در طول تاریخ، روش‌ها و اهمیت زمان‌سنجی به‌طور چشمگیری تکامل یافته است که منعکس‌کننده نیازهای در حال تغییر و پیشرفت‌های تکنولوژیکی جوامع بشری است. در اولین فرهنگ های کشاورزی، تقسیم زمان به سادگی روز و شب بود که توسط حضور نور خورشید دیکته می شد. این رویکرد ابتدایی تا زمان اختراع ساعت آفتابی در حدود 1500 سال قبل از میلاد کافی بود، که به تمدن های باستانی مانند یونانی ها و رومی ها اجازه داد روز را به فواصل قابل کنترل تری به نام ساعت تقسیم کنند. با این حال، اتکای ساعت آفتابی به نور خورشید منجر به محدودیت‌های آن شد و باعث توسعه دستگاه‌های پیچیده‌تر مانند ساعت آب در حدود 1000 سال قبل از میلاد شد، در حالی که ساعتهای آب دقت بهبود یافته‌ای را ارائه می‌کردند، آنها نیز دارای معایبی بودند، از جمله مشکلات فشار آب و گرفتگی. معرفی ساعت شنی در قرن هشتم پس از میلاد جایگزین قابل اعتمادتری ارائه کرد، اگرچه هنوز برای زمان‌سنجی طولانی مدت ایده‌آل نبود. در دهه 1300 بود که راهبان اروپایی به دلیل نیاز به برنامه های دقیق نماز، اولین ساعت های مکانیکی را اختراع کردند. این ساعتهای اولیه که با وزنه‌ها کار می‌کردند و با گریزها تنظیم می‌شدند، پیشگامانه بودند، اما هنوز دقت و قابلیت حمل مورد نیاز برای استفاده گسترده را نداشتند. کشف اصل آونگ توسط گالیله گالیله در سال 1583 یک جهش قابل توجه در دقت را نشان داد و ساعت ها را قادر ساخت تا زمان را در چند ثانیه در روز اندازه گیری کنند. با این حال، چالش قابلیت حمل تا زمان ظهور مکانیسم فنری حل نشده باقی ماند، که در نهایت منجر به ایجاد ساعت های جیبی شد. این نوآوری آغازی بود برای زمان‌سنجی واقعا قابل حمل، و انقلابی در نحوه تعامل و درک افراد با زمان ایجاد کرد.
برای بسیاری از تاریخ بشر، زمان سنجی دقیق آنقدرها هم مهم نبود. گذشته از این واقعیت که هزاران سال پیش هیچ راهی برای حفظ زمان دقیق وجود نداشت، به سادگی نیازی به انجام این کار وجود نداشت. فرهنگ‌های اولیه که مبتنی بر کشاورزی بودند تا زمانی که خورشید می‌درخشید کار می‌کردند و با تاریک شدن هوا متوقف می‌شدند. تنها زمانی که بشر شروع به دور شدن از یک جامعه کاملاً کشاورزی کرد، مردم شروع به جستجوی راهی برای مشخص کردن گذر زمان کردند تا اینکه صرفاً هر روز را به «روز» و «شب» تقسیم کنند.
اولین وسیله شناخته شده برای تقسیم کردن روز به بخش های کوچکتر ساعت ساعت آفتابی بود که حداقل در سال 1500 قبل از میلاد اختراع شد و متوجه شد که سایه ای که یک جسم ایجاد می کند در طول روز تغییر می کند و جهت آن تغییر می کند. تاریخ برای همیشه گم خواهد شد و متوجه شد که می توان چوبی را به صورت عمودی در زمین قرار داد و با علامت گذاری جایی که سایه افتاد، نور روز را به فواصل مجزا تقسیم کرد. این فواصل در نهایت "ساعت" نامیده شد، به طوری که هر ساعت 1/12 از زمان تابش خورشید در هر روز است. ساعت آفتابی ایده شگفت انگیزی بود که امکان پیشرفت منظم تمدن یونان و روم باستان را فراهم کرد. یک چیز عالی در مورد ساعت آفتابی این بود که بسیار قابل حمل بود. با این حال، چند نقص بسیار اساسی داشت. اول از همه، فقط زمانی کار می کرد که خورشید واقعاً می تابد. این مشکلی در شب نبود، زیرا هیچ کس در تاریکی کار نمی کرد. اما در روزهای ابری مشکل بزرگی بود. با این حال، حتی زمانی که خورشید به شدت می‌درخشید، طول روز در طول سال تغییر می‌کند، به این معنی که طول یک «ساعت» نیز از انقلاب تابستانی تا انقلاب زمستانی 30 دقیقه تغییر می‌کند.
