Воден часовник

Воден часовник или клепсидра^[1][2] — инструмент за мерење на времето врз основа на правилно истекување на вода од еден сад во друг и од каде потоа може да се измери количината на течност.

Приказ на два водени часовници од античкиот музеј Агора во Атина. Горниот е оригинал од доцниот 5 век пр. н. е. Долниот е реконструкција на глинениот оригинал.

Водните часовници се еден од најстарите инструменти за мерење на времето.^[3] Наједноставниот облик на воден часовник во облик на чинија, постоел во Вавилон, Египет и Персија околу 16 век пр. н. е. Други региони во светот, вклучувајќи ги Индија и Кина, исто така даваат рани докази за водни часовници. Водните часовници се користеле во античка Грција и во антички Рим.

Дизајни

Воден часовник на Ескинарди

Водениот часовник го користи протокот на вода за да го мери времето. Постојат два вида водени часовници: прилив и одлив. Во часовникот кој работи со одлив на вода, садот се полни со вода, а водата полека и рамномерно се истекува од садот. Овој сад има ознаки кои се користат за прикажување на текот на времето. Како што водата истекува од садот, набљудувачот може да види каде водата е на ниво со линиите и да каже колку време поминало. Часовникот кој работи со прилив на вода работи на ист начин, освен што наместо да истекува од садот, водата го полни садот и го потонува во одредено време. Некои модерни часовници се нарекуваат „водени часовници“, но работат поинаку од старите. Нивното мерење на времето се управува со нишало, но тие ја користат водата за обезбедување на моќта потребна за движење на часовникот со користење на водено тркало.

Грците и Римјаните го унапредиле дизајнот на водниот часовник со систем на запчаник и механизам за подобрена точност. Дополнителен напредок е постигнат во Византија, Сирија и Месопотамија, каде што сè попрецизните водени часовници во својот состав вклучија сложена сегментална, епициклична опрема и водени тркала па со својот напредок го достигнале својот пат до Европа . Кинезите развија свои напредни водни часовници, инкорпорирани запчаници, одбранбени механизми и водени тркала, пренесувајќи ги своите идеи на Кореја и Јапонија .^{[се бара извор][ потребен е цитат ]}

Некои дизајни на водени часовници биле развиени без влијание на другите, а некои знаења биле пренесени преку ширењето на трговијата. Овие рани водни часовници биле штелувани со сончев часовник . Иако никогаш не достигнал ниво на прецизност во споредба со денешните стандарди за мерење на времето, водниот часовник бил вообичаено користен уред за мерење на времето со милениуми, сè додека не бил заменет со попрецизни механички часовници во Европа, во околу 1300 година. ^[4]

Регионален развој

Египет

Најстариот воден часовник за кој постојат физички докази датира од в. 1417–1379 пр. н. е. во Новото кралство Египет, за време на владеењето на фараонот Аменхотеп III. Најстарата документација на водниот часовник е пронајдена на натписот на гробот на египетскиот дворски службеник Аменемхет од 16 век пр. н. е., кој го идентификува како негов пронаоѓач. ^{[5] [6]} Овие едноставни водени часовници, биле од типот на одлив, тоа биле камени садови со наведнати страни што дозволувале водата да капе со речиси константна брзина од мала дупка близу до дното. На нив имало дванаесет одделни колони со распоредени ознаки од внатрешноста за да се измери минувањето на „часовите“ додека нивото на водата достигнувал до нив. Колоните биле за секој од дванаесетте месеци. Свештениците ги користеле овие часовници за да го одредат времето во текот на ноќта, така што храмските обреди и жртви може да се извршат во точното време. ^[7]

Вавилон

Глинена плоча
Пресметки на воден часовник

Во Вавилон, водените часовници биле од типот на одлив и имале цилиндричен облик. Употребата на водниот часовник како помош за астрономски пресметки датира од Старото Вавилонско Царство ( околу 2000 – околу 1600 пр. н. е.).^[8] Повеќето докази за нивното постоење доаѓаат од записите на глинените плочи .

