على مر التاريخ، تطورت أساليب وأهمية ضبط الوقت بشكل كبير، مما يعكس الاحتياجات المتغيرة والتقدم التكنولوجي للمجتمعات البشرية. في الثقافات الزراعية المبكرة، كان تقسيم الوقت بسيطًا مثل النهار والليل، وهو ما يمليه وجود ضوء الشمس. كان هذا النهج البدائي كافيًا حتى اختراع الساعة الشمسية حوالي عام 1500 قبل الميلاد، والذي سمح للحضارات القديمة مثل الإغريق والرومان بـ "تقسيم" اليوم إلى فترات أكثر قابلية للتحكم تسمى ساعات. ومع ذلك، أدى اعتماد الساعة الشمسية على ضوء الشمس إلى محدودياتها، مما دفع إلى تطوير أجهزة أكثر تطورًا مثل الساعة المائية حوالي عام 1000 قبل الميلاد. وبينما قدمت الساعات المائية دقة محسنة، إلا أنها كانت بها عيوبها أيضًا، بما في ذلك مشاكل ضغط الماء والانسداد. قدم إدخال الساعة الرملية في القرن الثامن الميلادي بديلاً أكثر موثوقية، على الرغم من أنها لم تكن مثالية لحفظ الوقت على المدى الطويل. لم يكن الأمر كذلك حتى القرن الرابع عشر الميلادي عندما اخترع الرهبان الأوروبيون، مدفوعين بالحاجة إلى جداول دقيقة للصلاة، أول ساعات ميكانيكية. كانت هذه الساعات المبكرة، التي تعمل بالأوزان ويتم تنظيمها بواسطة ميزان الساعة، رائدة ولكنها لا تزال تفتقر إلى الدقة وقابلية النقل اللازمة للاستخدام على نطاق واسع. كان اكتشاف مبدأ البندول بواسطة غاليليو غاليلي في عام 1583 بمثابة "قفزة كبيرة" في الدقة، مما مكّن الساعات من قياس الوقت خلال ثوانٍ في اليوم. ومع ذلك، ظل التحدي المتمثل في "قابلية النقل" دون حل حتى ظهور آلية الزنبرك، مما أدى في النهاية إلى إنشاء ساعات الجيب. كان هذا الابتكار بمثابة بداية ضبط الوقت المحمول حقًا، مما أحدث ثورة في "كيفية تفاعل الناس" مع الوقت وفهمهم له.
على مدار معظم تاريخ البشرية، لم يكن ضبط الوقت الدقيق يمثل مشكلة كبيرة. وبصرف النظر عن حقيقة أنه لم تكن هناك أي طريقة للحفاظ على الوقت الدقيق منذ آلاف السنين، فببساطة لم تكن هناك حاجة للقيام بذلك. كانت الثقافات المبكرة التي اعتمدت على الزراعة تعمل طالما أن الشمس تشرق وتتوقف عندما يحل الظلام. فقط عندما بدأت البشرية في الابتعاد عن المجتمع الزراعي البحت، بدأ الناس في البحث عن طريقة لتحديد مرور الوقت بشكل أكثر دقة من مجرد تقسيم كل يوم إلى "نهار" و"ليل".
