Ιστορία των πρώτων ρολογιών

Μέχρι πρόσφατα - τουλάχιστον από την άποψη της ανθρώπινης ιστορίας - οι άνθρωποι ένιωθαν την ανάγκη να γνωρίζουν την ώρα της ημέρας. Μεγάλοι πολιτισμοί στη Μέση Ανατολή και τη Βόρειο Αφρική ξεκίνησαν για πρώτη φορά ρολόι πριν από 5.000 έως 6.000 χρόνια. Με τις γραφειοκρατίες τους και τις επίσημες θρησκείες, οι πολιτισμοί αυτοί βρήκαν την ανάγκη να οργανώσουν τον χρόνο τους πιο αποτελεσματικά.

Ολα ρολόγια πρέπει να έχουν δύο βασικά στοιχεία: Πρέπει να έχουν μια κανονική, σταθερή ή επαναλαμβανόμενη διαδικασία ή ενέργεια, με την οποία να επισημαίνονται ίσες χρονικές περιόδους. Τα πρώτα παραδείγματα τέτοιων διαδικασιών περιλαμβάνουν την κίνηση του ήλιου στον ουρανό, τα κεριά που σημειώνονται σε βήματα, λαμπτήρες πετρελαίου με σήμανση τις δεξαμενές, τα γυαλιά ηλίου ή τις "κλεψύδρες" και, στην Ανατολή, μικρούς πέτρινους ή μεταλλικούς λαβύρινθους γεμάτους με θυμίαμα που θα κάηκε σε μια ορισμένη βήμα.

Τα ρολόγια πρέπει επίσης να διαθέτουν ένα μέσο παρακολούθησης των αυξήσεων του χρόνου και να μπορούν να εμφανίζουν το αποτέλεσμα.

Η ιστορία του χρονομέτρηση είναι η ιστορία της αναζήτησης για όλο και πιο συνεπείς ενέργειες ή διαδικασίες για τη ρύθμιση του ρυθμού ενός ρολογιού.

ο Αιγύπτιοι ήταν μεταξύ των πρώτων που διαίρεσαν επίσημα τις ημέρες τους σε μέρη που μοιάζουν με ώρες. Οι οβελίσκοι - λεπτές, κεκλιμένες, τετράπλευρα μνημεία - χτίστηκαν ήδη από το 3500 π.Χ. Οι κινούμενες σκιές τους σχημάτιζαν ένα είδος ηλιακού ρολογιού, που επιτρέπει στους πολίτες να χωρίζουν την ημέρα σε δύο μέρη, υποδεικνύοντας το μεσημέρι. Έδειξαν επίσης τις μεγαλύτερες και τις μικρότερες ημέρες του έτους, όταν η σκιά το μεσημέρι ήταν το συντομότερο ή το μακρύτερο του έτους. Αργότερα, προστέθηκαν δείκτες γύρω από τη βάση του μνημείου για να υποδείξουν περαιτέρω υποδιαιρέσεις χρόνου.

Ένα άλλο αιγυπτιακό ρολόι σκιάς ή ηλιακό ρολόι τέθηκε σε χρήση γύρω στο 1500 π.Χ. για να μετρήσει το πέρασμα του "ώρες." Αυτή η συσκευή χώρισε μία ηλιόλουστη μέρα σε 10 μέρη, συν δύο "ώρες λυκόφωτος" το πρωί και απόγευμα. Όταν το μακρύ στέλεχος με πέντε μεταβλητά σημάδια ήταν προσανατολισμένο ανατολικά και δυτικά το πρωί, ένα υπερυψωμένο σταυρό στο ανατολικό άκρο έριξε μια κινούμενη σκιά πάνω από τα σημάδια. Το μεσημέρι, η συσκευή γυρίστηκε προς την αντίθετη κατεύθυνση για να μετρήσει τις απογευματινές ώρες.

Το Merkhet, το παλαιότερο γνωστό αστρονομικό εργαλείο, ήταν μια αιγυπτιακή ανάπτυξη περίπου 600 π.Χ. Δύο αδέξια χρησιμοποιήθηκαν για να δημιουργήσουν μια γραμμή βορρά-νότου με την επένδυση τους με τον Πύργο Αστέρα. Θα μπορούσαν τότε να χρησιμοποιηθούν για να σηματοδοτήσουν τις νυχτερινές ώρες καθορίζοντας πότε κάποια άλλα αστέρια διασχίζουν τον μεσημβρινό.

Στην προσπάθεια για περισσότερη ακρίβεια κατά τη διάρκεια του έτους, τα ηλιακά μηνύματα εξελίχθηκαν από επίπεδες οριζόντιες ή κατακόρυφες πλάκες σε πιο περίπλοκες μορφές. Μια εκδοχή ήταν η ημισφαιρική πλάκα, μια κοίλη σχήματος κοπής που κόπηκε σε ένα πέτρινο τεμάχιο που φέρει ένα κεντρικό κατακόρυφο γνομνόνα ή δείκτη και γράφτηκε με σύνολα γραμμών ωρών. Το ημικύκλιο, που λέγεται ότι έχει εφευρεθεί γύρω στο 300 π.Χ., αφαιρεί το άχρηστο μισό ημισφαίριο για να δώσει μια εμφάνιση μισού μπολ κομμένου στην άκρη ενός τετράγωνου μπλοκ. Μέχρι 30 π.Χ., Ρωμαίος αρχιτέκτονας Μάρκος Βιτρουβίος θα μπορούσε να περιγράψει 13 διαφορετικές μορφές ηλιακής λήψης σε χρήση στην Ελλάδα, τη Μικρά Ασία και την Ιταλία.

