Небесная механика и хитроумная математика, исторические личности и религиозные разногласия, высокое инженерное искусство и, конечно же, немалые деньги — все это скрывается за самым загадочным и самым полезным усложнением механических часов, имя которому — вечный календарь.
Что такое «вечный календарь»?

Если у вас есть стрелочные часы с окошком даты, то, скорее всего, вам приходится подводить их примерно раз в два месяца: большинство моделей не умеет самостоятельно определять количество дней в текущем месяце, 31 или 30.

Как правило, механизм даты представляет собой спрятанный под циферблатом диск, на который нанесены цифры от 1 до 31. Диск вращается с частотой один оборот в месяц (другими словами, за каждый оборот часовой стрелки цифра в окошке даты увеличивается на единицу). Если 31-е число в текущем месяце лишнее, владельцу приходится вручную переводить часы на сутки вперед.

Функция «большая дата» в механических часах предполагает, что дата показывается более крупными цифрами. Она считается серьезным усложнением и не зря: вместо одного диска с цифрами в таких часах их два. Один из них показывает десятки (от 0 до 3) и вращается с частотой один оборот в месяц. Второй демонстрирует единицы (от 0 до 9) и оборачивается вокруг своей оси раз в десять дней. Так как на дисках располагается меньше цифр, сами цифры могут быть больше. Однако «большая дата» вовсе не освобождает пользователя от необходимости вручную вычеркивать лишние дни из календаря.

Ничто не вечно

Более продвинутые часы умеют самостоятельно определять количество дней в месяце. Данное усложнение называется «полувечным» календарем, или semi-perpetual calendar. Его механизм не так прост, как может показаться, ведь месяцы в году вовсе не чередуются. Вспомните детское «правило костяшек»: и в июле, и в августе 31 день. Особой остроты проблеме добавляет февраль.

Так что менять короткие и длинные месяцы по очереди недостаточно, необходимо «программировать» механизм на весь год. Внутри часов с «полувечным» календарем есть еще один диск с выступами, которые соответствуют коротким месяцам. Выступ приводит в действие механизм пропуска 31-го числа (а в феврале также 29-го и 30-го). Диск вращается с частотой один оборот в год. Только представьте себе: за один оборот этого диска часовая стрелка совершает 730 оборотов, минутная — 8760, а секундная — 525?600. Трудно переоценить точность этого механизма!

Часы с «полувечным» календарем нужно регулировать вручную один раз в четыре года — 29 февраля. А что если установить еще один «программирующий» диск, который будет вращаться с частотой один оборот в четыре года, периодически добавляя в расписание 29 февраля? Тогда мы получим «вечный календарь» — дорогой, престижный, технически совершенный шедевр часового искусства.

Стоит отметить, что описанные выше «годовые» и «високосные» диски — это скорее умозрительная конструкция, иллюстрирующая происходящие в механизме процессы, а не буквальное описание конкретных деталей. Мастера ведущих часовых домов разрабатывают и патентуют самые разнообразные механизмы, тем или иным образом реализующие эту сложнейшую функцию.

Разумеется, все это имеет смысл только в том случае, если владелец постоянно носит или хотя бы заводит часы. В случае остановки на длительный срок восстановить верное состояние вечного календаря может быть весьма непросто. Как правило, для этого необходимо обращаться к часовому мастеру.

Итак, если вы сегодня приобретете часы с вечным календарем и будете исправно заводить их каждый день, а также хорошо питаться и заниматься спортом, то в следующий раз их придется настраивать… в 2100 году. Как же так? Календарь же вечный, а 85 лет — это хоть и много, но все же далеко не «вечность»?

Проблемы долгожителей

С детства нам объясняли, что каждый четвертый год — високосный. Так учили детей с первого века до нашей эры, когда Юлий Цезарь ввел разработанный группой александрийских астрономов юлианский календарь. В Киевской Руси этот календарь был известен под названием «Миротворного круга», а в современной России его называют «старым стилем». Именно по юлианскому календарю мы отмечаем «старый новый год». И тот же юлианский календарь в силу своей относительной простоты лег в основу большинства часовых perpetual calendars.

Создавая юлианский календарь, астрономы во главе с Созигеном Александрийским стремились решить проблему несовпадения циклов суточного вращения Земли (вокруг своей оси) с сезонным (вокруг Солнца). Тропический год — полный сезонный цикл, например между двумя днями весеннего равноденствия, — вовсе не равен некому целому количеству суток, то есть полных оборотов Земли вокруг своей оси.

Фото

По наблюдению Созигена, в году умещалось 365,25 (365 с четвертью) суток. Таким образом, добавляя к каждому четвертому году один день, астроном планировал нивелировать погрешность. Но календарь оказался не таким уж точным, и погрешность в одни сутки накапливалась за 128 лет.

Григорианский календарь, по которому мы с вами живем сегодня, был впервые введен в католических странах папой римским Григорием XIII в 1582 году. Длительность года в нем равняется 365,2425 дня. Такой расчет дает суточную погрешность не раньше, чем через 10?000 лет. Однако пользоваться григорианским календарем, оказывается, не так просто. Длинная десятичная дробь раскладывается на формулу: 365?+?¼?-?1/100?+?1/400. Это значит, что каждый четвертый год назначается високосным. Год, номер которого кратен 100, високосным быть, напротив, не может. Год, номер которого кратен 400, — високосный.

Очевидно, что такая многоступенчатая арифметика слишком сложна, чтобы реализовать ее в механизме компактных наручных часов. Также весьма сложно представить себе деталь, совершающую один оборот за 400 лет. Поэтому часы с «вечным» календарем все-таки нужно подводить — три раза за каждые 400 лет.

Фото

Нет ничего невозможного

И все же не всегда то, что очевидно, оказывается правдой: человеческому инженерному гению практически нет пределов. К примеру, самые сложные в мире механические часы Vacheron Constantin Reference 57?260 демонстрируют дату, день недели, месяц, год, при этом високосные годы рассчитываются по григорианскому календарю. Это настоящий «вечный календарь», и он в этих часах не единственный.

Reference 57?260 предоставляет владельцу исчерпывающую календарную информацию по еврейскому исчислению. А в еврейском календаре, между прочим, каждая календарная дата приходится не только на одно и то же время года, но и на соответствующую фазу луны. Чтобы привести в соответствие все эти астрономические явления, в календаре используются годы шести разных длительностей (354, 355, 356, 384, 385, 386), а в високосных годах прибавляется не день, а тринадцатый месяц. Reference 57260 — настоящий механический компьютер из 2800 деталей, на создание которого ушло восемь лет. И прелесть его не столько в дороговизне или редкости, сколько в том, что он заставляет нас вспомнить об интереснейших астрономических явлениях, великих личностях, исторических перипетиях и математических закономерностях, заново удивиться им, глубоко понять, переосмыслить и воздать должное красоте природы и безграничности человеческого гения.

Статья «Непостоянное вечное» опубликована в журнале «Популярная механика» (№12, Декабрь 2015).