Солнечные часы. Трактат первый: Дешево и сердито.

Последний совет. Читайте эту ветку с самого начала пока до вас не дойдет то, что я вам тут объяснял. Как только до вас дойдет, быстренько извиняетесь перед читателем и Гауссом. Это будет тот великий переломный момент когда с вами можно будет хоть что-то обсуждать.

Читаю:

"Солнечные часы. Трактат первый: Дешево и сердито. Предлагаю обсудить статью ххх"

Обсуждаю. Извиняться мне не за что. Автор в измерениях ничего не смыслит (а пытается построить измерительный прибор). Не готов обсуждать вопросы точности показаний. Методики поверки. Вводит в заблуждение читателя относительно устройства часов и их точности. Извиняться впору автору, но требовать этого бесполезно- "чукча не читатель, чукча писатель"(С). По делу говорить отказывается. Даже период обращения Земли вокруг своей оси не знает.

Этот текст я нашел на одном астрономическом форуме и, надеюсь, он будет интересен читателям нашей ветки. В конце небольшая подборка фотографий обсерваторий славного магараджи.

Джантар Мантар: обсерватория без телескопов

Побывав в обсерватории Джантар Мантар в Дели (Индия) посетители с удивлением восклицают: «Неужели это и впрямь обсерватория?!» Те, для кого обсерватория — современное здание, оборудованное высокоточными дорогостоящими приборами, вряд ли примут эти необычные каменные строения в огромном парке за научное учреждение. Однако в начале XVIII века Джантар Мантар был настоящей астрономической обсерваторией. И самое удивительное, что, хотя в ней не было телескопов и других приборов, изобретенных в Европе, она давала подробные и довольно точные сведения о небесных телах.

Джантар Мантар — это название трех из пяти обсерваторий, построенных правителем Раджпутаны, магараджей Савай Джай Сингхом II. Слово «джантар» происходит от санскритского «янтра» и означает «прибор, или инструмент», а слово «мантар» — от «мантра», что означает «измерение, или формула». Свойственное разговорному стилю добавление рифмованного слова привело к появлению названия — Джантар Мантар.

Согласно табличке, установленной в 1910 году, обсерватория Джантар Мантар в Дели была построена в 1710 году. Однако, как показывают более поздние исследования, строительство, скорее всего, было завершено в 1724 году. Установить это помогают сведения из жизни Джай Сингха. Но прежде давайте познакомимся с необычными приборами одной из самых старинных обсерваторий.

Приборы из камня

В обсерватории Джантар Мантар четыре прибора, и все они построены из кирпича и камня. Самый примечательный из них — Самрат янтра, или Главный прибор, который «в основном использовался как точные и равномерно идущие солнечные часы». Эти часы считаются самым выдающимся изобретением Джай Сингха. Прибор представляет собой огромный кирпичный треугольник высотой более 21 метра, в основании около 35 метров и в ширину более 3 метров. Гипотенуза этого гигантского треугольника составляет 39 метров в длину. Она расположена параллельно земной оси и направлена на северный полюс. По обе стороны треугольника, или гномона, находится квадрант с делениями для измерения часов, минут и секунд. Хотя примитивные солнечные часы существовали уже веками, Джай Сингху удалось превратить этот простой инструмент в точный прибор для измерения склонения и других координат небесных тел. Остальные три прибора обсерватории — это Рам янтра, Джаяпракаш янтра и Мишра янтра. Замысловатые, причудливые формы этих строений позволяли измерять склонение, высоту, а также азимут солнца и звезд. С помощью прибора Мишра можно было даже узнать время наступления полдня в различных городах мира. Все перечисленные выше приборы, за исключением прибора Мишра, были созданы Джай Сингхом. В то время это были самые сложные и самые точные измерительные приборы в Индии. Они послужили основой для составления точных календарей и астрономических таблиц. С помощью этих красивых изящных строений астрономы получали ценные сведения, пока на смену каменным приборам не пришли телескопы и другие изобретения. Но почему такой одаренный и высокообразованный человек, как Джай Сингх, не прибегнул в своих астрономических исследованиях к инструментам, доступным в то время в Европе, например оптическому телескопу? Ответ мы найдем, если познакомимся с жизнью магараджи и заглянем в историю того времени.

