Պատմության ընթացքում ժամանակի հաշվարկման մեթոդներն ու կարևորությունը կտրուկ զարգացել են՝ արտացոլելով մարդկային հասարակությունների փոփոխվող կարիքներն ու տեխնոլոգիական առաջընթացը: Ամենավաղ գյուղատնտեսական մշակույթներում ժամանակի բաժանումը պարզ էր՝ ցերեկն ու գիշերը, որը թելադրված էր արևի լույսի առկայությամբ: Այս տարրական մոտեցումը բավարար էր մինչև մ.թ.ա. մոտ 1500 թվականին արևային ժամացույցի գյուտը, որը թույլ տվեց հին քաղաքակրթություններին, ինչպիսիք են հույներն ու հռոմեացիները, օրը բաժանել ավելի կառավարելի ժամանակահատվածների՝ ժամերի: Այնուամենայնիվ, արևային ժամացույցի կախվածությունը արևի լույսից հանգեցրեց դրա սահմանափակումների, ինչը հանգեցրեց ավելի բարդ սարքերի, ինչպիսին է ջրային ժամացույցը, մշակմանը մոտ մ.թ.ա. 1000 թվականին: Չնայած ջրային ժամացույցներն առաջարկում էին բարելավված ճշգրտություն, դրանք նույնպես ունեին իրենց թերությունները, այդ թվում՝ ջրի ճնշման և խցանման հետ կապված խնդիրներ: Ավազի ժամացույցի ներդրումը մ.թ. 8-րդ դարում ապահովեց ավելի հուսալի այլընտրանք, չնայած այն դեռևս իդեալական չէր երկարաժամկետ ժամանակի հաշվարկման համար: Միայն 1300-ական թվականներին եվրոպացի վանականները, ճշգրիտ աղոթքի ժամանակացույցի անհրաժեշտությունից մղված, հորինեցին առաջին մեխանիկական ժամացույցները: Այս վաղ ժամացույցները, որոնք աշխատում էին կշիռներով և կարգավորվում էին փախուստային մեխանիզմներով, նորարարական էին, բայց դեռևս չունեին լայնորեն կիրառման համար անհրաժեշտ ճշգրտությունն ու փոխադրելիությունը: Գալիլեո Գալիլեյի կողմից ճոճանակի սկզբունքի հայտնաբերումը 1583 թվականին նշանավորեց ճշգրտության զգալի առաջընթաց՝ թույլ տալով ժամացույցներին չափել ժամանակը օրական վայրկյանների ընթացքում: Այնուամենայնիվ, փոխադրելիության խնդիրը մնաց չլուծված մինչև զսպանակային մեխանիզմի ի հայտ գալը, որը, ի վերջո, հանգեցրեց գրպանի ժամացույցների ստեղծմանը: Այս նորարարությունը նշանավորեց իսկապես փոխադրելի ժամանակի հաշվառման սկիզբը՝ հեղափոխություն մտցնելով այն բանում, թե ինչպես էին մարդիկ փոխազդում ժամանակի հետ և հասկանում այն:.
Մարդկության պատմության մեծ մասի ընթացքում ճշգրիտ ժամանակը չափելը պարզապես այդքան էլ մեծ խնդիր չէր։ Բացի այն փաստից, որ հազարավոր տարիներ առաջ ճշգրիտ ժամանակը չափելու ոչ մի միջոց չկար, պարզապես դրա անհրաժեշտությունը չկար։ Գյուղատնտեսության վրա հիմնված վաղ մշակույթները գործում էին այնքան ժամանակ, քանի դեռ արևը շողում էր և դադարում, երբ մթնում էր։ Միայն այն ժամանակ, երբ մարդկությունը սկսեց հեռանալ զուտ գյուղատնտեսական հասարակությունից, մարդիկ սկսեցին փնտրել ժամանակի ընթացքն ավելի ճշգրիտ նշելու միջոց, քան պարզապես յուրաքանչյուր օրը «օր» և «գիշեր» բաժանելը։
Օրը ավելի փոքր մասերի բաժանող ամենավաղ հայտնի սարքը արևային ժամացույցն էր, որը հորինվել է առնվազն մ.թ.ա. 1500 թվականին։ Նկատելով, որ առարկայի նետած ստվերը օրվա ընթացքում փոխվում է իր երկարությամբ և ուղղությամբ, մի խելացի մարդ, որի անունը ընդմիշտ կմոռացվի պատմության մեջ, հասկացավ, որ կարելի է փայտիկը ուղղահայաց դնել գետնին և, նշելով, թե որտեղ է ընկնում ստվերը, ցերեկային լույսը բաժանել առանձին ժամանակահատվածների։ Այս ժամանակահատվածները ի վերջո կոչվեցին «ժամեր», որտեղ յուրաքանչյուր ժամը կազմում էր արևի լույսի օրվա 1/12-ը։ Արևային ժամացույցը հրաշալի գաղափար էր, որը թույլ տվեց հին հունական և հռոմեական քաղաքակրթությունների կանոնավոր զարգացումը։ Արևային ժամացույցի հիանալի կողմն այն էր, որ այն շատ փոխադրելի էր։ Սակայն այն ուներ մի քանի շատ հիմնական թերություններ։ Առաջին հերթին, այն աշխատում էր միայն այն ժամանակ, երբ արևը իրականում փայլում էր։ Սա խնդիր չէր գիշերը, քանի որ ոչ ոք չէր աշխատում մթության մեջ։ Բայց դա լուրջ խնդիր էր ամպամած օրերին։ Սակայն, նույնիսկ երբ արևը պայծառ փայլում էր, օրվա տևողությունը փոփոխվում էր տարվա ընթացքում, ինչը նշանակում էր, որ «ժամի» տևողությունը ամառային արևադարձից մինչև ձմեռային արևադարձ տատանվում էր մինչև 30 րոպեով։.
