Горская А. А. Хранители времени. Солнечные часы в собрании Муромского музея

Солнечные часы сейчас кажутся не точным астрономическим прибором, а забавной вещицей, потерявшей свою актуальность много веков назад. По крайней мере — с появлением механических часов. Но так ли это?

Первые, насколько известно, механические часы с боем в Муроме были установлены на колокольне Благовещенского монастыря в 1620-е годы на средства купца гостиной сотни Тарасия Борисовича Цветнова¹. Муром был не единственным провинциальным городом в России с часами: часы с курантами были на ростовской соборной колокольне со времен митрополита Ионы III Сысоевича², а также на колокольне Соловецкого и Кирилло-Белозерского монастырей³.

Монастырям часы необходимы были для точного соблюдения распорядка дня и отправления молитв и церковных служб. Наблюдать за правильностью хода часов был приставлен специальный человек. Н. И. Оловянишников (1875−1918), владелец фабрики по производству колоколов и их исследователь, писал: «Над церковью Покрова города Александрова устроены те часы, которые в монастыре слывут русскими и которые, начиная счет времени от заката солнечного, обличают италианское происхождение.

При этих часах живет старушка, которая ежедневно заводит их, сверяет с солнцем и заведует их механикой, которая, судя по наружности ее и устройству, должна быть примитивная»⁴.

Сверять часы с солнцем советовали и популярные брошюры по уходу за часами: «Для проверки точности показания карманных часов полезно и даже необходимо пользоваться правильно установленными солнечными часами»⁵.

Существует множество видов солнечных часов: вертикальные и горизонтальные, стационарные и переносные. В собрании Муромского музея хранятся переносные универсальные экваториальные солнечные часы.

Часы с инвентарными номерами М-4789, Мт 317 поступили в музей от Сергея Владимировича Емельянова в начале 1930-х годов. По легенде они достались ему от отца Владимира Макаровича Емельянова — городского головы и начальника пожарной команды Мурома, а тот получил их от своего деда Степана Никифоровича Емельянова. Датированы часы широким диапазоном времени: XVIII-XIX вв. Изготовлены в Европе, предположительно, в Германии.

Из-за мнимой простоты механизма часы кажутся ненадежными. Но, строго говоря, правильно настроенные солнечные часы вообще не могут идти неправильно. Правда, чтобы пользоваться ими, необходимы знания по астрономии, географии, тригонометрии и истории.

Во-первых, они показывают не принятое сейчас условное гражданское, а истинное солнечное время. Оно точно отражает неравномерное движение Солнца по небосклону в течение года. Земная орбита имеет форму эллипса, скорость движения Земли по ней меняется в течение года. Когда Земля находится в перигелии — ближайшей к Солнцу точке — оно ускоряется, а когда в афелии — наиболее удаленной от светила точке — замедляется. Из-за этого в течение года механические часы постепенно то опережают солнечные, то отстают от них. На погрешность влияет еще и то, что, благодаря наклону земной оси, летом Солнце на небе поднимается гораздо выше, чем зимой, поэтому летом дневные часы длиннее, чем зимой.

Истинного времени придерживались до тех пор, пока механические часы вели счет времени неудовлетворительно. Вплоть до XVIII в. различия между показаниями механических и солнечных часов были не столь очевидными. Однако к концу XVIII в. механические часы получают повсеместное распространение, их конструкция совершенствуется, а на государственном уровне в странах Европы принимаются решения о переходе на условное время — среднее солнечное. В Женеве оно вводится с 1780 г., в Лондоне с 1792 г., в Берлине с 1810 г., в Париже с 1816 г.

Чтобы привести в соответствие среднее и истинное солнечное время, было разработано уравнение времени — аналемма. Графически его можно показать в виде синусоиды, соединяющей все положения Солнца на небе в течение года в одно и то же время суток. Таблицы для поверки часов, основанные на уравнении времени, печатали в брошюрах и руководствах⁶.

