Антикитерский механизм. Самое загадочное изобретение Античности

Это удивительное открытие вновь направило Прайса в другую сторону, приблизив его еще на один шаг к Афинам: он решил специализироваться на истории астрономических приборов. Ведь самые первые научные приборы – экваторий, а до этого астролябия и солнечные часы – были связаны с небом, и именно они могли привести его к началу истории создателей таких приборов. Они говорили ему, что долгие века люди всматривались в мерцающие в небесах светила и испытывали то же желание, что и он сам, – измерить, понять и предсказать. Ему хотелось выяснить, откуда пришло знание, сокрытое в этих приборах, и понять, что связывает сотни поколений человеческих существ, зачарованных движением звезд.

В это время он работал с Нидэмом и китайским историком Вон Линем над работой о древних китайских астрономических часах. Их результаты были опубликованы в 1956 г. в престижном британском научном журнале Nature, как раз между двумя сообщениями с переднего края науки: планами исследования Антарктики, вылившимися позже в первый успешный трансантарктический переход, и отчете о конференции, на которой биохимики взволнованно обсуждали механизм работы ДНК, открытием структуры которой Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик потрясли мир всего тремя годами раньше.

Работа Прайса, однако, касалась другой эпохи и другого мира. Она описывала китайскую башню XI в. Согласно тексту, написанному наставником императора по имени Су Сунь, в башне размещались огромные астрономические часы, приводившиеся в действие то ли водой, то ли ртутью. Жидкость выливалась на чаши, прикрепленные к большому колесу, наполняя каждую за один и тот же промежуток времени, после чего под действием их веса срабатывал пусковой механизм, и колесо проворачивалось на один шаг. Искусно украшенная десятиметровая пагода не только показывала время, но и отображала движение небесного свода.

Вид ее, должно быть, впечатлял. На крыше была армиллярная сфера: огромная трехмерная версия небесной карты, наподобие той, что в астролябии, весом около 20 т, с маленькой Землей в центре и металлическими окружностями вокруг, изображающими экватор, горизонт и точки равноденствий. Сразу под ней на крытой платформе покоился большой глобус, на который были нанесены созвездия. И сферу, и глобус приводил в движение механизм часов в соответствии с движением неба, а внутри башни несколько ярко раскрашенных кукол, прикрепленных к главному колесу, появлялись в открывающихся дверцах и отбивали время звоном гонгов и колоколов.

Историки неправильно понимали развитие часов, утверждали Нидэм, Прайс и Линь. Принято было считать, что на протяжении почти всей истории люди определяли время без механических устройств, используя для этого медленно горящие свечи, песочные и солнечные или простые водяные часы. А потом вдруг, в XIII в., когда какой-то гений изобретает регулятор хода, из ниоткуда появляются механические часы со всеми их зубчиками и колесиками и распространяются по Европе. Регулятор хода – часть часов, которая превращает непрерывный поток энергии, приводящий в движение механизм – не важно, опускающегося груза или раскручивающейся пружины, – в серию отдельных шагов равной длительности, то самое «тиканье». В простейшем таком устройстве качающийся маятник с каждым взмахом проворачивает зубчатое колесо на один шаг.

Появление механических часов в Европе считается одним из поворотных моментов в истории техники. Первые известные экземпляры – причудливые астрономические устройства, сконструированные в XIII в. и распространившиеся по всему континенту в эпоху Возрождения. Как и водяные часы Су Суня, они демонстрировали движение небесного свода, а уж во вторую очередь показывали время. Лишь впоследствии эти часы упростились и уменьшились в размерах, приобретя более привычный нам облик.

Это изобретение так важно, поскольку часовых дел мастера с их умением создавать точные зубчатые колеса сыграли важнейшую роль в разработке автоматических устройств, в конечном счете сделавших возможным появление станков и машин промышленной революции. Взять, к примеру, дифференциальную передачу – сложную комбинацию зубчатых колес с двумя независимо движимыми приводами. Эти два колеса соединены ведущей шестерней таким образом, что их движение относительно друг друга вращает третью шестерню со скоростью, соответствующей разнице между скоростями двумя ведущих колес. Первоначально она появилась в Европе в часах эпохи Возрождения, но позже идея была применена в текстильном производстве, чтобы подстраивать под натяжение нитей скорость вращения бобин, на которые они наматываются.

Изобретение дифференциальной передачи позволило производить хлопковую нить быстрее, дешевле и лучшего качества, чем вручную, и это перевернуло наиболее важные отрасли экономики того времени. Затем конструкция была изменена: один привод стал вращать две независимые шестерни, деля между ними поток мощности в любых соотношениях – от 0 до 100 процентов на каждую. В итоге она была применена в автомобилях и используется до наших дней.