أول جهاز معروف لتقسيم اليوم إلى أجزاء أصغر من الوقت كان الساعة الشمسية، والتي تم اختراعها على الأقل بحلول عام 1500 قبل الميلاد. بعد أن لاحظ أن الظل الذي يلقيه جسم ما يتغير في الطول والاتجاه مع تقدم اليوم، اكتشف شخص ذكي اسمه سوف يضيع التاريخ إلى الأبد عندما أدركت أنه يمكنك وضع عصا في وضع مستقيم على الأرض، ومن خلال تحديد مكان سقوط الظل، يمكنك تقسيم ضوء النهار إلى فترات منفصلة. أصبحت هذه الفترات تسمى في نهاية المطاف "ساعات"، حيث تمثل كل ساعة 1/12 من الوقت الذي تشرق فيه الشمس كل يوم. كانت الساعة الشمسية فكرة رائعة سمحت بالتقدم المنظم للحضارتين اليونانية والرومانية القديمة. أحد الأشياء الرائعة في الساعة الشمسية هو أنها كانت سهلة الحمل للغاية. ومع ذلك، كان بها بعض العيوب الأساسية للغاية. أولاً وقبل كل شيء، لم ينجح هذا إلا عندما كانت الشمس مشرقة بالفعل. لم تكن هذه مشكلة في الليل، حيث لم يكن أحد يعمل في الظلام على أية حال. لكنها كانت مشكلة كبيرة في الأيام الملبدة بالغيوم. ومع ذلك، حتى عندما كانت الشمس مشرقة، فإن طول اليوم يختلف على مدار العام، مما يعني أن طول "الساعة" يختلف أيضًا بما يصل إلى 30 دقيقة من الانقلاب الصيفي إلى الانقلاب الشتوي.
ونظرًا للقيود المفروضة على الساعة الشمسية، بحث الناس عن طرق أخرى لقياس مرور الوقت دون الاعتماد على الشمس. إحدى المحاولات المبكرة التي أصبحت شائعة جدًا كانت الساعة المائية [وتسمى أيضًا الساعة المائية]، والتي تم اختراعها في وقت ما حوالي عام 1000 قبل الميلاد. استندت الساعة المائية على فكرة أن الماء يتسرب من ثقب صغير بمعدل ثابت على ما يبدو، ومن من الممكن تحديد مرور الوقت من خلال ملاحظة كمية المياه المتسربة من خلال ثقب في الجزء السفلي من وعاء مميز بشكل خاص. كانت الساعات المائية أكثر دقة من الساعات الشمسية، حيث أن معدل التدفق لم يتأثر بالوقت من اليوم أو السنة، ولا يهم ما إذا كانت الشمس مشرقة أم لا. ومع ذلك، لم يكونوا خاليين من عيوبهم الخطيرة.
على الرغم من أن الماء قد يبدو وكأنه يقطر بمعدل ثابت وثابت، إلا أنه في الواقع كلما زادت كمية الماء في الوعاء، كلما كان تسربه أسرع بسبب الضغط الذي يمارسه وزن الماء. وقد قام المصريون القدماء بحل هذه المشكلة باستخدام أوعية مائلة الجوانب لموازنة ضغط الماء مع انخفاض كمية الماء. ومع ذلك، تضمنت المشكلات الأخرى حقيقة أن الفتحة التي يقطر الماء من خلالها تميل إلى أن تصبح أكبر بمرور الوقت، مما يسمح بمرور المزيد من الماء بشكل أسرع، وحقيقة أن فتحة الهروب كانت أيضًا عرضة للانسداد. ولا سمح الله أن يصبح الجو باردًا بدرجة كافية حتى يتجمد الماء بالفعل! الساعات المائية، بحكم طبيعتها، لم تكن قابلة للحمل بشكل خاص.
حسنًا، لم يستغرق الأمر وقتًا طويلاً حتى يدرك الناس أن الماء ليس هو الشيء الوحيد الذي يتدفق بوتيرة ثابتة، وبعد ذلك جاءت الساعة الرملية، التي تم اختراعها في وقت ما في القرن الثامن الميلادي تقريبًا، والسبب الرئيسي وراء عدم اختراعها في وقت سابق ربما كان ذلك ببساطة لأنه لم يكن أحد قادرًا على نفخ الزجاج جيدًا بما يكفي قبل ذلك الوقت. تستخدم الساعة الرملية الرمال المتدفقة من وعاء زجاجي إلى وعاء زجاجي آخر من خلال فتحة صغيرة تربط بين الاثنين، ولا يتأثر مرور الرمال بشكل خاص بالأشياء التي تسببت في مشاكل في الساعة المائية والمزولة الشمسية التي قبلها. ومع ذلك، كانت الساعات الرملية الكبيرة غير عملية، وكان الاحتفاظ بالوقت لأي فترة طويلة يعني عادةً تقليب الزجاج مرارًا وتكرارًا على مدار اليوم. في الأساس، لقد كان جهاز توقيت رائعًا، ولكنه جهاز ضبط وقت رديء.
