Одержимые блеском: о драгоценностях и о том, как желание обладать ими меняет мир
Шрифт:
Время всегда управляет нашей жизнью. Так было и на заре цивилизации, и после изобретения атомных часов. Мы сверяем наши дни и наши занятия со временем года, с обществом и друг с другом. Осознание времени настолько фундаментально, что трудно даже представить, какую эволюцию претерпели и сами хронометры, и процесс, с помощью которого люди следят за временем. Технология хронометрии меняла мир, а новый мир, в свою очередь, снова и снова менял хронометрию на протяжении всей истории.
В самом начале имел значение только отмерявший путешествие человека от рождения до смерти Отец Время, которого тысячелетиями изображали в виде старика с косой. Разумеется, была еще и Мать-Земля, диктовавшая, когда спать, когда вставать, когда сеять, когда жать. Минуты и часы не имели значения. Единственными часами были солнце и луна, и время определялось потребностями.
Поэтому неудивительно, что первые инструменты измерения времени были солнечными. Самые древние солнечные часы датируются 15000 г. до н. э., и появились они в Древнем Египте. Солнечные часы бывают различных форм, размеров и конфигураций. Дизайн солнечных часов не имеет значения. Главное, они должны соответствовать одному базовому принципу: движение небесных тел предсказуемо, но не фиксировано. Солнечные часы появились вследствие понимания человеком движения планет. Они используют тень, чтобы отражать или предполагать это движение. Единственный предмет, отбрасывающий тень, обычно палка или пика, назывался «гномон» и фиксировался вертикально или горизонтально на поверхности, разделенной на равные интервалы. Когда солнце движется по небу с востока на запад, гномон отбрасывает тень на определенный участок «циферблата». Время идет, солнце меняет положение на небе. Меняет свое положение и тень, проходя по кругу с течением дня.
Солнечные часы отлично работают в ясные и солнечные дни. Но без солнца пользы от них мало. С самого начала этот недостаток учитывался, и по таким часам за временем следили только в дневные часы. Так как в 15000 г. до н. э. люди, как правило, по ночам спали, то это никого и не волновало. Разумеется, солнечные часы не работали в помещении и в пасмурные дни.
В конце концов на смену солнечным часам пришли краткосрочные хронометры, предки секундомеров, – песочные и водяные часы. Все они имели одинаковый дизайн и использовали определенное количество воды или песка, которое перемещалось из одного места в другое с фиксированной скоростью. Дожидаясь того, чтобы вода или песок закончились, человек мог отследить маленький промежуток времени. Это требовалось для выполнения конкретной работы: на какое время оставлять ткань в краске или сколько времени будет сохнуть раствор.
Технология времени не отставала от занятий человека и задавала им темп. По мере того как мы переселялись из полей в города, часы становились все сложнее. Спустя многие тысячи лет после того, как каменные круги и гномон помогали следить за солнцем и временами года, появились настоящие механические часы. Эти массивные, хотя и не слишком точные часы использовали сложный механизм из колесиков, пружинок, гирь и рычагов. Они показывали только часы, как и солнечные часы, но для этого не требовалось солнце. Эти часы стали отражением того, что люди проводили больше времени в помещении и не ложились спать сразу после заката.
Они были слишком новыми, слишком дорогими и слишком редкими, чтобы ими могли пользоваться обычные люди. В Средние века время принадлежало в первую очередь церкви, чьи колокола говорили людям, когда вставать, когда работать и когда собираться вместе. (Это были самые важные моменты для большинства людей.) В конце концов место теократии заняло светское правительство, и общественные часы заменили колокола. И все же время и управление им оставались делом властей, какими бы они ни были.