«Поглощен изучением математической науки»

Джай Сингх родился в 1688 году на территории современного индийского штата Раджастхан. Его отец, правитель города Амбер, столицы раджпутского княжества Качаваха, находился под властью Великих Моголов в Дели. Молодой принц был прилежен в занятиях и овладел такими языками, как хинди, санскрит, персидский и арабский. Он также получил познания в математике, астрономии и боевых искусствах. Но одна наука особо завладела сердцем принца. В документах того времени отмечалось: «С самых первых шагов в стремлении к знаниям и в период взросления Савай Джай Сингх был поглощен изучением математической науки (астрономии)». В 1700 году, после смерти отца, 11-летний Джай Сингх вступил на престол в Амбере. Вскоре юного правителя пригласили ко двору императора Моголов в южную Индию, где Джай Сингх познакомился с Джаганнатом, знатоком в области математики и астрономии. Позднее этот человек стал придворным советником Джай Сингха. Политическое положение молодого магараджи оставалось неустойчивым до 1719 года, когда к власти пришел Мухаммед Шах. Вскоре Джай Сингх был вызван в столицу, Дели, на прием к новому правителю Моголов. На той встрече в ноябре 1720 года Джай Сингх, скорее всего, и представил императору план строительства обсерватории, который был воплощен в жизнь, вероятно, в 1724 году. Что побудило Джай Сингха построить обсерваторию? Магараджа понимал, что индийские календари и астрономические карты имели большие погрешности, а астрономия как наука практически не развивалась. Поэтому он решил сделать новые карты, которые бы соответствовали действительному положению видимых небесных тел. Он также мечтал создать инструменты для астрономических наблюдений, которые были бы доступны каждому, кто увлекается астрономией. Джай Сингх приобрел множество научных книг из Франции, Англии, Португалии и Германии. При дворе он окружил себя учеными из индусских, мусульманских и европейских школ астрономии. Он даже направил в Европу первую посланную с Востока экспедицию, поручив своим людям собрать необходимые сведения по астрономии, а также привезти научные книги и инструменты.

Восток и запад так и не сошлись

Почему Джай Сингх строил каменные сооружения, если в Европе уже существовал телескоп, микрометр и верньер? И как получилось, что магараджа оказался незнаком с открытиями Коперника и Галилея и представлением о гелиоцентрической системе мира? Отчасти виной всему стало практически полное отсутствие сообщения между Востоком и Западом. Но это было не единственной помехой. Немалую роль сыграла также религиозная обстановка того времени. Ученые-брахманы отказывались ехать в Европу, поскольку за пересечение океана они могли лишиться принадлежности к своей касте. Европейцы, которые помогали Джай Сингху собирать информацию, были, в основном, ученые-иезуиты. По словам историка В. Н. Шармы, который написал биографию Джай Сингха, как иезуитам, так и мирянам-католикам было запрещено перенимать взгляды Галилея и других ученых о том, что Земля вращается вокруг Солнца. Церковь считала все эти теории ересью и безбожием и угрожала инквизицией. Неудивительно, почему посыльные Джай Сингха не включили в свой отчет работы Коперника и Галилея, а также описание новых инструментов, с помощью которых подтверждалась гелиоцентрическая система мира.

Самрат янтра — точные солнечные часы. Тень от огромного треугольника падала на квадрант, дугообразную стену-циферблат

Джаяпракаш янтра представляет собой пустые полусферы с делениями на внутренней стороне. Раньше через точки по краям были натянуты шнуры

Изнутри Рам янтры можно было наблюдать за положением звезд и сопоставлять его с различными метками или краями окон

С помощью Мишра янтры можно было узнать время наступления полдня в различных городах мира

Горизонтальная астрономия — ранняя форма астрономии, которую усовершенствовал Джай Сингх. Определить положение звезды можно, узнав ее высоту (как высоко она расположена в небе) и азимут (удаленность от севера по часовой стрелке). С помощью Самрат янтры два человека могли точно определить и отметить местоположение звезды

Статья по солнечным часам появилась в журнале Популярная Механика №3(77) март 2009, стр.42-50. Приведены различные виды часов, есть даже две модели, которые можно вырезать и опробовать. У меня получились полярные часы - несколько раз определял время с высокой точностью. На есть учет даты и зимнего/летнего времени.

