Из истории хронометрии

Время в жизни человека играет настолько важную роль, что без него трудно представить его существование. Пока он был охотником и собирателем, ему важно было знать когда надо охотится на того или иного зверя, какие растения и когда собирать. С освоением сельского хозяйства, зависимость человека от времени сала ещё больше. В животноводстве необходимо было соблюдать оптимальные ритмы содержание скота, в растениеводстве, время посадки и сбора урожая и т.д. и т.п. Поэтому следования обычному ритму смены дня и ночи человеку уже не хватало, и он принуждённый жизненными обстоятельствами искал возможности учитывать время, так же как он учитывал расстояния и вес.

В одном из древнеегипетских текстов найденного в Дейр-эль-Медине говорится о том, что «Тот считает годы, месяцы, дни, часы и минуты». [1] Иными словами древние египтяне временного интервала менее минуты не знали, но длина стороны пирамиды Хеопса вычислена из условия прохождением светом расстояния за одну миллионную долю секунды. Самого понятия скорости света они не могли знать, но оказывается, они не знали и такого интервала времени как одна секунда, но пирамиду построили.

Возникает естественный вопрос: как появилась секунда, которую мы используем сегодня, и которую знали проектировщики пирамиды Хеопса. Удивительно, то, что этот временной интервал в одну секунду, не смотря тысячелетия, которые нас отделяют от тех, кто проектировал пирамиду Хеопса, остался неизменным.

Древние египтяне считали продолжительность года равным 360 дней, который установил Бог Ра и пять дней, который добавил Бог Тот. [2] Таким образом полный день как 1/360 часть священного года определялся богами, так же как и лишние пять дней, которые в расчёт циклов времён года не входили. Дни объединялись по воле богов в месяца, по 30 дней в каждом, при этом пять дополнительных дней не учитывались, они прибавлялись только в конце года как дополнительный «бонус» от «покровителя».

Египтяне выделяли три времени года: зима, весна и лето, по 120 дней каждое или по четыре месяца.

Сутки определялись как полная смена дня и ночи, предположительно по наступлению полдня, то есть по времени максимального подъёма Солнца над горизонтом, и минимальной отбрасываемой при этом телами тенью.

Сутки делились на 24 часа. Они включали в себя: один час утренних сумерек, десять дневных часов, один час вечерних сумерек и двенадцать ночных часов.

Логика деления была, очевидно, такой: время от рассвета до заката представлялось как аналог «солнечного года» с делением на 12 месяцев; время от заката до рассвета – как аналог «лунного года», с тем же делением на 12 месяцев. Таким образом, 12 часовое деление повторяло 12 месячное деление года, а сутки объединяли в себе понятие «солнечного» и «лунного» года, которые в астрономических наблюдениях совместимы.

Около 1300 года до н.э. суточный счёт времени был реформирован: светлое и тёмное время суток менялась в зависимости от сезона, но при этом общая сумма часов в сутках осталась прежней.

Час был разделён на 60 минут. Причина такого деления напрямую связана с практикой деления единиц веса в шестидесятеричной системе, когда любая целая единица веса содержала в себе 60 долей более мелкой единицы.

В Древнем Египте использовалось две базовые единицы веса «кедет» = 200 зёрен = 9,1 г, и «ките» = 300 зёрен = 13,65 г. Соответственно существовали две параллельные системы счёта десятеричная и шестидесятеричная.

Первая система опиралась на «кедет»: 9,1 г.
Вторая – на «ките» (3/2 «кедета»): 13,65 г.

В отсутствии единой метрологической службы «дебен» – общепринятый весовой стандарт, находился в интервале «кедет» - «ките» (9,1 – 13,7 г), что создавало полную мешанину в системе весов, и соответственно содержания денежных единиц.

В коллекции Каирского музея можно встретить гирьки по 0,5 «кедета» и 0,5 «ките», также как и совершенно произвольного веса, напрямую не связанного ни с «ките», ни с «кедетом», например, 17,3 г; 24,5 г; 39,5 г; 53,3 г; 65,2 г; 100 г и т.д.