Овие часовници биле единствени, бидејќи немале индикатори како што се стрелките ( што обично се користат денес) или жлебови (како што се користеле во Египет). Наместо тоа, овие часовници го мереле времето „со тежината на водата што тече од него“. ^[9] Тежината, мана или мина ја претставувала тежината на водата во воден часовник. 

Во вавилонско време, времето се мерело со временски часови. Како што се менувале годишните времиња, така се менувала и должината на денот. „За да се дефинира должината на „ноќната стража“ на летната краткоденица, требало да се истури две мана вода во цилиндрична клепсидра; нејзиното празнење го означувало крајот на часовникот. На секоја следна половина требало да се додаде една шестина од мана. Во месецот на рамноденица, требало да се испразнат три мана за да одговараат на еден часовник, а четири мана се испразнувале за секој часовник во зимска краткодневица." ^[9]

Индија

Садовите ископани од локација на долината на Инд во Мохенџо-Даро се користеле како водни часовници. Тие биле заострени на дното, имале дупка на страна и биле слични на приборот што се користи за изведување абхишека (ритуално истурање вода).^[10]

Јотиша, една од шесте дисциплини на Веданга, опишува водни часовници наречени гати или капала. Во Сурија Сидданта (5 век н.е.) се споменува клепсидрата во форма на бакарен сад што лебди и тоне.^[11] На древниот будистички универзитет во Наланда махавихара, четиричасовните интервали биле мерени со воден часовник, кој се состоел од бакарен сад кој пловел во поголем сад исполнет со вода. Садот се полнел со вода која истекувала од мала дупка на дното; кога садот ќе се наполнел со вода се обележувало со удирање на тапан во текот на денот. Количината на додадена вода варирала во зависност од годишните времиња, а студентите на универзитетот управувале со часовникот. ^[12]

Кина

Механизмот на воден погон на астрономската саат-кула на кинескиот инженер Су Сонг

Во античка Кина, водните часовници биле многу важни во проучувањето на астрономијата и астрологијата . Најстарата пишана референца ја датира употребата на воден часовник во Кина во 6 век пр. н. е.^[13] Филозофот и политичар од династијата Хан, Хуан Тан (40 пр. н. е. – 30 н.е.), задолжен за клепсидрите, напишал дека морал да ги споредува клепсидрите со сончевите часовници поради влијанието на температурата и влажноста врз нивната точност, покажувајќи дека испарувањето влијае на брзината со која тече водата.^[14] Течноста во водните часовници замрзнувала и морало да се чува топла со факели. Проблемот го решил кинескиот астроном и инженер Џанг Сиксун кој кристел жива наместо вода.

Џанг Хенг бил првиот во Кина кој додал дополнителен резервоар за компензација помеѓу резервоарот и садот за довод, што го решило проблемот со паѓачката глава на притисок во резервоарот на резервоарот.^[13] Во 2000-тите, во пекингската кула „Тапани“ функционира клипсидра од истекување и е прикажувана за туристите.

Персија

Антички персиски часовник

Употребата на водни часовници во Голем Иран, води потекло од 500 пр. н. е.^[15] Подоцна, тие биле користени и за одредување на точните свети денови на предисламските религии како што се: најкратките, најдолгитеденови и ноќи во годините,како и деновите и ноќите кои биле со еднаква должина. Водениот часовник бил најточниот и најчесто користен уред за мерење на времето за пресметување на количеството или времето во кое земјоделецот требало да земе вода од бунар за наводнување, се додека не го замениле попрецизните часовници.^{[16] [17]}

Персиските водени часовници се користеле како алатка за акционерите на канатот да го пресметаат времето кога требало да ја пренасочат водата кон нивните фарми или градини. Канатот беше единствениот извор на вода за земјоделство и наводнување во сушните области, така што праведната и правична дистрибуција на водата била многу важна.