Нашел сканированные версии тут http://uploadbox.com/files/1dc5bd6eb1 http://depositfiles.com/ru/files/ra5zvutn7

P.S. В статье обнаружил фотографии с того же парка, что и в предыдущем посте http://www.mastercity.ru/vforum/attachment.php?attachmentid=48451&d=1219646348

2Burrdozel 2jj300
Решпектище за дискуссию... Получил истинное удовольствие... :)
У меня "солнечные часы" - крыша бани... примерно в 14-30 она начинает давать тень на обеденный стол, стоящий на улице. Верный признак, что пора подкрепиться... :)
"измерительный прибор..." Какой нах измерительный прибор... Это когда парусники плавали со скоростью пешехода - это был измерительный прибор... Сейчас - игрушка... И относиться к ней надо как к игрушке...

l_andrey написал : Статья по солнечным часам появилась в журнале Популярная Механика №3(77) март 2009, стр.42-50.

Спасибо, сейчас закачаю.

КонстаТим написал : Решпектище за дискуссию... Получил истинное удовольствие...

О! Великий и ужасный :) КонстаТим пришел! Спустя почти год, обсуждение тоже прочитал с удовольствием :) Кстати, уже давно готов Трактат № 2, может, скоро опубликую.

КонстаТим написал : Какой нах измерительный прибор...

Я все-таки настаиваю на определение, например, из БСЭ: Солнечные часы — прибор для определения времени по изменению длины тени от гномона и её движению по циферблату.

Прибор - тут уж не попрешь...

jj300 написал : например, из БСЭ:

Он не больше "измерительный прибор" чем Граненый стакан - мензурка.... А он куда точнее измеряет емкость бутылок, чем "бульк". Или на взгляд... :) Ну пусть будет "прибор"... :D

КонстаТим написал : Ну пусть будет "прибор"...

:D

У прибора должен быть класс точности и методика поверки. Простейший расчет показывает: если имеем "стрелку" (тень от гномона) шириной 5мм, то чтобы элементарно различать показания прибора на интервале в 1 минуту, надо:

в сутках 24*60=1440 минут, "стрелка" делает один оборот в сутки, ширина одного минутного деления при движении стрелки- не менее 5 мм,
5мм*1440=7200мм или 7 метров 20см. Диаметр такой окружности, правильно, в Пи раз меньше: 2 метра 29,3см. Это минимальный диаметр солнечных часов, которые ТЕОРЕТИЧЕСКИ могут позволить различать минуты. Практически же добиться резкого изображения тени гномона шириной 5 мм невозможно. Дифракция и все такое. Соответственно придется прибегать к формированию такой тени (как это и делается везде, см.фото), чтобы она была треугольной и местоположение вершины треугольной тени можно было додумать. А это означает, что реально полезные часы должны быть намного больше, чем полметра - например, с дом размером. Все остальное- украшение сада, игрушка, понты.

jj300 написал : уже давно готов Трактат № 2, может, скоро опубликую.

С нетерпением ждем-с

Burrdozel написал : У прибора должен быть класс точности и методика поверки.

Как только будет рассекречен регламент по классу точности солнечных часов, мы тут соизволим издать указ, предписывающий всех владельцев солнечных часов проводить поверки и проходить техосмотр на нашей площадке. А так же пройти очень платные курсы по обучению пользованию ими. Ни и страховка от этого... как то бишь его.. гномона, обязательно... Предлагаю создать такое общество и заставить всех солнечных часовщиков проходить у нас сертификацию...

