Время - вещь необычайно длинная
(В. Маяковский)
Вдогонку поэту заметим, что он прав. Физики утверждают: время было всегда и будет всегда пока существует Вселенная. И хотя по их расчётам когда-то времени не было, по тем же расчётам получается, что и Вселенной тогда не было.
И ещё один фундаментальный факт, строго математически доказанный: однородность времени связана с законом сохранения энергии. Вечный двигатель невозможен, потому что в любой момент времени все законы природы неизменны и работают одинаково. Это, пожалуй, самое фундаментальное качественное свойство времени, о котором нам могут поведать физики. Другое, не менее фундаментальное свойство сформулировал две с половиной тысячи лет назад мудрец Экклезиаст:
Что было, то и будет; и что делалось, то и будет делаться, и нет ничего нового под солнцем (Еккл 1, 9)
Это понятие о всеобщей повторяемости – вершина поэзии. И, вместе с тем, указание на то, как превратить время в понятие количественное. Как его измерить? Очень просто – сопоставить с каким-нибудь периодическим процессом.
Тут снова к разговору присоединится физик и сообщит, что самыми точными среди таких процессов являются электромагнитные колебания, происходящие при квантовых переходах электронов между энергетическими уровнями атомов. Атомы же вечны, как сама Вселенная. Посему атомные часы не только самые точные, но и практически вечные.
Впрочем, возразят ему лирики, самые первые часы, по которым человечество начало измерять время, тоже вечные. Более того, этих часов в распоряжении людей целых три вида. Целых три периодических процесса позволяли человечеству размечать временную шкалу.
Первый из них – это суточное движение солнца по небу, связанное с вращением Земли вокруг своей оси. Здесь снова уместно вспомнить замечательную формулировку Экклезиаста
Восходит солнце, и заходит солнце, и спешит к месту своему, где оно восходит (Еккл 1, 5)
День да ночь – сутки прочь. И на всё про всё 24 часа. За это время наша планета совершает один оборот вокруг своей оси, и на следующий день солнце повторяет свой путь по небесному своду.
Второй природный периодический процесс, с помощью которого можно исчислять время – движение естественного спутника Земли, Луны. Луна вращается вокруг Земли и один оборот совершается в течение приблизительно 29 дней. Этот промежуток называют лунным месяцем.
И, наконец, третий природный периодический процесс – движение Земли вокруг Солнца. Этот наиболее долгий, годовой, цикл. Длится он приблизительно 365 дней.
К этим трём периодическим процессам, существование которых обусловлено существованием Солнечной системы, добавим ещё один, недельный цикл, существование которого обусловлено несовершенством (а, может быть, наоборот, совершенством) человеческого организма. Каждый седьмой день человеку требуется отдых, отключение от рутинного рабочего цикла. Так что не правы были классики, братья Стругацкие, провозгласив, что у правильных людей, настоящих учёных и истинных волшебников жизнь идёт под лозунгом «Понедельник начинается в субботу», то есть, без выходных. На самом деле, если работать без перерыва, производительность труда, как физического, так и умственного, постепенно снижается и на седьмой день становится минимальной. По-видимому, так устроен организм человека: и мышцы, и мозги устают глобально и требуют глобального же отдыха. Выходные дни, освобождённые от работы, были установлены очень давно и соблюдались очень строго. Счёт времени был нужен хотя бы для этого.
Вспомним Робинзона Крузо, оказавшегося на необитаемом острове.
«Вскоре после того, как я поселился на острове, мне вдруг пришло в голову, что я потеряю счет времени и даже перестану отличать воскресенья от будней, если не заведу календаря.
Календарь я устроил так: обтесал топором большое бревно и вбил его в песок на берегу, на том самом месте, куда меня выбросило бурей… С тех пор я каждый день делал на своем столбе зарубку в виде короткой черточки. Через шесть черточек я делал одну длиннее — это означало воскресенье; зарубки же, обозначающие первое число каждого месяца, я делал еще длиннее. Таким образом я вел мой календарь, отмечая дни, недели, месяцы и годы»
Календарь Робинзона поражает своей простотой и практичностью. За основную единицу измерения времени он принял сутки. Поскольку необитаемый остров находился в экваториальной зоне, длина дня для Робинзона была постоянной, а солнце всегда восходило и заходило в одно и то же время и даже в одном и том же месте. Хорошо жить на экваторе!
При уходе из зоны комфорта приходится задуматься о другой методике исчисления времени. В одном из мест зарождения современной цивилизации, в Месопотамии, утвердился лунный календарь. Этот календарь достаточно прост. По нему хорошо считать, когда созреет урожай или появится новый приплод скота. Текущее число легко определить, взглянув на небо и увидев фазу луны. Очень просто!