Արևային ժամացույցի սահմանափակումների պատճառով մարդիկ փնտրում էին ժամանակի ընթացքը չափելու այլ եղանակներ՝ առանց արևից կախված լինելու։ Առաջին փորձերից մեկը, որը շատ տարածված դարձավ, ջրային ժամացույցն էր [կոչվում է նաև կլեպսիդրա], որը հորինվել է մ.թ.ա. մոտ 1000 թվականին։ Ջրային ժամացույցը հիմնված էր այն գաղափարի վրա, որ ջուրը փոքր անցքից դուրս է գալիս ակնհայտորեն կայուն արագությամբ, և հնարավոր է նշել ժամանակի ընթացքը՝ նշելով, թե որքան ջուր է դուրս եկել հատուկ նշված անոթի հատակի անցքից։ Ջրային ժամացույցները շատ ավելի ճշգրիտ էին, քան արևային ժամացույցները, քանի որ հոսքի արագությունը չէր ազդում օրվա կամ տարվա ժամանակի վրա, և կարևոր չէր՝ արևը փայլում էր, թե ոչ։ Սակայն դրանք զերծ չէին իրենց լուրջ թերություններից։.
Չնայած ջուրը կարող է թվալ, թե կաթում է հաստատուն, ֆիքսված արագությամբ, իրականում որքան շատ ջուր կա անոթի մեջ, այնքան արագ է այն դուրս թափվում ջրի քաշի ճնշման պատճառով: Հին եգիպտացիները լուծել են այս խնդիրը՝ օգտագործելով թեք կողմերով անոթներ՝ ջրի քանակը նվազեցնելուն զուգընթաց ջրի ճնշումը հավասարեցնելու համար: Սակայն այլ խնդիրների թվում էր այն փաստը, որ ջուրը կաթող անցքը ժամանակի ընթացքում հակված էր մեծանալու, այդպիսով թույլ տալով ավելի շատ ջուր ավելի արագ անցնել, և այն փաստը, որ ելքի անցքը նույնպես տհաճ հակում ուներ խցանվելու: Եվ Աստված մի արասցե, որ այն բավականաչափ սառչի, որպեսզի ջուրը իրականում սառչի: Ջրային ժամացույցները, իրենց բնույթով, նույնպես հատկապես փոխադրելի չէին:.
Մարդկանց երկար ժամանակ չպահանջվեց հասկանալու համար, որ ջուրը միակ բանը չէ, որը հոսում է կայուն տեմպով, և հաջորդը հայտնվեց ավազի ժամացույցը, որը հորինվեց մ.թ. 8-րդ դարում։ Հիմնական պատճառը, որ այն ավելի վաղ չէր հորինվել, հավանաբար այն էր, որ մինչ այդ ոչ ոք չէր կարողանում բավականաչափ լավ փչել ապակին։ Ավազի ժամացույցը օգտագործում է ավազ, որը հոսում է մեկ ապակե անոթից մյուսը մի փոքրիկ անցքից, որը միացնում է երկուսը, և ավազի անցումը հատկապես չի տուժում այն բաներից, որոնք խնդիրներ էին առաջացնում ջրային ժամացույցի և դրա առջև գտնվող արևային ժամացույցի հետ։ Այնուամենայնիվ, մեծ ավազի ժամացույցները անիրագործելի էին, և երկար ժամանակահատվածում ժամանակը չափելը սովորաբար նշանակում էր բաժակը անընդհատ պտտեցնել օրվա ընթացքում։ Հիմնականում, այն հիանալի ժամանակաչափ էր, բայց վատ ժամանակաչափ։.
