Astrarium , även kallat Planetarium , är en gammal astronomisk klocka som skapades på 1300-talet av italienaren Giovanni de Dondi [2] . Utseendet på detta verktyg markerade utvecklingen i Europa av teknologier relaterade till tillverkning av mekaniska klockinstrument . Astrarium modellerade solsystemet och visade, förutom att räkna tid och representera kalenderdatum och helgdagar, hur planeterna rörde sig runt himmelssfären [3]. Detta var hans huvuduppgift, i jämförelse med den astronomiska klockan, vars huvuduppgift är den faktiska avläsningen av tid. Man kan säga att Astrarium var en komplex medeltida mekanism som kombinerade funktionerna hos ett modernt planetarium , klocka och kalender [4] . Enheter som utför denna funktion skapades både före och efter Giovanni de Dondi, men relativt lite är känt om dem. Vissa källor säger trots detta att Astrarium var den första mekaniska enheten som visade planeternas rörelser [5] [6] .
Avsnittet presenterar en beskrivning och jämförelse av instrument gjorda under olika tidsperioder, men med samma funktioner som Giovanni de Dondis Astrarium: varje enhet var ett planetarium, en klocka och en kalender samtidigt. Efter datum för skapandet kan du distribuera dem enligt följande:
Antikythera mekanism | 150-100 år. före Kristus e. |
Astrarium Giovanni de Dondi | 1364 enligt de flesta källor |
Planetarium Lorenzo della Volpaia | 1510 |
Passmanns astronomiska klocka | 1749 |
Eise Eisingi Planetarium | 1781 |
Astronomisk klocka av Jens Olsen | 1955 |
De gamla föregångarna till Astrarium var komplexa mekaniska anordningar, märkliga försök att modellera planeternas position och rörelse, men inga kommentarer om strukturen för sådana anordningar eller instruktioner för deras tillverkning har bevarats. Arkimedes är krediterad för användningen av ett planetarium (en primitiv version av Astrarium), eller "himmelsfär", med vilken man kunde observera planeternas rörelser, solens och månens uppgång , faserna och förmörkelserna av Moon , försvinnandet av båda himlakropparna under horisonten [8] [9] [10] .
Tydliga bevis på att komplexa mekaniska anordningar fanns långt innan Giovanni de Dondis astrarium upptäcktes i början av 1900-talet. 1900-1901, nära den grekiska ön Antikythera , hittade en grupp svampfiskare resterna av ett skeppsvrak [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] . Under ledning av arkeologen Valerios Stais [16] och under kontroll av den grekiska regeringen höjdes ett block av oxiderat material till land, inuti vilket det fanns en mekanism med kugghjul [10] . Den sjönk omkring 70 f.Kr. e. [7] [10] [13] [17] [18] och blev känd som Antikythera Mechanism, en analog till Astrarium.
Detta mekaniska instrument beräknade himlakropparnas positioner och angav observatörens position på jordens yta [17] [18] . Antikythera-mekanismen anses vara en tidig analog dator som skapades för att beräkna solens och månens position på ett givet datum [11] [13] [14] [19] [20] . År 2002 föreslog Michael Wright , en specialist på mekaniska anordningar från London Science Museum , att mekanismen kunde simulera inte bara solens och månens rörelser, utan även de fem planeterna kända under antiken - Merkurius , Venus , Mars , Jupiter och Saturnus [9] [21] . Senare, 2005, lanserades det grekisk-brittiska Antikythera Mechanism Research Project [10] [18] , under vilket detaljerade studier av Antikythera Mechanism genomfördes. Sedan denna enhet har tillbringat nästan två tusen år under vattnet, har de flesta av dess fragment korroderat [10] [13] . Trots detta lyckades forskarna studera detaljerna i dess struktur, samt förstå inskriptionerna som täcker vissa ytor [7] [9] [10] . Efter att ha sorterat ut inskriptionerna fann forskare att namnen på planeterna var ingraverade på de flesta kugghjulen. Detta faktum bekräftade Wrights antagande. I processen att studera undersöktes fragment av mekanismen med hjälp av röntgenstrålar [10] [13] [22] , vilket resulterade i tillverkningen av kopior av det antika instrumentet [14] [23] [24] .
