Zegar komputerowy
.jpg)
Zegar Computus to zegar wyposażony w mechanizm, który automatycznie oblicza i wyświetla lub pomaga określić datę Wielkanocy (oraz innych dat zależnych ruchomych świąt kościelnych ). Zegarek Computus wykonuje tę samą funkcję.
Tło
Ruch zegara komputerowego dostarcza i / lub oblicza informacje astronomiczne i kalendarzowe zgodnie z tradycją, że Niedziela Wielkanocna to pierwsza niedziela po pierwszej pełni księżyca ( pełnia paschalna lub kościelna ) w dniu równonocy wiosennej (21 marca) lub po niej oraz Niedziela Wielkanocna nie powinna przypadać w tym samym dniu, co według kalendarza żydowskiego 15 Nisan, pierwszy dzień tygodnia paschalnego . We wczesnym chrześcijaństwie data Wielkanocy była obliczana co roku i ogłaszana przez papieża. Późniejsza potrzeba samodzielnego obliczania daty Wielkanocy przez duchownych chrześcijańskich mieszkających na różnych terytoriach wymusiła próby ustalenia jasnych zasad obliczania daty Wielkanocy, aw końcu algorytmów tego obliczania.
Ustalenie daty Wielkanocy wymaga obliczenia cykli astronomicznych i kalendarzowych – rocznego ruchu Słońca wokół sfery niebieskiej, ewolucji faz Księżyca, cyklu dni tygodnia, specyfiki kalendarzy oraz niektórych uzgodnień, jak np. równonoc kościelną, wyznaczoną na 21 marca, niezależnie od faktycznych obserwacji astronomicznych Kościoła Aleksandryjskiego na początku IV wieku.
Konkretne dane astronomiczne, które mogą być błędne, błędnie interpretowane lub zależne od lokalizacji, zostały wyeliminowane z obliczania daty Wielkanocy przez wynalezienie specjalnych funkcji paschalnych – „liter” i „cyfr”. Należą do nich „ złota liczba ” (podająca daty wszystkich nowiów księżyca w roku w 19-letnim cyklu metonicznym), cykl słoneczny ( 28-letni cykl kalendarza juliańskiego i 400-letni cykl gregoriańskiego kalendarz ze względu na tydzień), epakt (wiek Księżyca w dniach w określonym dniu), litera dominalna (służąca do określania dnia tygodnia dla poszczególnych dat) oraz indykcja ( numer danego roku w ciągu piętnastu lat). Obliczenia po reformie gregoriańskiej z 1582 r. powinny również uwzględniać dodatkowe poprawki konieczne ze względu na specyfikę kalendarza gregoriańskiego , w szczególności równanie słoneczne (uwzględniające niektóre lata nieprzestępne) i równanie księżycowe (do korekty cyklu Metona )
Termin „computus” jako opis obliczania daty wielkanocnej został zaproponowany w 725 r. przez angielskiego mnicha benedyktyńskiego Bede w jego traktacie „De temporum ratione” („Rachunek czasu”). Obliczenia aleksandryjskie, oparte na zasadach ustanowionych przez Kościół Aleksandryjski, były powszechnie używane od początku VIII wieku do reformy kalendarza gregoriańskiego w 1582 r. Kościół rzymskokatolicki używał kalendarza gregoriańskiego, a co za tym idzie, gregoriańskiego komputera do obliczania dat Wielkanocy od 1583 r. Obliczenia gregoriańskie zostały później przyjęte przez większość kościołów protestanckich - między 1753 a 1845 r. - podczas gdy większość Kościołów wschodnich, w tym większość prawosławnych i niechalcedońskich, nadal obliczała datę Wielkanocy na podstawie kalendarza juliańskiego (Alexandrian Computus), chociaż oba miały i rzeczywiście nadal mają pewne komplikacje, szczegółowo opisane w dedykowanych badaniach.
Computus aleksandryjski podaje 532-letni okres dat Wielkanocy. Biorąc pod uwagę, że wszystkie możliwe daty, w których może wystąpić Wielkanoc, leżą w okresie 35 dni – od 22 marca do 25 kwietnia (daty w starym stylu) lub od 4 kwietnia do 8 maja (daty w nowym stylu) – aleksandryjski algorytm wielkanocny jest równoważny 18620 opcje (532 x 35), pokazujące złożoność implementacji Computus w kompaktowym mechanizmie zegarowym. Algorytm Wielkanocy Gregoriańskiej daje jeszcze więcej możliwości ze względu na fakt, że czas trwania tego okresu wynosi 5 700 000 lat (70 499 183 miesięcy księżycowych lub 2 081 882 250 dni). Niemiecki matematyk Karl Gauss przedstawił algorytm Computus w 1800 r., a sfinalizował go w 1807 i 1811 r. Algorytm Gaussa jest uważany za najczęściej używany i chociaż miał służyć do obliczania daty Wielkanocy dla kalendarza gregoriańskiego, jest ważny również dla obliczanie daty Wielkanocy dla kalendarza juliańskiego.