Полное же совпадение показаний солнечных и механических часов можно было наблюдать 3 апреля, 1 июня, 20 августа и 12 декабря (по старому стилю)⁷ — в эти дни можно было проверять правильность хода часов без использования уравнения времени.

Часы из музейного собрания выполнены из металла, украшены гравировкой и состоят из горизонтальной поверхности, в которую вмонтирован компас, а также отвеса, шкалы широт — лимба⁸, часового циферблата — кадрана и отбрасывающей тень иглы — гномона. По названию последнего получила имя наука о конструировании солнечных часов, которую некогда преподавали в высших учебных заведениях — гномоника⁹.

Экваториальными такие часы называются потому, что их кадран необходимо устанавливать параллельно плоскости экватора. Тогда гномон, который установлен в центре поворотного стержня, лежащего по линии Восток-Запад, располагается перпендикулярно кадрану, будет параллелен земной оси и направлен на Северный полюс мира.

Полюс мира можно определить по положению Полярной звезды в созвездии Малая Медведица, оно практически совпадает с Северным полюсом мира — точкой на небесной сфере, в которую проецируется ось вращения Земли. При такой ориентации часов тень от гномона за любой час дня будет описывать равные углы, поскольку небесная сфера в течение дня вращается равномерно вокруг полюса мира, проходя 15° в час. По сути, экваториальные солнечные часы представляют собой модель земного шара.

Нужно иметь в виду, что Северный полюс мира не совпадает с магнитным северным полюсом Земли. Поэтому полностью полагаться на показания входящего в состав часов компаса нельзя. Это учтено в конструкции солнечных часов из собрания Муромского музея. Магнитное склонение¹⁰ на их компасе указано буквами E, что означает «Emendator» — исправитель (лат.) или «Emendatorius» — исправляющий. Поскольку в конце XVIII века склонение составляло около 10° восточной долготы, линия E-E на это же количество градусов отклонена от оси Север-Юг. Найти стороны света на компасе легко, если знать названия сторон света на латыни, поскольку именно на этом языке они указаны на компасе: S означает «север» (Septentriones), M — «юг» (Meridiem). Названия востока и запада оба начинаются на букву «о», поэтому обозначены двумя буквами: OR — «восток» (Orientem) и OC «запад» (Ocident).

Предполагается, что система солнечных экваториальных часов была разработана на юге Франции, в Оше, в конце XVII века часовым мастером Ругендом (Rugend). Он был вынужден эмигрировать в Германию из-за религиозных войн, возможно, в Аугсбург, так как известны солнечные часы с компасом с указанным именем изготовителя «Rugendas». Возможно, это написание имени мастера на латыни.

Главный недостаток экваториальных солнечных часов стоит в том, что они показывают время только от дня весеннего равноденствия до дня осеннего равноденствия, от 20 марта до 23 сентября. В дни равноденствия такие часы не работают, потому что солнце находится точно на небесном экваторе и гномон не отбрасывает из-за этого тени. А от сентября до марта солнце не будет освещать кадран, и время тоже узнать не получится.

Чтобы часы можно было использовать круглый год, они были снабжены поворотным гномоном, а на обратную сторону кадрана нанесены деления, но не нумерованные цифрами, а в виде черточек. Догадку о круглогодичном использовании этих часов подтверждает наличие топенанта, который фиксирует поворотную шкалу с гномоном в нужном положении.

Универсальными подобные часы названы потому, что их возможно использовать в разных городах и брать с собой в путешествия. Представленные в музее часы предназначены для Северного полушария, и ими можно пользоваться во всех его городах и весях. Но для того, чтобы они каждый раз показывали время правильно, их нужно было верно настроить.