National Archaeological Museum i Aten visar 378 fragment av olika föremål som hittades vid skeppsvraket, inklusive 82 bevarade delar av själva Antikythera-mekanismen [9] [10] [13] [18] . För att bestämma dess ålder användes två säkra (när det gäller påverkan på föremålet som studeras) metoder - PTM[15] och datortomografi , som ett resultat av vilket det ungefärliga datumet för skapandet av mekanismen bestämdes: 150-100 f.Kr. e. [7] [14] Detta fall är dock exceptionellt: ingen liknande enhet har hittats hittills. Före det romerska imperiets nedgång gick tekniken för dess skapelse förlorad. Fram till XIV-talet fanns det inga enheter av liknande komplexitet, tills mekaniska astronomiska klockor uppträdde i Europa [25] .
Skapandet av mekaniska klockor som visualiserar himlakropparnas rörelse var en viktig aktivitet för medeltida vetenskapsmän och ingenjörer. På 1100-talet byggde Bagdadingenjören Ismail al-Jazari en vattenklocka i tornet som visade inte bara tiden, utan även rörelsen av zodiakens, solens och månens tecken (med växlande faser) över himlen [26] . Betydande framsteg i denna riktning gjordes av den engelske 1300-talets vetenskapsman Richard av Wallingford [27] . Den astronomiska klockan som utvecklades av honom omkring 1330 visade solens rörelser, planeterna, månens rörelse och faser samt tidvattennivån i Themsen. Klockmekanismen innehöll spiralväxlar, ovala ringar, många växlar. Klockan placerades på insidan av katedralen i St Albans Priory , där Richard tjänstgjorde som abbot.
Astrarium Giovanni de DondiNästa dokumenterade fall av tillverkning av astronomiska klockor är förknippat med namnet på italienaren Giovanni de Dondi (1318-1389 [Komm. 1] ), bosatt i Padua , en medeltida läkare och vetenskapsman som är involverad i astronomi och urtillverkning . Giovanni var en av sin tids viktigaste astronomer. Han ärvde sitt intresse för astronomi och urmakeri från sin far, Jacopo de Dondi., som 1344 [33] [34] [35] designade och med hjälp av prins Ubertino da Carrarabyggd på Piazza dei Signorii Padua street chimes, därefter placerad på palatstornetpå Piazza Capitnato[36] . Denna astronomiska klocka var en av de första i sitt slag, men 1390 brann den ner under milanesernas attack mot palatset [35] . Idag fungerar en rekonstruerad astronomisk klocka baserad på prototypen av Jacopo de Dondi på tornet i Padova [37] .
Giovanni, hans son, designade och byggde en ny astronomisk klocka, det så kallade "Astrarium" , eller "Planetarium" , en mekanisk skivklocka med vikter och slagmekanism. Enligt de flesta källor skapades Astrarium av honom mellan 1348 och 1364 [3] [5] [6] [12] [29] [34] [38] [39] [40] [41] [42] [43 ] [44] [Komm. 2] . Giovanni arbetade med det under lång tid - 16 år. Efter fullbordandet av arbetet och demonstrationen av uppfinningen på huvudtorget i Padua [30] flyttades mekanismen till slottets bibliotek [3] . Tillverkningen av Astrarium var en extremt svår uppgift för den tiden, eftersom inte en enda verkstad var anpassad för sådant arbete. Giovanni var före sin tid: för tillverkningen av Astrarium använde han mekaniska metoder som kom in i utbredd praxis flera århundraden senare. Detta var kanske anledningen till att under de följande århundradena efter skapandet av Astrarium kunde ingen reparera det - det fanns inte tillräckligt med kvalificerade specialister i denna fråga [1] [3] [29] [46] . Astrarium indikerade solens, månens och de fem planeternas väg som var kända vid den tiden, som kretsade runt jorden, baserat på den då dominerande ptolemaiska världsbilden [6] [20] [30] [40] [47] (se även " Almagest "). Giovanni mätte också varaktigheten av varje dag i timmar och minuter och, med hjälp av Astrarium, angav det exakta datumet och namnet på det helgon som vördas på en viss dag [3] .
Giovannis mest kända litterära verk, tillägnat Astrarium och som innehåller dess detaljerade beskrivning, är Tractatus Astrarii ( Rysk avhandling om ljuskällorna ) [3] [28] (skriven av honom på medeltida latin [1] [29] ), som publicerades 1389 i Padua. Denna bok trycktes om 1960 av Vatikanbiblioteket i Rom [48] och 2003 av Geneveförlaget Droz [ 45 ] .