به دلیل محدودیت های ساعت آفتابی، مردم به دنبال راه های دیگری برای اندازه گیری گذشت زمان بدون وابستگی به خورشید بودند. یکی از تلاش‌های اولیه که بسیار محبوب شد، ساعت آبی بود [که به آن clepsydra نیز می‌گویند]، که در حدود 1000 سال قبل از میلاد اختراع شد. می توان گذر زمان را با توجه به مقدار آب از سوراخی در کف ظرف مشخص شده مشخص کرد. ساعتهای آب بسیار دقیق‌تر از ساعتهای آفتابی بودند، زیرا سرعت جریان تحت تأثیر زمان روز یا سال قرار نمی‌گرفت و فرقی نمی‌کرد که خورشید می‌درخشد یا نه. اگرچه آنها بدون نقص جدی خود نبودند.
اگرچه ممکن است به نظر برسد که آب با سرعت ثابت و ثابتی چکه می کند، اما در واقع هر چه آب بیشتر در ظرف باشد، به دلیل فشار وارد شده توسط وزن آب، سریعتر به بیرون نشت می کند. مصریان باستان این مشکل را با استفاده از ظروف با اضلاع اریب برای یکسان کردن فشار آب با کاهش مقدار آب حل می کردند. با این حال، مشکلات دیگر شامل این واقعیت است که سوراخی که آب از آن چکه می‌کند به مرور زمان بزرگ‌تر می‌شود و در نتیجه باعث می‌شود آب بیشتری سریعتر از آن عبور کند، و این واقعیت که سوراخ فرار نیز تمایل بدی به گرفتگی داشت. و بهشت نکند آنقدر سرد شود که آب واقعاً یخ بزند! ساعت های آبی نیز به دلیل ماهیت خود، قابل حمل نبودند.
خوب، طولی نکشید که مردم متوجه شدند که آب تنها چیزی نیست که با سرعت یکنواخت جریان دارد، و بعد ساعت شنی آمد که در حدود قرن هشتم پس از میلاد اختراع شد، دلیل اصلی اختراع نشدن آن زودتر احتمالاً فقط به این دلیل بود که تا آن زمان هیچ کس قادر به دمیدن شیشه به اندازه کافی نبود. ساعت شنی از ماسه ای استفاده می کند که از یک ظرف شیشه ای به ظرف شیشه ای دیگر از طریق یک دهانه کوچک که این دو را به هم متصل می کند، جاری می شود و عبور ماسه به ویژه تحت تأثیر چیزهایی قرار نمی گیرد که باعث ایجاد مشکل در ساعت آب و ساعت آفتابی قبل از آن شده است. با این حال، ساعتهای شنی بزرگ غیرعملی بودند، و نگه‌داشتن زمان برای هر دوره طولانی معمولاً به معنای چرخاندن بارها و بارها لیوان در طول یک روز بود. اساسا یک تایمر عالی ساخت، اما زمان‌سنج بدی.
و تقریباً اوضاع تا دهه 1300 به همین منوال بود، زمانی که گروهی از راهبان در اروپا به این نتیجه رسیدند که واقعاً به راه بهتری برای تشخیص زمان دعا نیاز دارند. می بینید که زندگی یک راهب حول یک برنامه مشخص از دعاها می چرخید - یکی در اول وقت، یکی در طلوع آفتاب، یکی در نیمه صبح، یکی در ظهر، یکی در نیمه ظهر، یکی در غروب آفتاب و یکی در هنگام غروب. بنابراین دانستن زمان صحیح چیزی فراتر از یک امر زیبا شد - یک امر دینی بود! و در نتیجه این راهبان اولین ساعتهای مکانیکی شناخته شده را ابداع کردند. به هر حال، کلمه "ساعت" از کلمه هلندی "زنگ" گرفته شده است، زیرا این ساعت های مکانیکی اولیه فاقد عقربه بودند و برای زدن ساعت طراحی شده بودند.
این ساعت های اولیه علاوه بر مکانیزم ضربه زدن به زنگ، دو الزام مهم داشتند. اولی منبع نیرو بود و این توسط وزنه ای که به یک طناب یا زنجیر متصل بود تامین می شد. وزنه به بالای ساعت حمل می شد یا کشیده می شد و گرانش بقیه کارها را انجام می داد. روش دوم راهی برای وادار کردن وزنه به پایین افتادن با سرعتی آهسته و اندازه‌گیری شده بود، به‌جای اینکه مانند وزنه سربی سقوط کند. و این توسط یک و فوق العاده ارائه شد
اختراع مبتکرانه ای به نام فرار. به عبارت ساده تر، فرار وسیله ای است که مسیر سقوط وزنه را در فواصل زمانی معین قطع می کند و باعث می شود که وزنه به جای یکباره، اندکی سقوط کند. این به معنای واقعی کلمه همان چیزی است که ساعت‌ها را «تیک تاک» می‌کند، زیرا با حرکت این گریز به جلو و عقب، به طور متناوب دنده‌های متصل به وزنه را درگیر می‌کند و رها می‌کند، صدای بسیار متمایزی تولید می‌کند.
