Najnowsze publikacje

Volvelle

Rys historyczny

Historia zegarmistrzostwa stanowi zbiór wielu fascynujących wydarzeń mających tło społeczne oraz niosących obfitość sprzecznych informacji będących przyczynkiem do ożywionych dyskusji wśród miłośników mikromechaniki. Pola sporów są liczne i często dotyczą pierwszeństwa na płaszczyźnie szeroko pojętej inwencyjności. Za przykład można by podać słowną przepychankę kilku nacji o to, kto pierwszy wynalazł zegarek kieszonkowy. Niemcy przypisują zasługi Peterowi Henleinowi z Norymbergii, który  w 1510 roku wykonał zegarek sprężynowy z regulatorem kolebnikowym i wychwytem szpindlowym. Taka interpretacja wydarzeń spotkała się z protestem ze strony Anglików, Francuzów, Włochów. Ci ostatni udokumentowali swoje zastrzeżenia w postaci listu popełnionego w listopadzie 1462 roku przez zegarmistrza Bartolomeo Manfredi opisującego zegarek  kieszonkowy należący do księcia Modeny. Argumentacja została poparta również w 1951 roku przez prof. Enrico Morpurgo, który użył mocnych słów nazywając Henleinena „niemieckim mitem i iluzją”, a swój wywód eksplikował licznymi zarzutami. Oczywiście Niemcy nie pozostawili tego bez reakcji, ale nie zdołali rozwiać wszystkich wątpliwości. Nie mniej interesujący jest spór o kreatywność w zakresie pierwowzoru naciągu główkowego zstępującego niewygodny w użyciu kluczyk służący zarówno do „nakręcania” sprężyny, jak i nastawiania wskazówek. Do świadomości społecznej przebiła się postać współtwórcy Patek Philippe – Jean-Adrien Philippe, który w 1842 roku opracował praktyczny sposób naciągania sprężyny za pomocą główki osadzonej na wałku naciągowym, natomiast nastawianie wskazówek odbywało się poprzez jej odciągnięcie i przekręcenie. Warto jednakże zaznaczyć, iż wówczas wielu zegarmistrzów pracowało nad własnymi mechanizmami dotyczącymi naciągu oraz urządzeń nastawczych i przed Philippe swoje sukcesy między innymi odnotowali Antoine-Louis Breguet (1830 rok), Hector Audemars (25 marca 1838 rok).

Wyobraźnię miłośników zegarmistrzostwa rozpalają też dysputy dotyczące pierwowzoru zegarka naręcznego. Tu również Patek Philippe stara się uzyskać prymat powołując na dzieło z 1868 roku zakupione przez węgierską księżną Kocewicz. Genewska manufaktura podkreśla fakt, iż była pierwszą szwajcarską firmą ratując tym samym swoją wiarygodność, gdyż w 1790 roku Jaquet-Droz wytworzył zegarek naręczny, który bardziej należałoby rozpatrywać w kategorii bransolety z wbudowanym małym zegarkiem, co odnosi się również do Patek Philippe i Breguet. W przypadku Breguet nie sposób pominąć naręcznego dzieła No. 2639 wykonanego na zamówienie królowej Neapolu – Karoliny Murat Bonaparte (8 czerwca 1810 rok). Nic więc nie jest zupełnie jednoznaczne, a przekonał się o tym patron mojego bloga czyli Christiaan Huygens (czytaj: Christian Hojchens), który w 1656 roku wpadł na pomysł użycia wahadła w mechanizmie zegarowym i opatentował efekt swojej kreatywności. Dzieło opisał w broszurze zatytułowanej „Horologium” (Haga, 1658 rok), co stało się przyczynkiem do protestu Włochów upominających o pierwszeństwo Galileusza. Ten, pod koniec życia za pośrednictwem swojego syna Vincento Galilei, wykonał szkic zegara wahadłowego, a miało to miejsce w 1649 roku. W trakcie prac odkrył prawa ruchu wahadłowego zwane izochronizmem i stwierdził, że:

1. Czas trwania wahnięcia zależy od długości wahadła – im wahadło jest dłuższe tym wolnej się waha.

2. Wahnięcia jednego i tego samego wahadła trwają zawsze jednakowy okres czasu.

Drugie z wymienionych praw wymaga jednakże uściślenia, iż czas trwania wahnięcia wahadła przy małych kątach wychylenia nie zależy od amplitudy czyli wielkości tych wychyleń.