År 1381 donerade de Dondi sitt Astrarium till hertig Gian Galeazzo Visconti , som installerade det i biblioteket på hans slott i Pavia . Astrarium förblev där till åtminstone 1485. Det är känt att den under första hälften av 1500-talet överlevde reparationer efter ett haveri. Mästaren som reparerade det var Juanelo Turriano(1501-1585). Denna italiensk-spanska mästare är också känd för att göra komplexa astronomiska klockor som visade den årliga rörelsen av solen, månen och planeterna (enligt den ptolemaiska världsbilden) [3] . År 1630 gick det ursprungliga Astrarium av Giovanni de Dondi förlorat i Mantua [6] och dess öde är okänt.
Arbetsklocka, återskapad från prototypklockan Jacopo de Dondi på palatstorneti Padua
Tractatus Astrarii - huvudverket av Giovanni de Dondi, tillägnad hans skapelse
En av sidorna i Tractatus Astrarii . Visat är hjulet som styr hela strukturen , driven av vikter
Upplaga av Tractatus Astrarii av Vatikanens apostoliska bibliotek [48]
En av utgåvorna baserad på Tractatus Astrarii de Dondi [49]
Ett annat omnämnande av en astronomisk klocka som visar planeternas rörelse går tillbaka till andra hälften av renässansen och är förknippad med den italienske mästaren Lorenzo della Volpaia ( italienska Lorenzo della Volpaia ) (1446-1512). Han var en berömd arkitekt, juvelerare, matematiker och urmakare som grundade den florentinska dynastin av urmakare ( it ) (hans söner Camillo, Benvenuto och Euphrosino följde sin fars väg)., och även Girolamos brorson) [50] [51] .
Som urmakare blev della Volpaia känd för att bygga planetklockor. De hade en utsökt dekorerad stor urtavla, uppdelad i timsektioner och visar zodiakens tecken . En sådan urtavla, nyskapande vid den tiden, gav observatören möjligheten att följa rörelsen av alla planeter som var kända vid den tiden - Saturnus, Jupiter, Venus, Mars och Merkurius, utan att ta blicken från instrumentet [52] . Den mindre skivan, som rörde sig medurs, hade sex sektioner. Fem av dem innehöll skivorna från ovanstående planeter. De roterade moturs. I det sjätte avsnittet fanns en mekanism som kallas " drake " [Komm. 3] , som visade månens noder och förmörkelser. I mitten av planetariet fanns också skivor som visade månens faser och ålder, och som även hade en solindikator. Klockan markerade (genom att ringa) timmen, dagen och månaden [52] .
Liksom Astrarium de Dondi var huvuduppgiften för planetarium della Volpaia inte att exakt tajma tiden , utan att visa himlakropparnas position i förhållande till jorden (geocentrism rådde fortfarande på den tiden). Tillverkaren av en sådan klocka måste ha haft betydande kunskaper inom området astronomi, de exakta vetenskaperna och konstruktionen av mekanismer [52] .
Det är känt att Lorenzo della Volpaia gjorde två modeller av sådana klockor [52] . En beställdes av Lorenzo de Medici (1449-1492) som en gåva från Matthias I (1443-1490), kung av Ungern [50] . En annan modell av Lorenzos klocka gjordes av honom 1510 och gavs till myndigheterna för placering i Hall of Lilies (på den tiden Sala dell'Orologio - Hall of Clocks) i Palazzo Vecchio [51] . Lorenzos verkstad på Via Orioloövergick till hans söner, som arbetade i den under hela 1500-talet [50] .
År 1560 återställde Girolamo, Lorenzos brorson, sin farbrors klocka, men i slutet av 1600-talet var denna klocka förlorad (möjligen isär eller förstörd) [52] [53] .