Wskazanie daty zbliżającej się Wielkanocy jest jedną z najrzadszych astronomicznych funkcji mechanicznych zegarów i zegarków ze względu na wysoki poziom złożoności. Ponadto istnieje znaczna rozbieżność w algorytmach obliczeniowych ze względu na różnice między kalendarzami juliańskim i gregoriańskim ( kontrowersje związane z Wielkanocą ). Oczywiste trudności we wdrażaniu algorytmów obliczeniowych w mechanizmach zegarowych wyjaśniają fakt, że w całej historii zegarów mechanicznych i zegarmistrzostwa powstało zaledwie kilka przykładów zegarów i zegarków komputerowych.
Typy zegarów Computus
- Tabelaryczne zegary obliczeniowe
Zegary z tabliczkowym obliczeniem zapewniają wskazania specjalnych funkcji paschalnych (kościelnych) bez automatycznego liczenia daty Wielkanocy, dlatego datę należy ustalać z tablicy paschalnej za pomocą wskazań – złotej liczby, cyklu słonecznego, epakt, list dominujący i indykacja – wszystkie lub niektóre z nich mogą być z dodatkiem innych wskazań. Uważa się, że pierwszą funkcję wielkanocną w zegarze mechanicznym stworzył włoski lekarz, astronom i inżynier mechanik Giovanni Dondi dell'Orologio z Padwy. Swój skomplikowany zegar astronomiczny „ Astrarium ” zbudował w latach 1348-1364. Zegar nie zachował się, ale projekt i konstrukcja zostały szczegółowo opisane przez Dondiego w jego rękopisach i dostarczyły wystarczającej ilości materiału dla współczesnych zegarmistrzów do budowy rekonstrukcji. Chociaż dokonano kilku rekonstrukcji, jeden przykład komputera Dondiego można znaleźć w Smithsonian Institution (Waszyngton, DC, USA). Computus Dondiego opierał się na urządzeniu z napędem na koła i trzema wskaźnikami łańcuchowymi z 7980-letniego okresu juliańskiego. Pierwszy łańcuszek z 28 ogniwami służył do oznaczenia litery dominującej i 28-letniego cyklu słonecznego, drugi łańcuszek z 19 ogniwami służył do wskazania złotej liczby, a trzeci łańcuszek służył do 15-letniego cyklu wskazań. Computus ustawiono pod pierścieniem datownika, który został zaprojektowany na 365-dniowy rok (w roku przestępnym Giovanni de Dondi zamierzał zatrzymać zegar na jeden dzień).
Obliczenie tabelaryczne ze wskazaniami litery dominującej, epaktu, 28-letniego cyklu słonecznego, złotej liczby i wskazania zostało wykonane przez francuskiego zegarmistrza Auguste-Lucien Vérité [ fr ] astronomicznym zegarze wahadłowym katedry w Besançon (Francja ). Epaktowa tarcza zegara, budowana w latach 1858-1860, posiada dodatkowe oznaczenie dat Wielkanocy za okres 19 lat na kartuszach, które co 19 lat powinien wymieniać lub przemalowywać dozorca zegara.
Funkcje kościelne 28-letniego cyklu słonecznego, epakt juliański, epakt gregoriański, juliańska litera dominująca, gregoriańska litera dominująca, złota cyfra i indykcja zostały zrealizowane przez szwajcarskiego zegarmistrza Alberta Billetera w jego superskomplikowanym monumentalnym uniwersalnym „Iwanowie” Zegar, który wykonał w 1873 roku w Paryżu i który jest przechowywany w Iwanowskim Muzeum Przemysłu i Sztuki (znanym również jako Muzeum DGBurylin, Iwanowo, Rosja).