Sporo historycznych narzędzi pomiarowych, zarówno zegarów jak i kalendarzy, przetrwało do dziś. Są one niemymi świadkami obszernej historii, którą możemy poznawać wzbogacając wiedzę. Według mnie, jednym z najbardziej fascynujących odkryć jest przyrząd z widocznymi fragmentami kół zębatych znaleziony w 1901 roku we wraku rzymskiego statku nieopodal greckiej wyspy Antikythera. Mechanizm przez blisko dwie dekady badano na Uniwersytecie Yale. Później starożytne dzieło trafiło do Muzeum Nauki w Londynie, gdzie wykonano bardziej szczegółowe prace badawcze przy użyciu tomografu komputerowego. Ostateczne wnioski sformułowała grupa naukowców z Anglii, Grecji oraz USA, która uzyskała trójwymiarowy obraz prześwietlanego obiektu,  a rezultaty ich działań przeprowadzonych w Narodowym Muzeum Archeologii w Atenach opublikowano w 2006 roku na łamach magazynu Nature. Ustalono, że znalezisko to starożytny, skomplikowany przyrząd służący do obliczania położenia ciał niebieskich datowany na 150-100 rok p.n.e. Składał się on z 37 kół zębatych wykonanych z brązu o średnicach od 1 do 17 cm, które były napędzane korbą umieszczoną z boku mechanizmu i obracały wskazówki nad tarczami zawierającymi podziałki określające położenia słońca oraz księżyca na tle Zodiaku, a także faz księżyca. Dane opierały się na obowiązującym wówczas w Grecji kalendarzu egipskim. Było to nietuzinkowe odkrycie zaskakujące precyzją, miniaturyzacją, a także pomysłowością znacznie wyprzedzającą czasy, w których powstało.

Komputerowa rekonstrukcja mechanizmu Antikythera
Komputerowa rekonstrukcja mechanizmu Antikythera

Volvelle

Szczególnie cennymi eksponatami, jakie nielicznie przetrwały do naszych czasów są volvelle czyli tzw. suwaki kołowe. Volvelle to obrotowe papierowe dyski używane od XIV wieku do obliczania ruchu gwiazd, dat zaćmień księżyca lub sił pływów bez uciekania się do tabel zwierających obszerne zapisy liczbowe. Volvelle często stanowiły hybrydę książek oraz instrumentów naukowych czasem bogato ilustrowanych z użyciem złota, srebra i oprawionych w mosiądz oraz drewno ozdobione elementami z kości słoniowej, co w kontekście słoni dziś może budzić słuszny niesmak. Modelowym przykładem takiej spektakularnej publikacji jest dzieło z 1540 roku autorstwa Petrusa Apianusa zatytułowane „Astronomicum Caesareum”. Książka zawiera 83 volvelle przekazujące złożone informacje o pozycji i ruchu ciał niebieskich, a także o wielkościach astrologicznych oraz sposobach wyznaczania dat Wielkanocy i Paschy. Bez volvell takie obliczenia należało zrealizować ręcznie, co było żmudnym zadaniem. Wartość dodaną dzieła stanowi fakt, iż wszystkie ilustracje zrobiono ręcznie, a jego wykonanie trwało około 8 lat. Sam Petrus Apianus był astronomem oraz drukarzem prowadzącym działalność naukową na uniwersytecie w Ingolstadt w Bawarii w dziedzinie geografii i kartografii. Jego publikacja została doceniona przynosząc autorowi wiele splendoru. Dość „powiedzieć”, iż Petrus Apianus zwrócił uwagę Karola V Habsburga (król Hiszpanii, Święty cesarz rzymski), który przyznał astronomowi trzy tysiące złotych guldenów, mianował go nadwornym matematykiem, a ponadto zaoferował tytuł rycerski. „Astronomicum Caesareum” stanowiło szczyt osiągnięć w zakresie „urządzeń” wspomagających obliczenia dotyczące atronomii, choć pojawiło się w okresie transformacji sposobu pojmowania ciał niebieskich i w ogóle miejsca człowieka we Wszechświecie. W 1543 roku opublikowano dzieło Mikołaja Kopernia „O obrotach sfer niebieskich” propagujące teorię heliocentrycznej budowy układu słonecznego, co burzyło dotychczasowe spostrzeżenia wyrażające pogląd, że to Słońce i inne planety krążą wokół Ziemi. Negacja geocentryzmu, a co za tym idzie rozwój nowych modeli astronomicznych, nie oznaczały jednak końca volvell. Wytwórcy tych urządzeń, tacy jak Niemiec George Hartmann, z sukcesem sprzedawali swoje dzieła bazując na wielofunkcyjności popartej zasobną w detale zdobnicze spektakularną sztuką. Co więcej, „papierowe dyski” miały też swoje mocne naukowe podstawy czyniące z nich użyteczne narzędzia do rozwiązywania istotnych problemów epoki. Przysłużyły się na przykład do poprawy precyzji nawigacji na morzu, a także sprawiły, że w domenie publicznej zaistniały piękne i szczegółowe mapy gwiazd czego doskonałym przykładem jest kolorowa mapa oraz kalkulator autorstwa Holendra Jana Jansza Stampioena Młodszego z około 1722 roku.