Under de följande århundradena gjordes flera liknande strukturer. Ett exempel är Passmans astronomiska klocka, ett instrument skapat 1749 av ingenjören Claude-Simon Passemant ( 1702-1769 ) , urmakaren Louis Dauthiau ( 1730-1809 ), skulptörerna och bronsmästarna Jean-Jacques Caffieri (17225) och Philippe Caffieri (17225-17) (1714-1774). Klockan visade aktuell tid, datum, månens faser och planeternas rörelser [54] [55] [56] . Passmans klocka visade dock, i jämförelse med Astrarium, planeternas rörelse, baserat på världens heliocentriska system, och inte geocentriska [56] [57] . De var gjorda av förgylld brons, stål, koppar och glas, och även delvis täckta med emalj. Den två meter långa konstruktionen av klockan kröntes med en planisfär , i vars centrum solen var belägen, och planeterna, inklusive jorden, kretsade runt den och månen runt jorden. Planisfären inramades av ringar med beteckningen på zodiakens tecken och linjen för dagjämningen . På bronskulan, som betecknade jorden, visades länder och några städer [57] . Mekanismen för denna klocka var designad för att visa alla element fram till år 9999 [58] .
Klockan demonstrerades för den franska vetenskapsakademin i augusti 1749 [54] [57] , godkänd och senare presenterad av hertigen av ChollnayKung Ludvig XV 1753 [54] [56] [59] (1750 [57] ) Kungar och adeln hade på den tiden en viss passion för vetenskap, och Ludvig XV var intresserad av astronomi, geografi och relaterade uppfinningar, så han köpte denna klocka samma år. 1754 (1760 [60] ) placerade han Passmanns klocka i klockkabinettet i kungens små lägenheter i slottet i Versailles , där den är idag [55] [57] [59] .
Eise Eisingi PlanetariumEtt annat välkänt exempel är planetariet som byggdes mellan 1774 och 1781 [61] [62] [63] av den holländska amatörastronomen [64] Eise Eisinga (1744-1828) från Dronreip ., Friesland (Nederländerna) . År 1774 utbröt en panik i Friesland orsakad av en liten pamflett skriven av pastor Elko Alta ( holländska. Eelco Alta ) [64] [65] [66] , bosatt i den lilla byn Bozumi Friesland. Utgivaren av broschyren, som ville öka dess popularitet, spred ryktet bland läsarna att Elko Alta hade förutspått världens undergång [63] . Det gick rykten om att den 8 maj 1774 skulle en parad av planeter - Jupiter, Mars, Venus, Merkurius och även månen - äga rum, vilket skulle leda till förödande konsekvenser inte bara "för jorden utan för hela solen system", och kan till och med vara "ett förspel eller början på dess partiella eller totala förstörelse" [65] . I själva broschyren var Alta mycket mindre vältalig, men på order från regeringen i Friesland kallades hon "upprorisk", arresterades omedelbart. Den publicerades först efter att det fruktansvärda datumet passerat utan någon skada [67] [68] .
Eise Eisinga ville visa folk att det inte finns någon anledning till panik [62] [63] [69] [70] [Komm. 4] . Han placerade sitt planetarium precis i taket i sitt eget hus i staden Franeker [63] . Jämfört med Giovanni de Dondis Astrarium, i Eisingas design, följer alla planeterna runt solen (och inte runt jorden ). Planeterna rör sig proportionellt, lika snabbt som de faktiskt gör : Merkurius på 88 dagar, jorden på ett år och Saturnus på 29 år [62] . Istället för de planerade 8 månadernas arbete tog det minst 7 år att bygga planetariet; Eise Eisinga fick hjälp i dess skapelse av sin far, som gjorde alla kugghjul för strukturen på sin svarv [67] . Förutom denna modell byggde Eise Eisinga också alla typer av speciella klockor som visade dagen, datum, soluppgång och solnedgång för solen och månen, himlens uppenbara rörelse på grund av jordens rotation och andra fenomen [71] . Hela planetariets struktur sattes i rörelse av en imponerande mekanism, som var gjord av träbågar och skivor med 10 000 handgjorda spikar som såg ut som tänder [62] . Rörelsen av denna mekanism styrdes av nio vikter och en pendel, för vars placering Eisinga var tvungen att minska den äktenskapliga sängen i sitt vardagsrum [67] [71] . Detta planetarium visade alla planeter som var kända vid den tiden (före upptäckten av Uranus 1781 var det bara några år kvar från starten av Eisingas arbete, men han fick reda på detta efter att ha avslutat sitt arbete på planetariet, och det fanns inte längre tillräckligt med utrymme i husets tak för att placera en ny planet [67] ). Eisingas planer innefattade dock byggandet av ett ännu pampigare planetarium än i taket i hans hus, men på grund av den turbulenta politiska situationen förverkligades inte dessa planer [67] [69] .