Եվ այսպես էր իրավիճակը մինչև 1300-ական թվականները, երբ Եվրոպայում մի խումբ վանականներ որոշեցին, որ իրենց իսկապես անհրաժեշտ է ավելի լավ միջոց՝ ասելու, թե երբ է աղոթքի ժամանակը։ Գիտեք, վանականի կյանքը պտտվում էր աղոթքների որոշակի ժամանակացույցի շուրջ՝ մեկը՝ առաջին լուսաբացին, մեկը՝ արևածագին, մեկը՝ կեսօրին, մեկը՝ կեսօրին, մեկը՝ մայրամուտին և մեկը՝ մթնշաղին։ Հետևաբար, ճիշտ ժամանակը իմանալը դարձավ ոչ միայն նրբանկատություն. դա կրոնական հրամայական էր։ Եվ, որպես արդյունք, այս վանականները մշակեցին առաջին հայտնի մեխանիկական ժամացույցները։ «Ժամացույց» բառը, ի դեպ, ծագում է հոլանդերեն «զանգ» բառից, քանի որ այս վաղ մեխանիկական ժամացույցները սլաքներ չունեին և նախատեսված էին պարզապես ժամը հարվածելու համար։.
Զանգը զարկող մեխանիզմից բացի, այս վաղ ժամացույցներն ունեին երկու կարևոր պահանջ։ Առաջինը էներգիայի աղբյուրն էր, որը ապահովվում էր պարանին կամ շղթային ամրացված ծանրությամբ։ Ծանրությունը տեղափոխվում կամ քաշվում էր ժամացույցի վերև, իսկ մնացածը կատարում էր ձգողականությունը։ Երկրորդը ծանրությունը դանդաղ, չափված տեմպով ընկնելու ստիպող միջոց էր, այլ ոչ թե կտրուկ անկման, ինչպես, օրինակ, կապարե ծանրաձողը։ Եվ սա ապահովվում էր հրաշալի և
Հանճարեղ գյուտ, որը կոչվում է փախուստի մեխանիզմ։ Պարզ ասած՝ փախուստի մեխանիզմը սարք է, որը կանոնավոր ժամանակահատվածներով ընդհատում է ընկնող ծանրաձողի ընթացքը՝ ստիպելով այն մի փոքր ընկնել միաժամանակ, այլ ոչ թե ամբողջությամբ միանգամից։ Սա բառացիորեն այն է, ինչը ժամացույցները «տկտկում» է, քանի որ փախուստի մեխանիզմը շարժվում է առաջ-ետ՝ հերթագայելով միացնելով և արձակելով ծանրաձողին ամրացված ատամնանիվները, այն արձակում է շատ յուրահատուկ ձայն։.
Այս ամենավաղ ժամացույցները, թեև տեխնոլոգիական հրաշքներ էին, հատկապես ճշգրիտ չէին։ Բացի այդ, չնայած դրանք թույլ էին տալիս ժամը բաժանել ավելի շատ րոպեական մասերի [այստեղից էլ մեր «րոպե» բառը՝ ժամի առաջին փոքր բաժանման համար], նրանք չէին կարող ժամը բաժանել հետագա կամ «երկրորդ» փոքր բաժանման [և այո, այդտեղից էլ ծագել է այդ բառը]: Դա պետք է սպասեր մինչև Գալիլեո Գալիլեյ անունով բավականին հանճարեղ երիտասարդը, որը մոտավորապես 1583 թվականին հայտնաբերեց ճոճանակի սկզբունքը: Ընդհանուր առմամբ, նա նկատեց, որ անկախ նրանից, թե որքան լայն է ճոճանակը տատանվում, այն միշտ նույն ժամանակն է պահանջում առաջ և ետ տատանվելու համար: Նա, ըստ էության, հայտնաբերեց, որ ճոճանակին վերադառնալու համար անհրաժեշտ ժամանակը որոշվում է ճոճանակի երկարությամբ, այլ ոչ թե տատանման լայնությամբ: Եվ ժամացույցի փականին ճշգրիտ չափված ճոճանակ ամրացնելով՝ ժամագործները կարողացան արտադրել ժամացույցներ, որոնք ճշգրիտ էին օրական վայրկյանների ընթացքում՝ րոպեների փոխարեն: Կարևոր չէր, թե որքան ուժ էր կիրառվում ճոճանակի վրա, քանի որ ուժը ազդում էր միայն ճոճանակի լայնության վրա, և ոչ թե ճոճանակի երկարության։.