Inny przykład z XVIII wieku to aliaż astronomii i  horologii  w kontekście rozwiązania problemu długości geograficznej. Duże zasługi w tym zakresie należy zapisać na konto między innymi Johna Harrisona i Nevila Maskelyne. W 1767 roku Królewskie Obserwatorium Astronomiczne w Greenwich zaczęło publikować Nautical Almanac, który zawierał tabele obliczeń wspomagające nawigację na morzu. Anglii kroku dotrzymywała Francja, gdzie w 1768 roku astronom i popularyzator nauki Jacques-Francois Dicquemare opublikował swój „kosmoplan”. Był to duży ścienny volevelle składający się z trzech koncentrycznych dysków prezentujących informacje o słońcu, przesileniach, równonocy, porach roku, znakach zodiaku, standardowych jednostkach miary i deklinacji magnetycznej, wraz z mapami czterech kontynentów popartych licznymi tabelami.  Urządzenie bogato ozdobiono i było ono wykorzystywane podczas żeglugi morskiej. Jako ciekawostkę nadmienię, że Jacques-Francois Dicquemare zadedykował swój „kosmoplan” ulubionemu wykładowcy Jean-Antoine Nollet. 

Volvellum
Volvellum

O ile użyteczność suwaków kołowych ma swoje swoje naukowe podstawy w kontekście astronomii, nawigacji, to dość zaskakującym może wydawać się fakt wykorzystywania volvell w medycynie.  Oczywiście w XV – XVI wieku nie było to nic nadzwyczajnego, ponieważ wówczas wierzono, iż planety wpływają na ciało oraz nastrój człowieka. Rola prognoz zodiakalnych w praktyce medycznej była na tyle ceniona, że pod koniec XVI wieku lekarze mieli prawny obowiązek znalezienia pozycji księżyca za pomocą volvell celem określenia najbardziej optymalnego czasu do podjęcia leczenia chorego. Co więcej w 1575 roku niemiecki uczony Leonard Thurneisser opublikował traktat zawierający osiem dużych diagramów sugerujących stosowanie volvell dla zrozumienia mocy planet i gwiazd, a nawet przewidywania przyszłości.

Volvelle, w sensie zakresu dostarczanych informacji, a także bogactwa ich prezentacji, stanowiły mariaż wiedzy oraz umiejętności matematyków, pisarzy, artystów, rytowników z producentami rzeczonych urządzeń. Odniosły one sukces ciesząc się szacunkiem monarchów, arystokratów, uczonych, ponieważ poszerzały obszar wiedzy między innymi w zakresie prognozy przyszłych wydarzeń, co zarówno kiedyś jak i dziś było niezwykle cenione. Wraz z upływem lat ich rola zaczęła maleć, aż w końcu stały się zabawkami dla uprzywilejowanych, jednakże w historii astronomii zapisały się w intrygujący sposób. Ich delikatność sprawiła, iż niewiele volvell przetrwało do naszych czasów. Niektóre z nich można podziwiać w Whipple Museum w Cambridge, a obrazuje to poniższy materiał filmowy stanowiący uzupełnienie artykułu.