Часы следует установить горизонтально; сделать это помогает каплевидный отвес. Затем кадран нужно поставить параллельно экватору. Для этого его поднимают так, чтобы его угол к горизонтали равнялся дополнению географической широты места до 90° (например, в Москве и Муроме на 35°). При таком положении гномон будет находиться в плоскости меридиана и составлять к горизонтальной плоскости угол, равный широте места, то есть будет параллелен земной оси, а часовая доска будет параллельна плоскости экватора¹¹. Установить нужный угол помогает откидная шкала широт — лимб, для фиксации которого на часовой шкале есть специальный паз.

Таблицы широт обычно печатались на инструкциях к часам, а также были выгравированы на нижней стороне чаши компаса. Например, на обороте часов из собрания Муромского музея содержится такая надпись:

Elev Pol

Augsburg Paris

48 Cracau Pra

50 Leipzig

And Vogl

«Elev Pol» — это «Elevatio Poliarum», что по латыни означает «широта городов». Затем перечислены города, на рынок сбыта в которых рассчитаны часы: Аугсбург и Париж на широте 48°, Краков и Прага на широте 50°, а Лейпциг на широте 51°. Интересно, что указана широта от Гринвичского меридиана, который стал всемирным нулевым меридианом только в 1884 году после конференции в Вашингтоне, а до этого времени в качестве нулевого использовались не только Гринвичский, но и Парижский, Пулковский меридианы¹², а также меридиан острова Ферро.

«And Vogl» — это подпись часового мастера Андреаса Фоглера.

Андреас Фоглер (1730−1808) стал владельцем часовой мастерской старшего брата Иоганна Георга Фоглера (который производил и продавал инструменты в Аугсбурге с 1740 года) после его смерти в 1765 году. Андреас Фоглер продолжал свою деятельность до 1790-х годов; умер примерно в 1800 году. Фоглер специализировался на производстве недорогих солнечных часов с компасом. Сегодня насчитывается более ста тридцати его устройств во многих музеях и коллекциях.

Часы, аналогичные муромским, хранятся в собраниях Музея истории науки в Великобритании, Венского музея часов, а также Западночешского музея в Пльзени.

¹ Благовещенский монастырь в Муроме / Автор-сост. иеродиакон Алексей (Новиков). — М., 2007. — С. 64.

² Оловянишников Н. И. История колоколов и колокололитейное искусство. — М., 2010. — С. 321−322.

³ Шевырев С. П. Поездка в Кирилло-Белозерский монастырь. Вакационные дни профессора С. Шевырева в 1847 г. — М., 1850. — Ч. 1−2. — С. 42−43.

⁴ Оловянишников Н. И. Указ. соч. — С. 321−322.

⁵ Рушев В. Х. Гигиена карманных часов. — М., 1912. — С. 10.

⁶ Робер-Гуден, Жан Жак Эмиль. Руководство к познанию и выбору часов карманных, стенных, столовых и к уходу за ними. — СПб., 1875. — С. 80.

⁷ Рушев В. Х. Указ. соч. — С. 10.

⁸ Лимб (лат. limbus — рубеж, край, предел) — кольцо или диск с равномерно расположенными штрихами (делениями), применяется для измерения углов.

⁹ Описание устройства солнечных часов дано в книге: Мюзер Ф. П. Подробное изучение часового мастерства. — М., 1914.

¹⁰ Магнитное склонение — угол между географическим и магнитным меридианами в точке земной поверхности, который показывает отличие между показаниями магнитного компаса и истинным направлением на север в данной точке земной поверхности. Так как магнитный полюс меняет положение, указанное на компасе склонение точно только для времени изготовления компаса.

¹¹ Вавилов И. Который час?: общедоступное руководство к построению всевозможных солнечных часов (горизонтальных, вертикальных, наклонных, экваториальных) и поверке обыкновенных часов по солнцу без помощи часовщика. — СПб., 1889. — С. 38.

¹² Пулковский меридиан был принят в Российской империи за нулевой меридиан в 1844 году — до этого географическая долгота мест отсчитывалась от Гринвичского меридиана.