Но природа не терпит простоты. Месяцы лунного календаря никак не связаны с сезонами и свободно «путешествуют». Новый год по лунному календарю может наступить и зимой, и летом. Конечно, это не имеет никакого значения, если живёшь в тех местах, где разница между сезонами не существенна. Но если зима хотя бы немного попрохладней, чем лето, стоит задуматься: не проще ли раз и навсегда знать в каком месяце ждать жары, а в каком – утепляться? Или, когда пройдут дожди и зазеленеют холмы новым кормом для скота?
Вот в другой колыбели цивилизации, в Древнем Египте, главным источником процветания государства был Нил, разливы которого в середине месяца августа были как раз явлением сезонным, и явлением главным. Египетский календарь был построен так, что разлив Нила всегда был привязан к определённой дате. Сам год состоял из 365 дней: 12 месяцев по 30 дней. 5 оставшихся дней в конце года посвящались различным египетским богам. При таком календаре определённые сезонные явления жёстко привязывались к числам и месяцам солнечного года. Совпадения начала и конца солнечных месяцев с фазами Луны не было никакого, но в этом и нужды не было. За фазами луны наблюдали жрецы, которые пользовались для этого занятия лунным календарём. Кстати жрецы же оповещали о появлении в небе Египта яркой звезды, Сириуса. Эта звезда восходила над горизонтом за две недели до начала разлива Нила. Было время подготовиться!
На основе египетского солнечного календаря появились две календарные системы, которые используются и поныне.
Первая из таких систем, солнечно-лунный календарь была придуман для того, чтобы привязать лунный календарь к смене сезонов. В основе этого календаря лежит тождество, найденное древнегреческим учёным Метоном Афинским, жившим аж в 5-м веке до нашей эры: 19 лет по солнечному календарю с высокой точностью равны 235 месяцам по календарю лунному. В 19 годах по лунному календарю содержится 19·12 = 228 лунных месяцев. Таким образом, для того, чтобы лунный календарь не «дрейфовал» по всему солнечному календарю, к нему надо по определённым правилам добавлять 13-й месяц в году. Год с 13-ю месяцами называется високосным. Номера високосных годов в 19-летнем цикле — 3, 6, 8, 11, 14, 17, 19. По этому правилу построен и функционирует еврейский календарь. В еврейском календаре каждая дата приходится на одну и ту же фазу Луны. Новый год всегда начинается в новолуние, а весенний праздник Песах всегда приходится на первое полнолуние после дня весеннего равноденствия, 15 число месяца Нисана. Так что зря классик называет Нисан «весенним месяцем», описывая события, происходившие давным-давно в городе Йершалаиме. Это тавтология, вроде как «масло масляное». Никаким другим месяцем, кроме как весенним, Нисан и быть не может.
Вторую из календарных систем, созданных на основе египетского солнечного календаря, мы с небольшим исправлением, используем до сих пор. Эту систему под названием «юлианский календарь» в 46 году до н. э. придумал александрийский астроном Созиген, которого Юлий Цезарь пригласил в Рим для исправления очень несовершенного календаря римлян.
Созиген предложил использовать египетский солнечный календарь. В этом календаре было 365 дней, и 12 месяцев, длина каждого из которых составляла поочерёдно 30 или 31 день. Поскольку реальный год продолжается не ровно 365 дней, а 365 дней с четвертью, за 4 года появлялся «лишний день», который раз в четыре года добавляли к последнему месяцу года. Тогда таковым был февраль, последний месяц перед весенним равноденствием. Календарь Созигена, освящённый именем Юлия Цезаря, ввели в действие 1 января 45 года до н. э.
Этим календарём пользовалась Римская империя, а затем весь христианский мир. За полторы тысячи лет использования проявились недостатки юлианского календаря. Главным было недостаточное совпадение длительности солнечного года в этом календаре с реальной продолжительностью астрономического года. В результате дата главного христианского праздника Пасхи, исчисляемая по старому календарю, медленно, но неуклонно смещалась к началу года, к зиме. Между тем, празднование Пасхи должно было происходить весной. По заданию римского папы Григория XIII два астронома, Алоизий Лилиус, а затем Христофор Клавиус исправили этот недостаток. 4 октября 1582 года новый календарь, который назвали григорианским, был введен взамен прежнего юлианского.
В этой статье слово «календарь» употребляется в высоком, научном, астрономическом, смысле этого слова. Но у этого слова есть ещё одно значение – очень полезное печатное издание, напоминающее о соответствии календарных дат с днями недели. О календарях в этом смысле будет рассказано в другой статье.