Francuski zegarmistrz Paul Pouvillon umieścił moduł obliczeniowy w swoim skomplikowanym zegarze astronomicznym z orrery, produkowanym od 1918 do co najmniej 1939 (i prawdopodobnie do lat 60.). Moduł posiada pojedynczy wskaźnik daty Wielkanocy Gregoriańskiej w okienku, pod którym znajduje się krążek z wybitymi datami Wielkanocy za 19 lat od 1946 do 1964. Wskaźnik święta ruchomego osadzony jest na tellurowej tarczy, a jego regulacja poprawne daty należy wprowadzić ręcznie. Moduł Computus ma 6 funkcji kościelnych – 28-letni cykl słoneczny, epakt gregoriański, gregoriańską literę dominującą, złotą liczbę, indykcję i wskazanie dnia tygodnia 1 stycznia następnego roku, więc obliczenia daty wielkanocnej mogą być podane przy pomocy funkcji kościelnych nawet na lata po 1964 r., kiedy traci ważność oryginalna tarcza daty wielkanocnej, co zauważono podczas prac konserwatorskich w latach 2011–2012.
Wskazania 28-letniego cyklu słonecznego, złota liczba i wskazanie zostały wykorzystane przez norweskiego zegarmistrza i wynalazcę Rasmusa Jonassena Sørnesa w jego skomplikowanym astronomicznym zegarze wahadłowym nr 4 (Sørnes nr 4), zbudowanym w latach 1958-1966.
- Zegary Computus z automatycznymi mechanicznymi urządzeniami liczącymi
Najbardziej skomplikowany typ zegara komputerowego to raczej rodzaj mechanicznego komputera dokonującego automatycznych obliczeń wielkanocnych na podstawie wskazań kościelnych na początku danego roku.
Pierwszy zegar obliczeniowy z w pełni automatycznym działaniem został wykonany przez francuskiego zegarmistrza i wynalazcę Jean-Baptiste Schwilgué , autora trzeciego zegara astronomicznego katedry w Strasburgu ( zegar astronomiczny w Strasburgu ), w latach 1838-1843. W 1816 roku wynalazł i zbudował pierwszy prototyp swojego mechanicznego komputera „Comput ecclésiastique”, aw 1821 roku wykonał ostateczne obliczenia i projekt swojego urządzenia, działającego jako komputer gregoriański. Schwilgué umieścił swój komputer w zegarze astronomicznym katedry w Strasburgu, gdzie działa do dziś. Zawiera 5 funkcji kościelnych – 28-letni cykl słoneczny, epakt gregoriański, gregoriańską literę dominującą, złotą liczbę i indykcję, z dodatkiem 4-cyfrowego wskaźnika roku gregoriańskiego. Na początku każdego roku komputer zmienia wskazania dat Wielkanocy i świąt ruchomych na pierścieniu kalendarza rocznego tarczy głównej w środkowej dolnej części zegara.
Duński zegarmistrz Jens Olsen podczas wizyty w Strasburgu w 1897 roku zainspirował się zegarem astronomicznym Jean-Baptiste Schwilgué z katedry w Strasburgu iw 1924 roku ukończył oddzielny moduł obliczeniowy („Comput ecclésiastique”), który ma pewne podobieństwa do „Comput ecclésiastique” Schwilgué . Później, w 1928 roku, Jens Olsen wykonał obliczenia superskomplikowanego astronomicznego zegara obliczeniowego. Zegar, znany jako „ zegar światowy ” (po duńsku „Verdensuret”), został ukończony w 1955 roku, 10 lat po jego śmierci, przez jego kolegę Otto Mortensena, który przejął projekt. Zegar jest wystawiony w Rådhus (ratusz) w Kopenhadze. Computus zegara światowego Jensa Olsena ma 5 funkcji kościelnych – gregoriańską literę dominującą, epakt gregoriański, 28-letni cykl słoneczny, indykcję i złotą liczbę, przy czym zegar jest również wyposażony w wieczny kalendarz gregoriański wskazujący datę, dzień tygodnia, miesiąc i rok czterocyfrowy. Pod tarczami kościelnymi znajduje się niezrównany kalendarz tabelaryczny, pokazujący daty i dni tygodnia wszystkich 12 miesięcy w roku, fazy Księżyca dla każdej daty oraz daty Wielkanocy i innych świąt ruchomych. Computus i wieczny kalendarz gregoriański automatycznie przełączają się o północy w Nowy Rok, aby obliczyć kalendarz na następny rok.
Francuski zegarmistrz Daniel Marius Vachey również czerpał inspirację z prac Jean-Baptiste Schwilgué i jego zegara astronomicznego katedry w Strasburgu. Vachey spędził trzydzieści lat – od 1938 do 1968 – budując swój superskomplikowany zegar astronomiczny. Komputus zegara ma 5 funkcji kościelnych – gregoriańską literę dominującą, epakt gregoriański, 28-letni cykl słoneczny, indykcję i złotą liczbę. Zegar wyposażony jest również w tarczę dla 6 ruchomych świąt oraz wieczny kalendarz ze wskaźnikami daty, dnia tygodnia, miesiąca i dwusekstylowego roku.