Но время нельзя было, как говориться, пустить на самотёк и оно требовало более точного учёта. Для того чтобы выбрать следующую кратность деления минуты на секунды необходим был дополнительный критерий.

Ритм в 60 капель, легко было смоделировать уже в самые древние времена. Одна капля в среднем весит, как одно зерно, около 45 мг. Соответственно за одну минуту может вылиться 2700 мг (2,7 г), за час 162 г, за сутки 3,888 кг (литра) воды, за год (365 дней) 1419,1 л или 1,4191 куб.м.

Этот объём соответствует 9,89 куб. «Царским локтям». [3] С учётом допустимого приближения выбор пал на кратность 60. [4]

Так закрепилось деление суток на 24 часа, часа на 60 минут, а минуты соответственно на 60 секунд, как годовой расход воды в 10 куб. «Царских локтей» по одной капле в секунду. Другая особенность этого выбора связана с нижней физиологической границей сердечного ритма равного 60 ударам в минуту.

Вполне можно предположить, что при храмах существовала так называемая служба времени, которая контролировала суточный ход водяных часов. В идеале, за сутки должно было накапать 3,9312 л воды, что соответствовало 432 «кедетам» или 288 «китеам» зерна. Соответственно за час 18 "кедет" или 12 "ките" (163,8 г).

Приёмная чаша уравновешивалась на равноплечных весах, после чего начинала капать вода в установленном темпе. Измерение проводилось от полудня до полудня. Если система показывала результаты не хуже +/- 0,2% по «ките» в сутки от расчёта, то такие водяные часы вели соответствующий хронометрический учёт времени, необходимый как для проведения различных церемоний, так и для расчёта времени очередного солнечного затмения и соответствующих лунных фаз, которые использовались в тех или иных мистериях. Корректировка времени, очевидно, в этом случае, осуществлялась ежедневно по солнечным часам в полдень, так как при суточном отклонении в 0,2 % за месяц (30 дней) погрешность измерения могла составить до 6 %, около 1,5 часов. Чтобы этого избежать, водяные часы должны были ежедневно сверяться с солнечным полднем, при этом отклонение за сутки не должно было превышать половины единицы измерения веса, «кедета» или « ките». Если при измерении использовался «кедет», то точность таких водяных часов была вдвое выше, чем при использовании «ките».




[1] Тот (иначе Теут, Тут, Туут, Тоут, Техути) - древнеегипетский бог мудрости, знаний, Луны, покровитель библиотек, учёных, чиновников, государственного и мирового порядка. Является одним из самых ранних египетских богов.

[2] Греческий писатель Плутарх (46 - 125 гг. н.э.) написал трактат «Об Исиде и Осирисе» - произведение, в котором объединены все легенды, связанные с этими божествами. Одна из историй рассказывает о происхождении последних пяти дней года. Мы узнаем из неё, что Геб (земля) и Нут (небо), были разлучены, так что не могли завести детей. Однако они встречались тайно, и, в конце концов, Нут забеременела. Ра узнал об этом и постановил, что богиня не сможет родить этих детей ни в один из дней года. К счастью, Тот не остался в стороне: он помог Нут и выиграл в шашки пять эпагоменальных дней (дополнительных пять дней, которые в конце года прибавлялись ко дню летнего противостояния), в которые она, наконец, смогла произвести на свет Осириса, Исиду, Сета, Нефтиду и Гора Древнего.

[3] Один кубический «Царский локоть» соответствует 0,14355 куб.м или 143,55 л.

[4] Вопрос может быть даже не в приближении, а в определении веса капли. Древние египтяне, могли принимать не 45, а 45,5 мг, исходя из веса одного «кедета» - 9,1 г (200 зёрен). Тогда за год выльется 1434,9 л воды или 10 куб. «Царских локтей».