Начальная школа

Русский язык

Литература

История

Биология

География

Математика

В том, что на сверхскоростной ракете можно перенестись в далекое будущее, уже не осталось сомнений. Но путешествие в прошлое, возможно ли оно? Теория относительности Эйнштейна и этого не отрицает.

i 101

 

Пожалуй, лучше всех о странствиях «по четвертому измерению», как иногда называют время, рассказал английский писатель-фантаст Герберт Уэллс в своем знаменитом романе «Машина времени».

Главный герой романа Путешественник по Времени говорит, что человек научился двигаться в пространстве в любом направлении. «Почему же, — задает он вопрос, — нельзя надеяться, что человек сумеет также остановить или ускорить свое движение во времени или даже повернуть в противоположную сторону?»

Так можно ли отправиться в прошлое? Первым, кто с помощью сложных уравнений попытался доказать это в теории, был американский математик Курт Гедель. У него нашлись единомышленники. Как же они видят такое трудно вообразимое путешествие?

Согласно расчетам, в пространстве Вселенной можно создать «петли времени», своего рода отводы от его главного потока. Это все равно что отвести часть воды из реки по каналу назад и снова возвратить ее в реку, но только далеко вверху по течению, «в прошлом». Так и здесь, будет создан невидимый «туннель» в мировом пространстве, проход в прошлое.

О деталях этого пока еще фантастического проекта рассказывать трудно из-за его крайней сложности. Будет ли осуществлен этот проект? Если и будет, то еще очень и очень нескоро.

i 102

В часах Семена Бронникова части часового механизма, футляр и цепочка сделаны из дерева.


Деревянное чудо

А были еще такие удивительные часы, сделанные… из дерева. Причем, часы небольшие, диаметром всего 30–40 миллиметров. Делали их вятские умельцы, большие мастера изготавливать различные деревянные вещицы.

Одним из них был Семен Иванович Бронников. Курительные трубки, разные шкатулки, ларцы, портсигары, сделанные его руками, высоко ценились за качество и красоту.

В 30-х годах позапрошлого века карманные часы в русских деревнях были редкостью. И вот однажды в лесную деревушку, где жил Бронников, заехал приказчик и показал часы. Тонкий, сложно устроенный механизм, балансир с волоском, пульсирующий, словно живое сердце, поразили мастера. Захотелось ему вдруг сделать такие же, но только из привычного материала, из дерева.

Другие мастера не верили в затею Бронникова, подсмеивались над ним, а некоторые красноречиво крутили палец у виска: мол, свихнулся человек. Но Семен Иванович сдаваться не собирался и еще упорнее работал над своими часами, умело и обдуманно используя разные породы дерева.

Корпус и циферблат изготовил из капа, наростов, что бывают на стволах берез. Материал этот имеет необычайно красивые узоры. Для шестеренок с мелкими зубчиками использовал пальму. Для волоска баланса подошли упругие волокна бамбука, а для стрелок, часовой, минутной и крохотной секундной, — жимолость.

Работа над часами заняла у Бронникова около шести лет. В 1837 году в Вятке состоялась выставка, на которой были показаны плоды труда местных умельцев, в том числе и деревянные часы Семена Бронникова.

Как раз в тот год совершал путешествие по России 19-летний сын Николая I, будущий царь Александр II. Наследнику престола так понравились деревянные часы, что он, не колеблясь, купил их, заплатив 1000 рублей.

Деревянные часы, показанные на выставке, были у Семена Бронникова не единственными. Да и не только он делал такие часы, но и два его сына, и внук. Часы вятских мастеров демонстрировались в Вене и Париже. Стоили они дорого, дороже золотых.

Сколько всего было сделано деревянных часов, неизвестно. Сохранилось же около трех десятков. Они находятся в музеях у нас и за границей.