Персискиот воден часовник се состоел од големо тенџере полно со вода и сад со мала дупка во центарот. Кога садот ќе се наполнел со вода, потонувал во тенџерето, а потоса го испразнувале садот и повторно го ставале над водата во тенџерето. Водениот часовник Зибад се употребувал до 1965 година,^[18] кога се заменил со модерни часовници.^[19]

Грчко-Римски свет

Илустрација од почетокот на 19 век на клепсидрата на Ктезибиј (285–222 пр. н. е.) од 3 век пр. н. е. Индикаторот за час се искачува додека тече вода.

Зборот „ клепсидра “ доаѓа од грчкиот јазик што значи „крадец на вода“. ^[20] Грците значително го унапредиле водениот часовник и го решиле проблемот со намалениот проток.^[21] Ктезибиус измислил показален систем типичен за подоцнежните часовници како што се бројчаникот и стрелката.^[22] Римскиот инженер Витрувиј ги опишал раните будилници, кои работат со гонг или труба.^[23] Најчесто користен воден часовник бил едноставната одливна клепсидра. Овој мал земјен сад имал дупка на страната во близина на неговата основа. И во грчко и во римско време, овој тип на клепсидра се користел во судовите за доделување време на говорниците. Во важни случаи, како на пример, кога животот на една личност бил во прашање, тој бил целосно исполнет, но за поситни случаи, само делумно. Ако постапката била прекината поради која било причина, како на пример за испитување на документи, дупката во клепсидрата била запрена со восок додека говорникот не можел да продолжи со своето изјаснување.^[24]

Клепсидра за задржување на време

Некои научници се сомневаат дека клепсидрата можеби била користена како штоперица за наметнување временско ограничување на посетите на клиентите во атинските бордели. ^[25] Малку подоцна, на почетокот на 3 век пр. н. е., хеленистичкиот лекар Херофил употребил пренослива клепсидра при посетата на неговата куќа во Александрија за мерење на пулсот на неговите пациенти.

Помеѓу 270 пр. н. е. и 500 година од нашата ера, хеленистичките и римските хоролози и астрономи развивале покомплексни механизирани водни часовници. Додадената сложеност била насочена кон регулирање на протокот и обезбедување подобри прикази на текот на времето. На пример, некои водени часовници ѕвонеле со ѕвона и гонги, додека други ги отворале вратите и прозорците за да покажат фигури на луѓе, или поместувале покажувачи и бројчаници.

Најголемо достигнување во пронајдокот на клепсидрите од ова време било од страна на Ктезибиј кој во нивниот состав вклучил запчаници и индикатор за бирање за автоматско прикажување на времето со менување на должината на деновите во текот на годината. Грчкиот астроном, Андроник од Кир, ја надгледувал изградбата на неговиот Хоролог, денес познато како Кула на ветровите, во првата половина на 1 век пр. н. е. Оваа октогонална саат-кула на научниците и на купувачите им покажувала и сончеви часовници и ветробранско летало . Во внатрешноста имало механизирана клепсидра,која имала повеќе опции: прачка што се движела нагоре и надолу за да го прикаже времето, автомат на воден погон кој удирал во ѕвонче за да ги означи часовите или диск со ѕвезда во движење на таванот. ^[26]

Средновековен исламски свет

Воден часовник со слон на Ал-Џазари (1206). ^[27]

Во средновековниот исламски свет (632-1280), употребата на водни часовници своите корени ги носи од Архимед за време на подемот на Александрија во Египет и продолжува низ Византија . Водните часовници на арапскиот инженер Ал-Џазари, сепак, се заслужни бидејќи отидоа „многу подалеку од сè претходно“. Во трактатот на Ал-Џазари од 1206 година, тој опишува еден од неговите водни часовници, часовникот на слон . Часовникот го снимал минувањето на временските часови, што значело дека брзината на протокот морало да се менува секојдневно за да одговара на нерамномерната должина на деновите во текот на годината. За да се постигне ова, часовникот имал два резервоари. Горниот резервоар бил поврзан со механизмите за покажување на времето, а дното било поврзано со регулаторот за контрола на протокот . Во основа, кога се разденувало, чешмата била отворена и водата течела од горниот резервоар до долниот резервоар преку пливачки регулатор кој одржувал постојан притисок во резервоарот за примање.^[28]

Автоматски часовник на замокот на Ал Џазари на вода, 12 век.