1955, enligt design av den danske urmakarmästaren Jens Olsen(1872-1945) tillverkades astronomiska klockor, utför många olika funktioner, bland vilka var också en demonstration av rörelsen av planeterna i solsystemet, som Astrarium. Dansken har arbetat på dem under hela sitt liv sedan början av 1900-talet. Som ung reste Olsen till Europa och blev 1897 inspirerad av klockan Strasbourgs katedral . Efter att ha studerat klocktillverkning i Basel återvände han till sitt hemland och började arbeta med sina klockor. Alla nödvändiga beräkningar var klara först 1932, då Jens Olsen redan var 60 år gammal. Först mer än 10 år efter det anslogs pengar och konstruktionen av klockan började, projektet fick nationell betydelse. Processen tog ytterligare 12 år, men 1945 avled Jens Olsen i en sjukdom. Hans arbete fortsattes av den unge urmakaren Otto Mortensen ( Dan. Otto Mortensen ). Först efter att alla detaljer på klockan (15 448 stycken) hade tillverkats och satts ihop startade kung Fredrik IX av Danmark och Jens Olsens barnbarn, Birgit Olsen, klockan. Det hände den 15 december 1955 i Köpenhamns kommuns byggnad. Vid tiden för deras skapelse ansågs denna klocka vara den mest komplexa mekaniska klockan i världen [3] [72] .
Jens Olsens klocka speglar evighetskalendern , aktuell världstid , lokal soltid och skillnaden mellan dem . En av klockskivorna visar tiden för vilken plats som helst på jorden, den andra visar tiden för soluppgång och solnedgång . Tack vare en komplex enhet kan du ta reda på varaktigheten av dagen och natten, såväl som det aktuella datumet - veckodagen, månaden och året (enligt den julianska kalendern ). Klockan visar även månens faser och visar datum för påsk . Den speciella övre delen av Jens Olsen-klockan visar ett stjärnkort över Danmark, liknande Strasbourg-klockan (som följaktligen visar ett stjärnkort över Strasbourg), såväl som jordens precession . Pilen på en sådan indikator gör en fullständig revolution på 25 753 år. En annan skiva visar den geocentriska omloppsbanan, solens och månförmörkelserna , såväl som avståndet mellan jorden och månen. Olsen-klockan visar också planeternas rörelse runt solen. Jämfört med Astrarium de Dondi, Planetarium della Volpaia och Eisinga Planetarium visar denna klocka, förutom Merkurius, Venus, Mars, Jupiters och Saturnus rörelser, även rörelsen hos planeter som Uranus och Neptunus , samt jorden själv [3] [72] .
RekonstruktionerTack vare de bevarade manuskripten från mästarna som tillverkade de listade instrumenten skapas många rekonstruktioner av dem.
Trots att Astrarium de Dondi, som bestod av 297 delar (varav 107 var olika växlar och spakar) [3] [30] , gick förlorat lämnade italienaren detaljerade beskrivningar i sina manuskript, som överlevde och gav moderna mästare möjlighet att skapa rekonstruktionsanordning [44] . Denna uppgift utfördes av det Londonbaserade företaget Thwaites & Reed.[6] [29] samt olika europeiska mästare. Några av versionerna av det rekonstruerade Astrarium har en mindre (jämfört med originalet) storlek - 0,25-0,5 av originalet [1] [73] . Rekonstruerade modeller av Astrarium är kända för att existera på följande platser:
Museum of Time i Illinois inkluderade också ett rekonstruerat Astrarium bland utställningarna, men 1999 stängde museet, sedan var samlingen tillgänglig för besökare på Museum of Science and Industry (Chicago) , och 2004 såldes den [74] .
Italienaren Luigi Pippa ( italienska: Luigi Pippa ) rekonstruerade Giovanni de Dondi Astrarium 1963, baserat på 1960 Tractatus Astrarii publikation [28] [75] [76] . En annan italiensk mästare, Carlo Croce ( italienska: Carlo G. Croce ), rekonstruerade också Astrarium baserat på Giovanni de Dondis Tractatus Astrarii (publicerad 1960) [1] . Den holländska formgivaren Henk Gipmans ( nederländska. Henk Gipmans ) rekonstruerade efter många år av att studera Giovanni de Dondis manuskript också Astrarium [47] .