Кварцевый «маятник»

Около двух веков назад английский физик Чарльз Уитстон сообщил, что изобрел электрические часы. Они, как и механические, имели маятник. Его подталкивали электромагниты. Казалось, задача разрешена, электрочасы созданы. Однако на деле выяснилось, что электромаятник качается неравномерно, и это сильно сказывается на точности хода часов.

Лишь 80 лет спустя после Уитстона англичанину Вильгельму Шорту удалось создать электрические часы, но какие! По точности они превзошли все, до того существовавшие.

Особенность часов Шорта заключалась в том, что они имели два маятника. Один — несвободный, или «рабский», как называл его сам изобретатель. Этот маятник управлял работой часового механизма. Другой, свободный, командовал первым, благодаря чему оба маятника качались в такт.

«Командир» этот находился прямо-таки в идеальных условиях для работы: в глубоком подвале, защищенный от сотрясений, при постоянной температуре. Мало того, для уменьшения сопротивления при качании маятника воздух из футляра часов частично выкачивался. Связь между двумя маятниками была электрическая, с участием электромагнитов.

i 103

Изобретатель особо точных, астрономических, часов с двумя маятниками Вильгельм Шорт

Часы Шорта получили название астрономических, так как использовались в обсерваториях для сохранения точного времени. Они шли в 100 раз точнее самых лучших механических часов и за сутки могли ошибиться всего на две тысячных доли секунды.

Много лет спустя российский изобретатель Феодосий Михайлович Федченко разработал электрочасы, которые шли в 10 раз точнее часов Шорта. Но оказалось, что и это еще далеко не предел.

Были созданы часы, в которых роль маятника выполняет пластинка из минерала кварца, пьезокварца. Ученые выяснили, что если к такой пластинке подвести переменный электрический ток, то в ней возникают колебания. Причем частота этих колебаний остается неизменной.

i 104

Электрический маятник Чарльза Уитстона

i 105

Устройство часов Шорта

Кроме пьезокварца в часах должны быть электронные приборы и специальный электромотор. Колебания пластинки с помощью приборов рождают электрический ток, который передается мотору, и тот двигает стрелки часов. А поскольку частота колебаний кварцевой пластинки, как уже говорилось, исключительно постоянна, то и погрешность хода часов крайне мала. За 100 лет работы кварцевые часы могут отстать или уйти вперед лишь на 3–4 секунды!

i 106

Самые маленькие электрочасы в мире, служащие «глазом» искусственной стрекозы. Их создал известный микроминиатюрист Николай Сядристый

i 107

Современные часы, работающие на солнечной энергии и не нуждающиеся в батарейках


Электронные или механические?

Особенно непросто оказалось создать карманные и наручные электрочасы. Надо было оставить в них баланс и стрелочный механизм, а вместо заводной пружины использовать электрический привод, двигатель, конечно, миниатюрный, работающий от столь же миниатюрной батарейки.

Но беда заключалась в том, что не существовало еще достаточно маленьких батареек. Только в 1920 году французским часовщикам удалось сделать первые электрические карманные часы.

Прошло еще 35 лет, и в той же Франции появились наручные электрические часы. А лет десять спустя они уже выпускались тысячами.

Не все было хорошо в этих часах. Их батарейкам приходилось подключаться к приводу и затем отключаться от него до 150 раз в минуту. В год это примерно 80 миллионов раз! Места подключений, контакты, не выдерживали такой огромной нагрузки и довольно быстро выходили из строя.

Этот недостаток удалось устранить только при помощи микроэлектроники, когда радиодетали уменьшились чуть ли не до микроскопических размеров.

Стало возможным создать кварцевые наручные часы. В небольшом корпусе смогли разместиться и пьезокварц, и вся необходимая электроника. Есть электронные часы со стрелками, есть с цифровой индикацией, в которых время высвечивается на циферблате.

