Понятно, что солнечные часы не могли быть абсолютно надежным способом измерения времени: зимой день короче, летом — длиннее, и совмещение тени стрелки с тем или иным делением не всегда позволяло с должной уверенностью судить о том, «который теперь час». Кроме того, солнечные часы способны были выполнять свою функцию лишь в местах, расположенных на той же географической широте, что и место, где они были изготовлены. Чтобы сконструировать такой прибор, казавшийся эллинам вершиной хронометрической техники, и в самом деле требовались немалые знания в области математики, астрономии, географии. Так как деления на плиту солнечных часов наносили исходя из продолжительности дня в момент солнечного равноденствия, то необходимо было уметь точно определять эти моменты годичного цикла. В этом помогал особый прибор, установленный астрономом и математиком Метоном на холме Пникс в Афинах в V в. до н. э.

Часы со стрелкой, описанные Витрувием (реконструкция)

Клепсидра, усовершенствованная Ктесибием. III в. до н. э. (реконструкция)

Обширные сведения о принципах действия солнечных часов и о различных их типах мы находим в трактате Витрувия. Римский ученый упоминает, например, «полукруглые» солнечные часы, выдолбленные в квадратном блоке и срезанные по линии наклона оси. Изобретателем их считался халдей Берос с острова Кос (III в. до н. э.). Тогда же Аристарх Самосский, математик и астроном, первым в древности выдвинувший гелиоцентрическую гипотезу, изобрел часы в форме «чаши или полушария». Евдокс из Книда придумал, по словам Витрувия, солнечные часы в форме «паука», сидящего в центре сплетенной им сети (вторая половина IV в. до н. э.). А некие Феодосий и Андриад впервые построили часы, способные показывать время на любой географической широте. Часам придавали самые невероятные формы — колчана, конуса и т. п. При этом заботились и о том, чтобы люди как можно шире и как можно чаще пользовались этим важным прибором: составлялись подробные инструкции, как самому изготовить солнечные часы, в том числе, пишет Витрувий, «дорожные висячие», удобные во время путешествия. Археологические раскопки еще больше обогатили наши знания об античной гномонике, об искусности и изобретательности древних, прежде всего греческих, мастеров-«часовщиков».

Время измеряли и с помощью водяных часов, или клепсидр (от «клепто» — краду, и «гидор» — вода: в этих приборах время определялось по количеству убывающей, словно похищаемой кем- то воды). В установленные промежутки времени отмеренное количество воды перетекало из одного сосуда в другой. При использовании простейших клепсидр люди сталкивались с теми же проблемами, что и при измерении времени посредством солнечных часов. — Важнейшей из этих проблем была неодинаковая продолжительность светового дня зимой и летом. Поэтому в разное время года требовалось и разное количество воды. Усовершенствовал водяные часы известный математик и физик II в. до н. э. Ктесибий Александрийский. На открытие его навел случай. Витрувий рассказывает:

«Однажды, захотев повесить зеркало в лавке своего отца так, чтобы оно могло опускаться и подыматься посредством скрытой… веревки, он применил следующее приспособление. Под потолочной балкой прикрепил он деревянный желоб и приделал к нему блоки. По желобу он провел веревку в угол, где выложил небольшую трубу, по которой мог бы спускаться на веревке свинцовый шар. Когда же этот груз, падая вниз по узкой трубе, давил заключенный там воздух, стремительным падением выгоняя наружу через отверстие плотно сжатую его массу, то при выдавливании воздуха раздавался громкий и резкий звук.