Mindre är känt om planetariet Lorenzo della Volpaia än om Astrarium de Dondi, men manuskript från familjen della Volpaia har också överlevt till denna dag, innehållande information som är nödvändig för rekonstruktionen av Lorenzos förlorade klocka. Med hjälp av den bevarade informationen rekonstruerade Galileo-museet (fram till 2010 känt som Institutet och museet för vetenskapshistoria) i Florens 1994 planetariet Lorenzo della Volpaia [52] [53] .
Eise Eisingas planetarium kan fortfarande ses i taket på hans hus i Franeker [77] , som har förvandlats till ett slags museum. Genom att titta på en arbetsmodell av Eisinga Planetarium kan en observatör följa planeternas rörelse (se referenser ). Detta planetarium anses vara det äldsta fungerande planetarium i världen [62] .
Idén om att visa himlakropparnas positioner i förhållande till jorden eller solen låg till grund för skapandet av planetarier under första hälften av 1900-talet [78] . Idag finns det tusentals planetarier runt om i världen, av vilka några visar universums historia och andra astronomiska fenomen i IMAX -format, som biografer som används för affärsändamål.
Giovanni de Dondi skrev att han fick idén till Astrarium från Theorica Planetarum av Giovanni Campano , som beskrev konstruktionen av ekvatoriet [29] [30] . Astrarium var en klockmekanism, som var baserad på just denna datorenhet. Designen av Astrarium inkluderade en astrolabium och en urtavla, såväl som indikatorer för solen, månen och planeterna [4] . Det gav en kontinuerlig visning av huvudelementen i solsystemet och de lagliga, religiösa och civila kalendrarna. Enligt de Dondi skulle Astrarium hjälpa människor att bättre föreställa sig astronomiska och astrologiska fenomen och idéer [30] . På Giovanni de Dondis tid var astronomi och astrologi nära sammankopplade och skilde sig praktiskt taget inte från varandra.
Italienaren gav sin uppfinning namnet Astrarium , vilket visar syftet med denna mekanism: att bestämma den verkliga platsen för planeterna, deras banor , rörelser och evolution . Han nämnde att, enligt Aristoteles , tar allt sitt namn från syftet för vilket det skapades. Och boken Tractatus Astrarii , som beskriver själva instrumentet, dess delars rörelse och hur man rättar till misstag när man arbetar med det, är en bekräftelse på detta [28] .
För att beräkna planeternas rörelse använde Giovanni de Dondi även Alphonse-tabeller sammanställda ungefär mellan 1252 och 1270 för att underlätta beräkningen av planeternas positioner och gjorde det möjligt att beräkna deras placering vid en viss tidpunkt och vid önskad geografisk latitud. På Giovanni de Dondis tid var Alphonse-bord extremt populära [79] [80] [81] .
Astrariumet var cirka 1 meter högt och vilade på en sjukantig bronsram [29] [82] på 7 dekorativa tassformade ben. Urtavlan på klockan och skivorna på planeterna, tillsammans med alla kugghjul, var gjorda av mässing [3] . Den nedre delen bestod av en mekanism med en klocka på ena sidan. Urtavlan på denna klocka var uppdelad i 24 delar (enligt antalet timmar per dag) och roterades runt en viss punkt moturs [3] . Kyrkliga helgdagar och zodiakens position för den uppgående månen markerades på den . Den övre sektionen innehöll sju skivor med rörliga delar [73] , var och en ca 30 cm i diameter och placerade på ena sidan av heptagonen [12] . Dessa skivor visade rörelserna för solen , månen , Venus, Merkurius, Saturnus, Jupiter och Mars [4] [12] [20] [29] [30] [50] [73] . Enheten för var och en av skivorna, förutom Månens skiva [1] , var oberoende av de andra [29] .
Giovanni de Dondi designade denna klocka med 107 rörliga delar med sina egna händer. Inte en enda skruv användes, och varje partikel fästes vid den andra med över trehundra koniska stift, bultar, stift och kilar, av vilka några var lödda [1] . De flesta växlarna i mekanismen hade vassa, triangulära tänder, men några var trubbiga. Tänderna på alla kugghjul skars för hand av hantverkaren [3] . I vissa fall använde de Dondi elliptiska kugghjul [Comm. 5] för att simulera planetens oregelbundna rörelser så exakt som möjligt . För detta använde han också Ptolemaios epicykler (skapade av honom för att beräkna universums storlek [73] [84] ), baserade på hans tabeller [29] [43] , som också kunde användas för att beräkna framtida eller tidigare positioner för planeterna [85] .