Когда электронные наручные часы стали привычными и широко распространились, казалось, что механическим скоро придет конец, что они безнадежно устареют с их сложным и тонким механизмом. Казалось, что электронные часы вне конкуренции. Они проще в изготовлении и к тому же способны на очень многое, например, сообщать прогноз погоды, объявлять курс валют, служить радиоприемником. Да мало ли что еще можно добавить в этот умный приборчик на руке.

Однако шло время, а механические наручные часы и не думали исчезать. Напротив, они становились все совершеннее. Часовые фирмы Швейцарии, США, Франции, Германии, Японии научились делать изумительно красивые, удобные и точные механические часы. Появились особо редкие, раритетные, модели наручных часов, которые выпускаются в нескольких десятках экземпляров и даже в единственном.

Иметь на руке дорогие, наилучшие, элитные часы стало престижным. Не только по костюму, но и по марке часов сразу можно определить, насколько успешен в жизни их владелец, чего он смог добиться.

i 108

Электронные (кварцевые) наручные часы

Время показало, что механические и электронные наручные часы не конкуренты друг другу. Каждые удобны по-своему. И те и другие необходимы.


Атомная точность

Уж до чего точны кварцевые часы, но атомные — несравнимо точнее. В них в качестве «маятника» используются колебания атомов и молекул. В первых атомных часах (они были созданы в 1948 году) роль «маятника» исполняли молекулы сильно разреженного аммиачного газа.

В механических часах маятник делает одно-два колебания в секунду, поэтому часовому механизму работать с ним в паре нетрудно. Совершенно другая картина в часах атомных. Здесь частота колебаний достигает десятков миллиардов в секунду. Сразу использовать такую частоту невозможно. С помощью электронных приборов она снижается во много раз, и лишь после этого ток поступает к электромотору, двигающему стрелки.

За сутки аммиачные часы могут допустить ошибку, равную всего нескольким миллионным долям секунды, то есть погрешность измерения времени посредством этих часов меньше одной секунды за тысячу лет!

Но и это еще не самая большая точность. Американские ученые создали часы, в которых используются колебания атомов редкого химического элемента цезия. На одну секунду цезивые часы могут ошибиться только за 10 тысяч лет!

Потом появились рубидиевые атомные часы. Точность их столь же велика, как и цезиевых, но занимают они значительно меньше места. Если цезивые размещаются в шкафу, то рубидиевые можно поместить в чемодане.

А не так давно учеными из Калифорнии были созданы водородные атомные часы невообразимой точности. Их ошибка — одна секунда за 30 миллионов лет!

i 109

Корпус этих очень точных современных механических часов украшен множеством бриллиантов. Цифры под стеклом также выложены драгоценными камнями

i 110

На первый взгляд, цифры на циферблате изображенных здесь часов расставлены как попало. Но часовая стрелка, двигающаяся прыжками, сразу находит нужную цифру

i 111

О том, что перед нами женские наручные часы, красноречиво говорит их многоцветная раскраска

i 112

А эти часы отличаются тем, что имеют два заводных барабана и рассчитаны на 10-дневный запас хода

i 113

Электронные приборы превращают колебания атомов в показания на циферблате атомных часов

Конечно, в повседневной жизни такая точность ни к чему. Но в астрономии, космонавтике, при изучении строения атома, в морской навигации она крайне необходима. Например, с помощью атомных часов астрономы установили, что вращение Земли вокруг ее оси нельзя считать равномерным. Выяснилось, что наша планета весной вращается чуть медленнее, чем осенью. Изменяется и длина суток — примерно на одну тысячную доли секунды. Таким образом, принимать суточное вращение Земли за образец точности уже не приходится. Рукотворные атомные часы оказались гораздо точнее природных.

i 114

Так выглядят атомные часы

Время идет неудержимо. Будут создаваться все новые и новые часы, лучше и точнее прежних, для самых разных целей и задач. История часов продолжается.

Сверхточные цезиевые атомные часы

 

Поиск

Блок "Поделиться"

Физика

Химия

Методсовет