одном часе было 5 часцов, а каждый часец делился на 5 малых (вторых) часцов.
Современное деление часа и суток были позаимствованы у великих древних цивилизаций Египта и Междуречья.
Египтяне мерели все не десятками, а 12. День они делили на 12 часов, и ночь на 12 часов. Получалось 24 часа в сутки. Вавилоняне были еще более искусными математиками. Их счет основывался не на 12, а уже на 60.
Ученые античности воспользовались числом 60 и создали систему географических координат. Круг поделили на 360 градусов (6 по 60). Каждый градус – на 60 первых мелких частей, а те в свою очередь, на 60 вторых мелких частей. На латинском они звучали как partes minutae primae и partes minutae secundae.
Минуты и секунды были позаимствованы из географии и геометрии. Земля делает оборот вокруг оси за 24 часа – 360 градусов.
Часы – они такие разные!
Следом за солнечными, человек придумал водяные часы. В древности они представляли собой сосуд с метками, соответствующим отрезкам времени. Из сосуда медленно вытекала вода. По оставшемуся количеству воды предки определяли, «сколько воды утекло». То есть, сколько времени прошло.
Водяные часы в древности
Когда было освоено искусство выдувания стекла, появились часы песочные. Работали они по тому же принципу, что и водяные. Только наполнены были песком. Они были гораздо удобнее. Ведь солнце иногда пряталось за тучами, а вода испарялась. Небольшие сосуды было удобно брать в морские путешествия, использовать дома.
Песочные часы
К слову, не только приборы могут отмерять время, но и растения, животные. Некоторые цветы открываются точно на рассвете, вечером, когда начинает смеркаться, в яркий полдень или вообще ночью. Известные часы-будильник – деревенский петух. Как покажется свет солнышка за краем земли, птица будит своим криком всю округу: «Ку-ка-ре-ку! Вставайте! Новый день пришел!».
С развитием цивилизации появились первые механические часы. Поначалу них не было циферблата. Они отмеряли время громким «бом», и висели на башнях средневековых городов. Сегодня самый старый сохранившийся механизм, сделанный в 1386 году, находится в Англии в Солсбери. Чуть позже были созданы маленькие механические часики с пружиной – карманные. Они были настоящим чудом для той эпохи.
Первые механические часы
Придумывая все новые и новые приборы, люди хотели добиться точности измерения времени. Важно было сделать такой прибор, который бы работал независимо от погоды, жары, холода, тряски при движении и других «помех».
В 17 веке Христианом Гюйгенсом были придуманы маятниковые часы. Они были очень точными на суше, но плохо работали в море.
Старинные часы с маятником
Для того чтобы прибор не воспринимал колебания, стали использовать кристалл кварца. Так появились кварцевые часы. Сначала это был прибор размером с целую комнату. Никто и подумать не мог, что в 1980 году кварцевые часики будут носить на руке все от мала до велика. Спустя годы они стали самыми доступными и популярными.
Первые кварцевые часы
За последние 200 лет человеком было придумано много разных приборов, измеряющих время: электронные, астрономические, атомные часы. Они невероятно сложные, но зато очень точные.
Эталон времени
Без точного времени человеку не обойтись, особенно в современном мире. Поезда, двигающиеся даже с небольшой ошибкой, могут столкнуться. Высокая точность времени нужна для слаженной работы многих людей, механизмов, компьютеров. Например, чтобы соединить компьютеры в сети, нужна точность в 10^−17 секунды. На такое способны только атомные часы. За одну секунду атом совершает 9 миллиардов 192 миллиона 631 тысячу 770 колебаний. Это эталон времени.
Лаборатория электроники
В России самое точное время определяют во Всероссийском научно-исследовательском институте физико-технических и радиотехнических измерений. Атомные часы занимают два этажа здания. Здесь нельзя шуметь. Сотрудники постоянно поддерживают одинаковую температуру и давление. Бесперебойно работает электричество. Несколько раз в неделю российский эталон сверяют с эталонами Германии, Японии, Франции. А люди уже по ним выставляют время на своих наручных часиках и мобильных телефонах.
Всесоюзный научно-исследовательский институт (ВНИИ)
Сказка про Часы на письменном столе
Сказка поможет понять детям, зачем нужно следить за временем и какую роль часы играют в жизни школьника.
«На обычном письменном столе обычного Мальчика стояли Электронные Часы. Они едва виднелись из-за горы тетрадок, разных ручек, карандашей, линеек. Часы стояли во всех смыслах этого слова. Печально выглядывало темное гладкое окошко. А ведь когда-то на нем светились ярко-зеленые цифры. Но они погасли, когда маленькое сердечко остановилось. Батарейка перестала работать.
С того самого дня поселился на письменном столе Беспорядок. Ведь никто не знал, сколько времени. Малыши-карандаши стали опаздывать в Пенал, который был для них транспортом в школу. Некоторые малыши и вовсе оставались дома. Ручки не знали, когда им нужно писать примеры. Оттого Тетрадки были все измазаны красными чернилами учительницы.
Настольная лампа стала выключаться раньше чем обычно. От этого на столе часто случались аварии. Степенная Линейка однажды в темноте задела бумажный Клей. На Письменном столе образовалось белое липкое болото, в котором утонул бедняжка Ластик. Все жители стола ругались на Часы:
— Как им не стыдно! — возмущался Фломастер.— Неужели не видят, как все мы тут мучаемся.
Тетрадки грустно вздыхали:
— Мы так на них надеялись. Теперь приходится каждый день краснеть, оттого что, Ручки вовремя не делают свою работу.
Часики лишь беспомощно молчали, обрастая толстым слоем пыли. А Беспорядок захватывал все новые и новые территории. Но все плохое когда-нибудь заканчивается. В один прекрасный день Часам подарили только что-распечатанную, сверкающую батарейку. Новое сердечко вставили на место старого. Часы радостно замигали своими зелеными глазами.
— Ура! Да здравствует время!
Канцелярская семья очень радовалась. На столе все зашевелись, и начали находить свои места. Они едва успели, когда в комнату вошел Мальчик. Его очень удивил Порядок, который появился на столе после того, как он поменял батарейку в часах. Он посмотрел на циферблат, который показывал 21:00 – время сна. Мальчик сладко потянулся и лег в свою кроватку, чтобы утром не проспать в школу».
Рассказы детям о времени поможет понять значимость часов в жизни. Для понимания времени по стрелкам нужно больше. Ребенок должен знать, где право и лево, уметь считать до 60, знать устройство часов. Приобретению навыка способствует режим дня, игры. Например «переведи стрелки на…», «сколько времени нужно маме, чтобы нарезать хлеб». Изучение времени поможет детям стать более организованными и успешными в своей деятельности.