Итак, Ктесибий… устроил фонтаны-автоматы и множество занимательных приспособлений, в том числе и водяные часы, для устройства которых он прежде всего пробуравил отверстие в куске золота или в драгоценном камне, так как они не изнашиваются от падения воды… Таким образом, равномерно втекающая через такое отверстие вода поднимает опрокинутую чашку, называемую мастерами поплавком или барабаном, на котором укреплена рейка, примыкающая к вращающемуся барабану. И на той и на этом сделаны зубчики, которые, один другой подталкивая, производят мерные вращения… Кроме того, здесь, или на колонне, или на пилястре размечают часы, которые в течение целого дня указывает палочкой подымающаяся снизу статуэтка. Их сокращения или удлинения по, отдельным дням или месяцам производятся посредством вставки или вынимания клиньев. Краны для регулирования воды устроены так: сделаны два конуса, один цельный, а другой полый, выточенные так, что один совершенно точно входит в другой, и разведение или сжимание их одной и той же рейкой заставляет втекающую воду бежать сильной или слабой струей. Таким способом и при помощи таких приспособлений устраивают водяные часы для зимнего пользования.

Если же вставку и вынимание клиньев нельзя приноровить к сокращению или удлинению дней, поскольку клинья очень часто приводят к ошибкам, то надо поступать так: поперек колонки наносят часы… и на этой же колонке проводят месячные линии…По мере непрерывного вращения этой колонки в сторону статуэтки с палочкой…она то сокращает, то увеличивает длину часов соответственно каждому месяцу» (Витрувий. Об архитектуре, IX, 8).

«Башня ветров» в Афинах

Но и на этом изобретательская мысль древних не остановилась. Позднее появлялись клепсидры еще более сложной конструкции: наряду с фигуркой, указывающей часы, их оснащали и другими подвижными фигурками, которые танцевали или даже дрались друг с другом. Известны также часы, где выталкиваемый воздух производил громкий свист, повторявшийся через равномерные промежутки времени и отмечавший таким образом наступление нового часа. Витрувий упоминает, кроме того, еще об одной конструкции «зимних часов, называемых анафорическими»: в основе их устройства лежал механизм вращения барабана при изменении равновесия между «поплавком», поднимаемым силой воды, и висевшим с другой стороны мешком песка, равным по тяжести «поплавку» (Там же).

Как солнечные, так и водяные часы считались общественными сооружениями. Примером таких городских часов является и сохранившаяся до наших дней «башня ветров» в Афинах, построенная неким Андроником. Она представляет собой восьмигранник высотой около 13 м. По сторонам башни располагались рельефные аллегорические изображения различных ветров, а помещенная наверху фигура Тритона указывала направление ветра. При башне были устроены также солнечные и водяные часы. Бывали, впрочем, и небольшие солнечные часы для личного пользования, сделанные обычно очень искусно, иногда даже из драгоценной слоновой кости.

Римляне, как и греки и другие народы, многократно (и не всегда удачно) изменяли свою систему исчисления времени, пока не выработали знаменитый римский календарь, в основном сохранившийся и до сих пор.

Согласно литературной традиции, в начальную эпоху существования Рима (датой основания города считается 753 год до н. э.) римский год, так называемый Ромулов год, делился на 10 месяцев, первым из которых был март — месяц, посвященный легендарному отцу Ромула богу Марсу и потому носивший его имя. Этот год включал в себя всего 304 дня, распределенных по месяцам неравномерно: апрель, июнь, август, сентябрь, ноябрь и декабрь имели по 30 дней, а четыре других месяца — по 31 дню. Некоторые ученые ставят под сомнение эти сведения о первом римском календаре, применявшемся в легендарный царский период истории города, однако упоминания о бытовавшем некогда десятимесячном годе мы находим у многих римских писателей, таких, например, как Овидий (Фасты, I, 27–29; III, 99, 111, 119) или Авл Геллий (Аттические ночи, III, 16, 16). Память же о том, что именно «месяц Марса» был первым месяцем в году, можно обнаружить в названиях таких месяцев, как сентябрь (от «септем» — семь), октябрь («окто» — восемь), ноябрь («новем» — девять) и декабрь («децем» — десять). Итак, наши девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый месяцы считались в Риме соответственно седьмым, восьмым, девятым и десятым.