В эпоху Возрождения с изобретением более точных часов с маятником и пружинных часов произошла некоторая эволюция технологии времени и власти времени. Но только в девятнадцатом веке, с началом промышленной революции, стали иметь значение малые промежутки времени. Города росли, появлялись заводы и фабрики, и люди начали подчиняться более строгому расписанию. Потом появились поезда и расписания поездов, пропуска, которые надо было пробивать на проходной, и официальные расписания разного рода, за которыми гражданам приходилось следить. Им повезло: революция в промышленности, породившая необходимость следить за временем, дала людям и средство для этого. Началось массовое производство деталей для часов, и часы стали доступными. Та самая технология,
которая сделала хронометрию доступной для обычных людей, сделала хронометры и относительно дешевыми.Но как бы ни эволюционировали часы, их функция не меняется с каменных кругов эпохи палеолита. Они существовали для того, чтобы отмечать движение земли вокруг оси и ее вход и выход из зоны солнечного света. Вот почему до наших дней стрелки на часах все так же вращаются вокруг центральной оси, как тень двигалась по кругу на солнечных часах, и в полдень, когда солнце стоит в самой высокой точке, стрелки оказываются в верхней точке циферблата.
Механика времени
Первые механические часы, в которых есть часовой механизм, а не солнечная тень, были созданы в Китае в 725 году н. э. Поначалу даже в механических часах использовали воду или песок, чтобы они показывали время. Эти системы были намного сложнее, чем обычные водяные часы, так как вода вращала механизм часов наподобие колеса водяной мельницы. В конце концов эти системы заменили более надежными и менее мокрыми системами гирь и блоков. Но настоящим механическим часам необходим источник энергии, а батарейки еще не придумали.
Так что же делать?
Давайте вспомним физику. Кинетическая энергия – это энергия движения. Потенциальная энергия – это энергия, которой объект обладает благодаря своему положению (то есть все наготове и ждет только отмашки). Натянутая тетива лука обладает потенциальной энергией, которая превратится в кинетическую энергию, когда стрела будет пущена. На вершине водопада вода обладает потенциальной энергией, которая будет выпущена при падении воды, и ее можно использовать для вращения водяного колеса.
Есть два разных вида потенциальной энергии: гравитационная (энергия при взаимном расположении тел) и энергия упругой деформации. Падающая вода, которая вращает водяное колесо, – это пример гравитационной потенциальной энергии. Она использует эффект гравитации, чтобы передвигать предмет с одного места на другое. Лук и тетива – это пример энергии упругой деформации. В систему необходимо вложить энергию, растянув или сжав ее, чтобы возникла потенциальная энергия. Когда вы натягиваете тетиву лука, вы вкладываете энергию в систему, создавая потенциальную энергию упругой деформации. Когда вы отпускаете стрелу, потенциальная энергия превращается в кинетическую.
Вне зависимости от того, какой вид потенциальной энергии использует часовщик – маятник или пружину, – необходим механизм, который будет получать эту энергию и превращать ее в кинетическую, то есть в энергию движения. В механических часах этот механизм называется спуском, или анкерным механизмом. Когда маятник раскачивается взад и вперед, соединенный с ним рычаг постоянно вращает колесико.
Маятник качается ритмично, чтобы при каждом его движении зубчатое колесико поворачивалось на одно деление. Это позволяет всем остальным, связанным между собой колесикам, вращаться в определенном ритме, поэтому стрелки часов перемещаются через определенный интервал времени. Пружина в часах служит для той же самой цели, что и гири или маятник, но позволяет сделать часы меньшего размера, которые можно носить с собой. С маятником такое невозможно.
Часы меньшего размера, которые можно было носить с собой, начали появляться в Европе в пятнадцатом веке. Они решили проблему размера и удобства, но возникла новая трудность. Когда пружина расправлялась, она теряла энергию. Сначала пружина была сжата очень туго, в ней было много энергии, а в конце расправлялась, и энергии в ней оставалось совсем мало. Часы начинали отставать. Иными словами, эти первые модели были маленькими и удобными, но не могли точно показывать время.
Решение нашлось в 1657 году, когда была изобретена балансирующая пружина – тонкая как волосок свернутая полоска металла, соединенная с зубчатым колесиком-регулятором (балансом). По мере того как балансирующая пружина раскручивается, балансирующее колесико начинает поворачиваться вперед и назад, давая энергию всему механизму. Он пульсирует словно сердце, с четким ритмом равных интервалов. Этот ритм контролирует скорость поворота колесиков и зубчатых шестеренок, равномерно распределяя энергию на определенный период времени. Поэтому часы идут верно. Для этой единственной инновации потребовалось почти пять столетий.