این ساعتهای اولیه، با وجود شگفتی‌های تکنولوژیکی، دقیق نبودند. همچنین، در حالی که آنها اجازه دادند ساعت به بخش‌های دقیقه‌تر تقسیم شود [از این رو کلمه ما «دقیقه» برای اولین بخش کوچک ساعت است]، نمی‌توانستند ساعت را به بخش کوچکتر یا «دوم» تقسیم کنند [و بله، این کلمه هم از همین جا آمده است]. باید منتظر ماند تا مرد جوان نسبتاً باهوشی به نام گالیله در سال 1583 اصل آونگ را کشف کرد. به طور کلی، او متوجه شد که صرف نظر از اینکه یک آونگ خاص چقدر تاب می خورد، همیشه به همان میزان زمان می برد تا به عقب برگردد و به پیش. او در واقع کشف کرد که مدت زمانی که طول می کشد تا پاندول برگردد، با طول خود آونگ تعیین می شود و نه با عرض تاب. و با چسباندن یک آونگ دقیق اندازه‌گیری شده به محل فرار ساعت، ساعت‌سازان توانستند ساعت‌هایی را تولید کنند که به‌جای چند دقیقه، در عرض چند ثانیه در روز دقیق بودند. مهم نبود که چقدر نیرو به آونگ وارد می شود، زیرا این نیرو تنها بر عرض تاب تأثیر می گذارد و نه طول خود آونگ.
بنابراین اکنون ما ساعت‌هایی داشتیم که بدون توجه به زمان روز یا فصل به خوبی کار می‌کردند و در دوره‌های زمانی طولانی بسیار دقیق بودند. متأسفانه، به دلیل اینکه وزن به طور منظم سقوط نمی کرد و آونگ نمی توانست به درستی کار کند، آنها هنوز قابل حمل نبودند. و اینجاست که ساعت جیبی وارد تصویر می شود.
اختراع کلیدی که باعث شد ساعت ها قابل حمل شوند [و ساعت چیست جز یک ساعت قابل حمل؟] فنر بود. در واقع، استفاده از فنرها احتمالاً دومین پیشرفت ساعتی مهم پس از اختراع فرار است. اولین قدم در ساخت یک ساعت قابل حمل، جایگزینی وزنه های سنگین مورد استفاده برای تامین انرژی آن با چیزی بود که بدون توجه به موقعیتی که ساعت در آن قرار می گرفت، نیروی ثابتی اعمال می کرد. و کشف شد که یک نوار فلزی محکم پیچ خورده و با کشش زیاد، نیروی کم و بیش ثابتی را در حین باز شدن وارد می‌کند، که آن را تنها چیزی برای کار می‌کند. البته طولی نکشید که ساعت سازان متوجه شدند که فنر در حین باز شدن نیروی کمتر و کمتری اعمال می کند، اما آنها به تعدادی روش مبتکرانه دست یافتند.
راه‌های مقابله با مشکل، از جمله دستگاه‌هایی مانند «پشته‌آزاد» و «fusee».
گام دوم در ساخت یک ساعت واقعا قابل حمل، یافتن جایگزینی برای آونگ بود که ساعت را در فواصل زمانی دقیق تیک تاک نگه می داشت. «ساعتهای قابل حمل» اولیه از وسیله‌ای به نام «فولیوت» استفاده می‌کردند که شامل دو وزنه بسیار کوچک بود که از دو طرف یک میله تعادل چرخان آویزان بودند، اما اینها نه دقیق بودند و نه واقعا قابل حمل. با این حال، یک بار دیگر، این مفهوم تازه کشف شده از چشمه بود که به کمک آمد. مشخص شد که سیم پیچ بسیار ظریفی [که به دلیل نازک بودن آن «فشار مو» نامیده می‌شود] می‌تواند مستقیماً به چرخ تعادل وصل شود و وقتی نیرویی از فنر اصلی به محل فرار منتقل می‌شود، چشمه موی متصل به آن حلقه می‌شود. و با سرعت بسیار منظمی باز می شود، در نتیجه باعث می شود که فرار در فواصل زمانی دقیق مورد نیاز درگیر و آزاد شود. و در بیشتر موارد، این موضوع صرف نظر از نحوه نگه داشتن ساعت درست است و قابلیت حمل واقعی را فراهم می کند.
تمایز بین این اولین ساعتهای قابل حمل اولیه و اولین ساعتهای جیبی واقعی، یک تمایز مبهم است. اگرچه ممکن است یک ساعت فنری در اوایل دهه 1400 ساخته شده باشد، اما یک ساعت با تنظیم فنری تا اواسط دهه 1600 ظاهر نشد، و مدت زیادی از آن نگذشته بود که به اندازه کافی کوچک شدند تا بتوانند آن را روی کمر یا در جیب خود حمل کنند. . و به زودی، هرکسی که توانایی خرید آن را داشت، در حال حمل آن اختراع نوظهور - ساعت جیبی - مشاهده شد.