- Zegar Computus ze wskazaniem optyczno-mechanicznym
Data wielkanocna w zegarze komputerowym ze wskazaniem optyczno-mechanicznym jest wskazywana przez nakładanie się pasujących otworów perforowanych dysków. Ten typ wyświetlacza był również używany do wskazywania daty prawosławnej Wielkanocy. Optomechaniczny wyświetlacz daty wielkanocnej został wbudowany w ten zegar „Wielkanoc Chrystusa Computus” z 2005 roku, pierwszy tego typu zegar komputerowy wynaleziony i wykonany przez rosyjskiego zegarmistrza i zegarmistrza Konstantina Chaykina.
- Ortodoksyjne zegary komputerowe
Mechaniczny komputer prawosławny został opracowany przez Konstantina Chaykina przy użyciu nowatorskiego algorytmu obliczeniowego, który różni się od algorytmu Carla Friedricha Gaussa. Mechanizm Computus mechanicznie oblicza prawosławną datę Wielkanocy o północy w Nowy Rok i ustawia kalendarz na następny rok za pomocą trzech kół krzywkowych, sprężyn, dźwigni, zębatek i trzech mechanizmów różnicowych. W sumie mechanizm obliczeniowy składa się z ponad 300 części. Ortodoksyjny komputer został użyty w serii astronomicznych zegarów biurkowych Chaykina - „Zegar Computus Resurrection” (2007), „Northern Computus Clock” (2015) i superskomplikowany „Moscow Computus Clock” (2016).
- Zegar / zegarek Computus z mechanizmem koła krzywkowego programu
Ten typ mechanizmu komputerowego nie zapewnia mechanicznego obliczenia daty Wielkanocy, ale pokazuje ją za pomocą koła krzywkowego programu, ponieważ skomplikowana konstrukcja komputera liczącego utrudnia integrację z kompaktowym mechanizmem zegarka kieszonkowego i, w szczególności zegarek na rękę. Jedynym znanym przykładem zegarka kieszonkowego ze wskazaniem daty Wielkanocy według kalendarza gregoriańskiego jest superskomplikowany zegarek kieszonkowy „ Calibre 89 ” szwajcarskiej firmy Patek Philippe . W 1989 roku wykonano cztery egzemplarze „Calibre 89” i jeden działający prototyp (prototyp jest przechowywany w Muzeum Patek Philippe w Genewie, Szwajcaria). Wyświetlacz daty wielkanocnej wykorzystuje koło programowe ważne przez 28 lat. Zakłada się, że będzie on wymieniany po upływie każdego terminu jego prawidłowego działania.
Mechanizm koła krzywkowego o rozszerzonym programie zastosowano do wyświetlania daty Wielkanocy w monumentalnym zegarze astronomicznym katedry w Beauvais (Francja), zbudowanym przez francuskiego zegarmistrza Auguste-Lucien Vérité w latach 1865-1868. Koło krzywkowe obliczane jest na okres 300 lat, a komputer ma również tarcze do wskazań litery dominującej, epaktu, 28-letniego cyklu słonecznego, złotej liczby i indykcji.
Oddzielny moduł obliczeniowy
Oddzielny moduł obliczeniowy jest produkowany w celu zademonstrowania zasady działania urządzenia obliczeniowego zegara, aby spróbować sprawdzić skomplikowany mechanizm. Oddzielne moduły są dość niezwykłe, ponieważ wyprodukowano tylko kilka egzemplarzy. Pierwszy na świecie moduł obliczeniowy, realizujący algorytm gregoriański, został wynaleziony, zaprojektowany i wykonany przez francuskiego zegarmistrza Jean-Baptiste Schwilgué („Comput ecclésiastique”, 1821, który został skradziony z katedry w Strasburgu w 1944 r., a obecne miejsce jest nieznane). Następnie oddzielne moduły obliczeniowe wykonał duński zegarmistrz Jens Olsen (zwany także „Comput ecclésiastique”; 1924) oraz francuski zegarmistrz Frédéric Klinghammer, który odtworzył „Comput ecclésiastique” Schwilgué w zmniejszonej skali („Comput de Klinghammer ” ; 1977). Rosyjski zegarmistrz Konstantin Chaykin wykonał w 2007 roku prawosławny moduł obliczeniowy („Comput Orthodoxe”), aby zademonstrować działanie mechanicznego prawosławnego komputera, który wynalazł.