Burrdozel написал : У прибора должен быть класс точности и методика поверки. Простейший расчет показывает: если имеем "стрелку" (тень от гномона) шириной 5мм, то чтобы элементарно различать показания прибора на интервале в 1 минуту, надо:

в сутках 24*60=1440 минут, "стрелка" делает один оборот в сутки, ширина одного минутного деления при движении стрелки- не менее 5 мм, 5мм*1440=7200мм или 7 метров 20см. Диаметр такой окружности, правильно, в Пи раз меньше: 2 метра 29,3см. Это минимальный диаметр солнечных часов, которые ТЕОРЕТИЧЕСКИ могут позволить различать минуты. Практически же добиться резкого изображения тени гномона шириной 5 мм невозможно. Дифракция и все такое. Соответственно придется прибегать к формированию такой тени (как это и делается везде, см.фото), чтобы она была треугольной и местоположение вершины треугольной тени можно было додумать. А это означает, что реально полезные часы должны быть намного больше, чем полметра - например, с дом размером. Все остальное- украшение сада, игрушка, понты.

Здорово, Burrdozel, думаю чего мне не хватало, а оказывается все так просто - этой непробивной "математической" логики:

Простейший расчет показывает: если имеем стрелку шириной 1 мм, то чтобы элементарно различать показания прибора на интервале в 1 минуту, надо:

в сутках 24*60=1440 минут, "стрелка" делает один оборот в сутки, ширина одного минутного деления при движении стрелки - не менее 1 мм, 1мм*1440=1440мм или 1м 44 см Диаметр такой окружности, правильно, в Пи раз меньше: 458 мм т.е. 45 см 8 мм

Это минимальный диаметр ручных механических часов, который ТЕОРЕТИЧЕСКИ могут позволить различать минуты. Но при считывании показаний с руки возникают трудности (тряска руки, тряска головы, я молчу про случай езды на транспорте, параллакс (надо же вставить какое-нибудь умное слово)), а это означает, что реально полезные часы должны быть намного больше, например, размером с машину. Все остальное - украшение руки, игрушка, понты.:a

Если вы хотите создать общество "Признания солнечных часов НЕ ПРИБОРОМ", то дай Бог вам здоровья, но напомню, для усложнения вашей столь не простой (чуть не написал глупой) миссии, что они еще являются "древнейшим научным инструментом". Желаю вам на этом поприще всяческих удач, т.к. это не сомненно внесет огромнейший вклад в развитие наших познаний о мире и вам совершенно не будет жалко затраченных времени и сил.:p

jj300 написал : они еще являются "древнейшим научным инструментом"

Предлагаю почтить сей факт вставанием, господа...
.... Прошу садиться... Каменный топор - еще более древнейший инструмент э-эээ ... строительства человеческого общества, так скажем. И что с того? Железный конь пришел на смену крестьянской лошадке...
Но Солнце имеет не точечный размер, а 30 минут. А видимый - еще больше... Поэтому тень "от иголки" - гномона никто и не увидит. Особенно в пасмурный денек.

Burrdozel написал : если имеем "стрелку" (тень от гномона) шириной 5мм,

А вы не ширину тени ориентируйтесь, а на границу тени. Она всегда шириной в долю миллиметра.
Поэтому договоримся, как будем гвоздем циферблат царапать - по началу тени, или ее концу (началу света, следующем за тенью). При достаточно больших гномонах с очень качественными краями можно даже доли минут отловить. Тень бежит довольно шустро. Если, конечно, не болгаркой пользоваться, а бумагой и карандашом.
Но в целом я разделяю позицию, что чрезмерная точность - весьма обременительна.... Что там время. Например в характеристиках Роллс-Ройса вы не найдете указания мощности мотора. Написано - мощность достаточная... Так и тут - вот поездам по солнечным часам ходить не след... А узнавать время обеда - более чем... Для обеда - точность достаточная. К тому же в большинстве случаев важно не абсолютное время (по гринвичу или сан-франциское), а интервал времени. От сих и до сих. Песочные часы вообще никакого времени не показывают, зато отмеряют интервалы. Это нужнее, поэтому песочных часов на 3 порядка больше солнечных.