وهذا هو ما كانت عليه الأمور حتى القرن الثالث عشر الميلادي، عندما قررت مجموعة من الرهبان في أوروبا أنهم بحاجة حقًا إلى طريقة أفضل لمعرفة متى يحين وقت الصلاة. لأن حياة الراهب، كما ترى، كانت تدور حول جدول محدد للصلوات - واحدة عند أول ضوء، وواحدة عند شروق الشمس، وواحدة عند منتصف الصباح، وواحدة عند الظهر، وواحدة عند منتصف الظهيرة، وواحدة عند غروب الشمس، وواحدة عند حلول الظلام. ولذلك أصبحت معرفة الوقت الصحيح أكثر من مجرد أمر لطيف - لقد كانت ضرورة دينية! ونتيجة لذلك، ابتكر هؤلاء الرهبان أولى الساعات الميكانيكية المعروفة. بالمناسبة، كلمة "ساعة" تأتي من الكلمة الهولندية التي تعني "جرس"، نظرًا لأن هذه الساعات الميكانيكية المبكرة لم يكن لها عقارب وكانت مصممة ببساطة لتضرب الساعة.
بالإضافة إلى آلية ضرب الجرس، كان لهذه الساعات المبكرة متطلبان مهمان. الأول كان مصدرًا للطاقة، وكان يتم توفيره عن طريق وزن مربوط بحبل أو سلسلة. تم حمل الوزن أو سحبه إلى أعلى الساعة، وستقوم الجاذبية بالباقي. أما الطريقة الثانية فكانت طريقة ما لإجبار الوزن على الانخفاض بوتيرة بطيئة ومدروسة بدلاً من الانخفاض مثل وزن الرصاص. وهذا ما قدمه رائع و
اختراع عبقري يسمى الهروب. بعبارات أبسط، ميزان الساعة هو جهاز يقطع مسار الوزن المتساقط على فترات منتظمة، مما يؤدي إلى سقوطه قليلًا في كل مرة بدلاً من سقوطه دفعة واحدة. هذا هو ما يجعل الساعات "تدق" حرفيًا، نظرًا لأنه عندما يتحرك ميزان الساعة ذهابًا وإيابًا، بالتناوب ويطلق التروس المرتبطة بالوزن، فإنه يصدر صوتًا مميزًا للغاية.
على الرغم من أن هذه الساعات الأقدم هي أعاجيب تكنولوجية، إلا أنها لم تكن دقيقة بشكل خاص. وأيضًا، بينما سمحوا بتقسيم الساعة إلى أجزاء أكثر دقة [ومن هنا جاءت كلمة "دقيقة" للقسم الصغير الأول من الساعة]، إلا أنهم لم يتمكنوا من تقسيم الساعة إلى قسم صغير آخر أو "ثاني" [و نعم، من هنا تأتي هذه الكلمة أيضًا]. كان لا بد من الانتظار حتى اكتشف شاب لامع يدعى جاليليو جاليلي مبدأ البندول في حوالي عام 1583. وبصورة عامة، لاحظ أنه بغض النظر عن مدى تأرجح بندول معين، فإن الأمر يستغرق دائمًا نفس القدر من الوقت للتأرجح للخلف و إيابا. لقد اكتشف، في الواقع، أن مقدار الوقت الذي يستغرقه البندول للعودة يتحدد بطول البندول نفسه وليس بعرض التأرجح. ومن خلال ربط بندول تم قياسه بدقة بميزان الساعة، تمكن صانعو الساعات من إنتاج ساعات دقيقة تصل إلى ثوانٍ في اليوم بدلاً من الدقائق. لا يهم مقدار القوة المطبقة على البندول، لأن القوة تؤثر فقط على عرض التأرجح وليس على طول البندول نفسه.