Τα ρολόγια νερού ήταν από τα πρώτα χρονικά που δεν εξαρτώνται από την παρατήρηση των ουράνιων σωμάτων. Ένα από τα παλαιότερα βρέθηκε στον τάφο του Amenhotep I που είχε θαμμένο περίπου το 1500 π.Χ. Αργότερα ονομάστηκαν κλεψύδρες ή "κλέφτες νερού" από τους Έλληνες που άρχισαν να τις χρησιμοποιούν γύρω στο 325 π.Χ., ήταν πέτρινοι τα αγγεία με κεκλιμένες πλευρές που επιτρέπουν στο νερό να στάζει με σχεδόν σταθερό ρυθμό από μια μικρή τρύπα κοντά στο κάτω μέρος.

Άλλες κλεψύδρες ήταν κυλινδρικές ή δοχεία σε σχήμα λεκάνης σχεδιασμένα για να γεμίζουν αργά με νερό που έρχεται με σταθερό ρυθμό. Οι επιγραφές στις εσωτερικές επιφάνειες μέτρησαν το πέρασμα των ωρών καθώς η στάθμη του νερού τους έφτασε. Αυτά τα ρολόγια χρησιμοποιήθηκαν για να καθορίσουν ώρες τη νύχτα, αλλά μπορεί να έχουν χρησιμοποιηθεί και στο φως της ημέρας. Μια άλλη εκδοχή αποτελείται από ένα μεταλλικό μπολ με μια τρύπα στο κάτω μέρος. Το μπολ θα γεμίσει και θα βυθιστεί σε ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα όταν τοποθετηθεί σε ένα δοχείο νερού. Αυτά εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται στη Βόρεια Αφρική τον 21ο αιώνα.

Λεπτομερέστερα και εντυπωσιακά μηχανικά ρολόγια νερού αναπτύχθηκαν μεταξύ 100 π.Χ. και 500 μ.Χ. από Έλληνες και Ρωμαίους ορολόγους και αστρονόμους. Η προστιθέμενη πολυπλοκότητα είχε ως στόχο να καταστήσει τη ροή πιο σταθερή ρυθμίζοντας την πίεση του νερού και παρέχοντας φανταστικές επιδείξεις του χρόνου. Μερικά ρολόγια νερού χτύπησαν καμπάνες και γκονγκ. Άλλοι άνοιξαν πόρτες και παράθυρα για να δείξουν λίγες μορφές ανθρώπων ή να μετακινήσουν δείκτες, κλήσεις και αστρολογικά μοντέλα του σύμπαντος.

Ο ρυθμός ροής του νερού είναι πολύ δύσκολο να ελεγχθεί με ακρίβεια, οπότε ένα ρολόι που βασίζεται σε αυτή τη ροή δεν θα μπορούσε ποτέ να επιτύχει εξαιρετική ακρίβεια. Οι άνθρωποι φυσικά οδήγησαν σε άλλες προσεγγίσεις.

Ένας Έλληνας αστρονόμος, ο Ανδρόνικος, επιβλέπει την κατασκευή του Πύργου των Αέρηδων στην Αθήνα τον 1ο αιώνα π.Χ. Αυτή η οκταγωνική δομή έδειξε τόσο ηλιακά μηνύματα όσο και μηχανικούς δείκτες ώρας. Παρουσιάστηκε μια 24ωρη μηχανική κλεψύδρα και δείκτες για τους οκτώ ανέμους από τους οποίους πήρε το όνομά της ο πύργος. Έδειξε τις εποχές του έτους και τις αστρολογικές ημερομηνίες και περιόδους. Οι Ρωμαίοι ανέπτυξαν επίσης μηχανικές κλεψύδρες, αλλά η πολυπλοκότητά τους κατέληξε σε μικρή βελτίωση σε σχέση με τις απλούστερες μεθόδους για τον προσδιορισμό του χρόνου.

Στην Άπω Ανατολή, η μηχανοποιημένη αστρονομική / αστρολογική ρολόι που αναπτύχθηκε από 200 έως 1300 CE. Οι κινέζικες κλεψύδρες του τρίτου αιώνα οδήγησαν διάφορους μηχανισμούς που απεικόνισαν αστρονομικά φαινόμενα.

Ένας από τους πιο περίτεχτους πύργους ρολογιού χτίστηκε από τον Su Sung και τους συνεργάτες του το 1088 CE. Ο μηχανισμός του Su Sung ενσωμάτωσε μια διαφυγή με νερό που εφευρέθηκε γύρω στο 725 CE. Ο πύργος ρολογιού Su Sung, ύψους 30 ποδιών, διέθετε χάλκινο κινητήρα στρατιωτική σφαίρα για παρατηρήσεις, μια αυτόματα περιστρεφόμενη ουράνια σφαίρα και πέντε εμπρόσθιους πίνακες με πόρτες που επέτρεψαν την προβολή των μεταβαλλόμενων ανδρεικέλων που χτύπησαν καμπάνες ή γκονγκ. Υποβλήθηκε σε δισκία που υποδεικνύουν την ώρα ή άλλες ειδικές ώρες της ημέρας.