Medeltida måttenheter var, på grund av bristen på internationella standarder , begränsade till vardagslivets behov (längden på ett tygstycke eller avståndet från klostret till slottet), och de Dondi angav måtten i sina instruktioner i Tractatus Astrarii med mer exakta, enligt hans åsikt, föremål: bladets tjocklek, stor eller liten kniv, och för hål - bredden på en gåsfjäder , tummen på en person, etc. [1]
Astrarium skapades för att spegla världen och de himmelska processer som äger rum i den. Sedan Ptolemaios tid har det accepterats att himlens dagliga rörelse styr himlakropparnas rörelser, precis som Astrarium-kalenderhjulet styr planeternas skivor [29] [81] [86] . Hans huvuduppgift var, enligt dagens mening, ganska extraordinär: att visa på himlen var alla planeter som var kända vid den tiden [29] . Ytterligare uppgifter var: att mäta tiden på dygnet (liksom siderisk och genomsnittlig soltid ), att indikera det aktuella datumet och den eviga påskens kalender [3] [43] . I Tractatus Astrarii nämnde de Dondi också ett annat syfte med sin mekanism - att visa att Aristoteles och Avicennas beskrivning av himlakropparnas rörelse var giltig [30] [47] .
Astrarium var ett av de första instrumenten som kombinerade de arabiska traditionerna av miniatyrmodeller av universum (och dess mätning), dvs astrolaber och ekvatorier, med de nya mekaniska klockteknologierna som hade spridits i Europa sedan tidigt 1300-tal. Detta instrument var både en tidsmätare och en slags analog dator , och en enhet som visade planeternas rörelser: det gjorde det möjligt för människor att observera himlakropparnas rörelser utan preliminära beräkningar, vilket var förenligt med den mekaniska modellen av den ptolemaiska teorin av kosmologi [30] [47] [87] .
Astrarium "kom till liv" från kedjan med vikter. Hon satte igång en mekanism med en klocka (som gjorde ett varv per dag). Denna mekanism gav rörelse till kalenderhjulet (som gjorde ett varv per år), och som i sin tur, med hjälp av många växlar, samtidigt styrde alla planeternas skivor [29] . Denna sista rörelse var hela komplexiteten i mekanismen: Giovanni var tvungen att bygga en mekanisk modell mycket mästerligt och sofistikerat för att inte förväxlas med parametrarna för varje skiva [1] [3] .
Klockans rörelse reglerades också av en sorts balanserare ( sv ), som hade en anslagsfrekvens i nivå med en gång varannan sekund. Klockmekanismen hade, förutom 24 huvud (timme) divisioner, sex 10-minuters divisioner för varje timme. Den roterade moturs från en fast pekare och indikerade prime time, och kunde även justeras med 10-minuters intervall om nödvändigt genom att förlänga ett 12-kuggsdrev som griper in med dess 144 tänder [88] . En speciell platta ( tabula orientii ) fixerades på varje sida av klockmekanismen, uppdelad i månader och dagar i den julianska kalendern för att bestämma tidpunkten för soluppgången och fastställa medelsoltiden för Paduas latitud (ungefär 45°N) ) [88] . Vid den tidpunkt då klockan tillverkades inföll solståndet den 13 juni och den 13 december (Old Style) [30] .
Årskalenderhjulet - trumman i nedre delen - hade en diameter på cirka 40 cm (43 cm [3] ). Det satte igång kalendern för rullande helgdagar och planeternas skivor. Runt den yttre sidan av hjulet fanns ett brett band, uppdelat i 365 remsor, som var och en hade ett nummer (betecknar en dag), en handbokstav och namnet på ett helgon som vördas den dagen [89] . Månarna var omväxlande förgyllda och försilvrade, och de graverade bokstäverna är fyllda med röd respektive blå emalj . De Dondi angav inte några tecken eller drag av ett skottår , han rådde att stoppa klockan för hela extra dagen [30] .