Այսպիսով, մենք ունեինք ժամացույցներ, որոնք լավ էին աշխատում օրվա կամ եղանակի ցանկացած ժամի համար և շատ ճշգրիտ էին երկար ժամանակահատվածում: Դժբախտաբար, դրանք դեռևս հատկապես փոխադրելի չէին, քանի որ քաշը կանոնավոր չէր ընկնում, և ճոճանակը չէր կարող ճիշտ աշխատել, եթե դրանք ենթարկվեին արտաքին շարժման: Եվ այստեղ է, որ գրպանի ժամացույցը մտնում է պատկերի մեջ:.
Ժամացույցները դյուրակիր դարձնելու հնարավորություն տվող հիմնական գյուտը զսպանակն էր [և ի՞նչ է ժամացույցը, եթե ոչ դյուրակիր ժամացույցը]: Փաստորեն, զսպանակների օգտագործումը, հավանաբար, ժամացույցների արտադրության մեջ երկրորդ ամենակարևոր զարգացումն է փախուստի մեխանիզմի գյուտից հետո: Ժամացույցը դյուրակիր դարձնելու առաջին քայլը այն սնուցելու համար օգտագործվող ծանր կշիռները փոխարինելն էր այնպիսի բանով, որը կգործադրեր կայուն ուժ՝ անկախ ժամացույցի պահման դիրքից: Եվ պարզվեց, որ ամուր պարուրված, բարձր լարվածության մետաղական շերտը բացվելիս ավելի կամ պակաս կայուն ուժ է գործադրում, ինչը այն դարձնում է հենց այդ աշխատանքի համար անհրաժեշտը: Իհարկե, ժամագործներին երկար ժամանակ չպահանջվեց նկատելու, որ զսպանակը բացվելիս ավելի ու ավելի քիչ ուժ է գործադրում, բայց նրանք եկան մի շարք բավականին հնարամիտ մեթոդների:
խնդրի լուծման եղանակներ, ներառյալ այնպիսի սարքեր, ինչպիսիք են «stackfreed»-ը և «fusee»-ն։
Ժամացույցը իսկապես փոխադրելի դարձնելու երկրորդ քայլը ճոճանակի փոխարինողի ստեղծումն էր, որը ժամացույցը պահում էր ճշգրիտ ժամանակային ընդմիջումներով։ Վաղ «փոխադրելի ժամացույցները» օգտագործում էին «ֆոլիոտ» կոչվող սարք, որը բաղկացած էր երկու շատ փոքր կշիռներից, որոնք կախված էին պտտվող հավասարակշռության ձողի երկու ծայրերից, բայց դրանք ո՛չ հատկապես ճշգրիտ էին, ո՛չ էլ իրականում փոխադրելի։ Սակայն կրկին օգնության հասավ զսպանակի նորահայտ հայեցակարգը։ Պարզվեց, որ շատ բարակ մետաղալարե կծիկ [որը կոչվում էր «մազային զսպանակ», քանի որ այն շատ բարակ էր] կարող էր անմիջապես ամրացվել հավասարակշռության անիվին, և երբ գլխավոր զսպանակից ուժը փոխանցվում էր փախուստային մեխանիզմին, ամրացված մազային զսպանակը կփաթաթվեր և կբացվեր շատ կանոնավոր արագությամբ, դրանով իսկ ստիպելով փախուստային մեխանիզմը միանալ և անջատվել անհրաժեշտ ճշգրիտ ժամանակային ընդմիջումներով։ Եվ, մեծ մասամբ, սա ճիշտ է անկախ նրանից, թե ինչպես է ժամացույցը պահվում, ապահովելով իրական փոխադրելիություն։.
Այս առաջին վաղ շարժական ժամացույցների և առաջին իսկական գրպանի ժամացույցների միջև տարբերությունը մշուշոտ է։ Չնայած զսպանակով ժամացույցը կարող է մշակված լինել դեռևս 1400-ական թվականներին, զսպանակով կարգավորվող ժամացույցը չի հայտնվել մինչև 1600-ականների կեսերը, և դրանից կարճ ժամանակ անց այն բավականաչափ փոքր դարձավ, որպեսզի կարելի լիներ կրել իրանի կամ գրպանի մեջ։ Եվ շուտով յուրաքանչյուր ոք, ով կարող էր իրեն թույլ տալ դա, կարողացավ ձեռքում պահել այդ նորաձև գյուտը, որը մեծ ժողովրդականություն էր վայելում. գրպանի ժամացույցը։.