Најсофистицираниот астрономски часовник на вода е замокот на Ал-Џазари, кој некои го сметаат за ран пример на програмабилен аналоген компјутер, во 1206 година.^[29] Тој бил сложен уред кој бил висок околу 11 стапки (3.4 м) и имал повеќе функции заедно со мерењето на времето. Имал можност повторно да се програмира должината на денот и ноќта со цел да се пресметаат променливите должини на денот и ноќта во текот на годината, а исто така имало пет музички автомати кои автоматски пуштаат музика кога се движат со лостови управувани од скриена брегаста осовина прикачена до водено тркало. ^[29] Другите компоненти на часовникот на замокот вклучувале: главен резервоар со пливачка, пливачка комора и регулатор на проток, плоча и корито за вентил, две макари, диск со полумесечина што го прикажува зодијакот и две автомати со сокол што фрлаат топчиња во вазни. ^{[30] [ <span title="The material near this tag relies on an unreliable source. This is just a link to a google search for the preceding phrase&quot; (March 2017)">несигурен извор</span> ]}

Првите водни часовници кои користат сложена сегментална и епициклична опрема биле измислени порано од арапскиот инженер Ибн Калаф ал-Муради во Исламска Иберија в. 1000. Неговите водени часовници биле управувани со водени тркала, како што било случај и со неколку кинески часовници за вода во 11 век.^[31] Споредливи водни часовници биле изградени во Дамаск и Фез . Последниот ( Дар ал-Магана ) останува до денес и неговиот механизам е реконструиран. Првиот европски часовник кој ги употребил овие сложени запчаници бил астрономскиот часовник создаден од Џовани де Донди во в. 1365 година. Како и Кинезите, арапските инженери во тоа време развиле механизам што го користеле во некои од нивните водни часовници. Механизмот беше во форма на систем со постојана глава, додека тешките плови се користеа како тегови.

Кореја

Воден часовник на Јанг Јеонг-сил, Боругак Јагјеонгну

Во 718 година, Унифициран Сила го воспоставил системот на клепсидра за прв пат во корејската историја, имитирајќи ја династијата Танг. ^[32] Во 1434 година, за време на владеењето на Чосеон, Јанг Јеонг-сил ( Korean ), чувар на палатата, а подоцна и главен дворски инженер, го конструирал Боругак Јагјеонгну или самоударувачки воден часовник на павилјонот Боругак за Сејонг Велики .

Она што го овозможувало неговиот воден часовник да се самоудира (или автоматски) беше користењето механизми за работа со: три дрвени фигури или „дигалки“ кои удирале во предмети за да го сигнализираат времето. Со оваа иновација повеќе немаше потреба од човечки работници, за постојано да ја надополнуваат. ^{[ Потребен е цитат ]}

Часовникот бил уникатен поради неговата способност автоматски да објавува двојни времиња со визуелни и звучни сигнали.^[33] Џанг развил техника на конверзија на сигналот што овозможувало да се измери аналогното време и да се објави дигиталното време. Уредот за конверзија бил поставен над вливниот сад што го мери времето, првиот уред од ваков вид во светот.^[34] Така, воден часовник Боругак е првиот хидро-механички инженерски часовник со двојни времиња во историјата на хорологијата.^{[35] [36]}

Поврзано

• Бернард Гитон
• Мерни инструменти
• Песочник