Direkt ovanför 24-timmarsskivan fanns solens skiva ( Primum Mobile - "först i rörelse") - den mest avlägsna från centrum av Astrarium, så kallad för att den återgav stjärnornas dagliga rörelse och solens årliga rörelse mot deras bakgrund. I sin kärna var det en astrolabium, ritad på projektionen av Sydpolen , med en surfplatta fixerad på den och ett speciellt nätverk som roterade endast en gång per siderisk dag [6] . Detta nät hade 365 tänder och drevs av ett hjul som hade 61 tänder. Ett sådant hjul gjorde 6 varv på 24 timmar ( soldag eller siderisk dag). Således vände nätverket en gång om dagen för ett helt mellanrum + 1/366, vilket motsvarade 366 passager av solen genom meridianen ( kulminationer ) [90] . De Dondi förstod att hans ungefärliga beräkningar av solårets varaktighet inte helt överensstämde med den faktiska verkligheten, och rekommenderade att då och då stoppa klockan så att de kunde korrigeras [3] [30] .
När man tittade på Giovanni de Dondis fungerande Astrarium kunde observatören se på planeternas skivor vilken bana (i förhållande till jorden i mitten av skivan) planeterna gör. Rörelsen för var och en av dem var oregelbunden och skilde sig från andra planeters väg, vilket visar hur de rör sig i en slingabanor [48] .
Astrarium hade fem skivor av planeter: Merkurius [91] , Venus [92] , Mars [93] , Jupiter [94] och Saturnus [95] . För varje skiva utvecklades ett fungerande system med en komplex mekanism separat för att mest exakt simulera planeternas rörelser. Sådana modeller stämde väl överens med både den ptolemaiska geocentriska teorin och observationer. Till exempel, på Mercury-skivan använde de Dondi mellanhjul, som inkluderade: ett hjul med 146 tänder, två ovala växlar (som hade 24 icke-standardiserade tänder som griper in i varandra), samt en speciell växel med inre växling (den hade 63 tänder). , som gick i ingrepp med 20-kuggar och gjorde ett ojämnt varv per år). Genomförandet av dessa komplexa processer gjorde det möjligt att med hjälp av Astrarium lära sig mer om planeterna och deras rörelse över himlen [30] .
Planetskivor av det rekonstruerade Astrarium av Giovanni de Dondi (verk av Carlo Croce [1] )
Månens skiva [83] är en av de mest komplexa i utformningen, eftersom den hade två päronformade kugghjul och, till skillnad från planeternas skivor, var beroende av andra skivor i Astrarium, och hade också ett samband med "Drakhuvud"-mekanism [96] . Denna speciella mekanism reflekterade förmodligen månens cykler (månens noder ) [30] . Astrarium gick igenom denna slutna cykel på exakt 18 år, 7 månader och 14 dagar [1] [97] , vilket nästan helt sammanfaller med månprecessionsperioden ( 18,5996 år ). Det är dock inte klart hur Giovanni de Dondi lyckades uppnå en sådan precision.
Astrarium ansågs vara ett under av sin tid, inte mindre än världens åttonde underverk, ett av de finaste exemplaren av mänskligt geni [29] [46] . Giovanni Manzini ( italienska Giovanni Manzini ) från Pavia skrev 1388 att det är "en sak full av uppfinningsrikedom, skapad och förbättrad av ens egna händer och snidad med en skicklighet som ingen mästare kan uppnå. Jag kommer till slutsatsen att en så magnifik och genialisk uppfinning aldrig har skapats ” [30] [98] .
Lewis Mumford kallade Astrarium "nyckelmekanismen för den nya industriella tidsåldern", och dess utseende - en händelse som "markerar den perfektion som andra mekanismer strävar efter" [34] [99] .
I juli 2006, i Moskva, i Armory of the Moscow Kreml , hölls en utställning kallad "Historia i tiden", tillägnad 200-årsjubileet för Kremls museer och 160-årsjubileet för den schweiziska klocktillverkaren Ulysse Nardin [100] [ 101] . Som en del av utställningen visades bland annat en rekonstruktion av Astrarium av Giovanni de Dondi. På utställningens öppningsdag var det Astrarium som åtnjöt störst popularitet bland gästerna [102] .
modeller av solsystem | |
---|---|
Modeller |
|
Enheter | |
Relaterad |
|