لذا أصبح لدينا الآن ساعات تعمل بشكل جيد بغض النظر عن الوقت من اليوم أو الموسم، وكانت دقيقة جدًا على مدار فترات زمنية طويلة. لسوء الحظ، لم تكن قابلة للحمل بشكل خاص، وذلك نظرًا لحقيقة أن الوزن لن ينخفض بانتظام وأن البندول لا يمكنه العمل بشكل صحيح إذا تعرض لحركة خارجية. وهنا تدخل ساعة الجيب في الصورة.
كان الاختراع الرئيسي الذي سمح للساعات بأن تصبح محمولة [وما هي الساعة سوى ساعة محمولة؟] هو الزنبرك. في الواقع، ربما يكون استخدام النوابض ثاني أهم تطور في صناعة الساعات بعد اختراع ميزان الساعة. كانت الخطوة الأولى في جعل الساعة محمولة هي استبدال الأوزان الثقيلة المستخدمة لتشغيلها بشيء من شأنه أن يمارس قوة ثابتة بغض النظر عن الوضع الذي تم وضع الساعة فيه. وقد تم اكتشاف أن شريطًا معدنيًا ملفوفًا بإحكام عالي التوتر يبذل قوة ثابتة إلى حد ما أثناء تفككه، مما جعله الشيء المناسب لهذه المهمة. بالطبع، لم يستغرق صانعو الساعات وقتًا طويلاً حتى لاحظوا أن الزنبرك يمارس قوة أقل فأقل أثناء تفككه، لكنهم توصلوا إلى عدد من الحيل البارعة إلى حد ما
طرق للتعامل مع المشكلة، بما في ذلك أجهزة مثل "stackfreed" و"fusee".
كانت الخطوة الثانية في صنع ساعة محمولة حقًا هي التوصل إلى بديل للبندول الذي أبقى الساعة تدق على فترات زمنية محددة بدقة. استخدمت "الساعات المحمولة" المبكرة جهازًا يسمى "فوليوت"، والذي يتكون من وزنين صغيرين جدًا معلقين من طرفي شريط التوازن الدوار، لكنهما لم يكنا دقيقين بشكل خاص ولا يمكن حملهما حقًا. ولكن مرة أخرى، كان مفهوم الربيع المكتشف حديثًا هو الذي جاء للإنقاذ. تم تحديد أنه يمكن ربط ملف رفيع جدًا من الأسلاك [يُسمى "النابض الشعري" نظرًا لأنه رفيع جدًا] مباشرة بعجلة التوازن، وأنه عندما تنتقل القوة من الزنبرك الرئيسي إلى الميزان، فإن النابض الشعري المتصل سوف يلتف والفك بوتيرة منتظمة جدًا، مما يتسبب في تعشيق ميزان الساعة وتحريره في الفترات الزمنية المحددة بدقة. وهذا صحيح في أغلب الأحيان بغض النظر عن كيفية الإمساك بالساعة، مما يوفر إمكانية النقل الحقيقية.
الفرق بين هذه الساعات المحمولة المبكرة وأول ساعات الجيب الحقيقية هو تمييز غير واضح. على الرغم من أن الساعة الزنبركية ربما تم تطويرها في وقت مبكر من القرن الخامس عشر الميلادي، إلا أن الساعة الزنبركية لم تظهر حتى منتصف القرن السابع عشر، ولم يمض وقت طويل بعد ذلك حتى أصبحت صغيرة بما يكفي لحملها على الخصر أو في الجيب. . وسرعان ما شوهد أي شخص يستطيع تحمل تكاليفها وهو يحمل ذلك الاختراع الجديد الذي كان رائجًا للغاية: ساعة الجيب.
