Sepanjang sejarah, metode dan pentingnya pencatatan waktu telah berkembang secara dramatis, mencerminkan perubahan kebutuhan dan kemajuan teknologi masyarakat manusia. Dalam budaya agraris paling awal, pembagian waktu sesederhana siang dan malam, yang ditentukan oleh keberadaan sinar matahari. Pendekatan dasar ini cukup memadai hingga penemuan jam matahari sekitar 1500 SM, yang memungkinkan peradaban kuno seperti Yunani dan Romawi untuk membagi hari menjadi interval yang lebih mudah dikelola yang disebut jam. Namun, ketergantungan jam matahari pada sinar matahari menyebabkan keterbatasannya, yang mendorong pengembangan perangkat yang lebih canggih seperti jam air sekitar 1000 SM. Meskipun jam air menawarkan akurasi yang lebih baik, jam air juga memiliki kekurangan, termasuk masalah dengan tekanan air dan penyumbatan. Pengenalan jam pasir pada abad ke-8 Masehi memberikan alternatif yang lebih andal, meskipun masih belum ideal untuk pencatatan waktu jangka panjang. Baru pada tahun 1300-an para biarawan Eropa, yang didorong oleh kebutuhan akan jadwal doa yang tepat, menciptakan jam mekanik pertama. Jam-jam awal ini, yang digerakkan oleh beban dan diatur oleh mekanisme escapement, merupakan terobosan tetapi masih kurang presisi dan portabilitas yang dibutuhkan untuk penggunaan luas. Penemuan prinsip pendulum oleh Galileo Galilei pada tahun 1583 menandai lompatan signifikan dalam akurasi, memungkinkan jam untuk mengukur waktu dalam hitungan detik per hari. Namun, tantangan portabilitas tetap belum terpecahkan hingga munculnya mekanisme pegas, yang akhirnya mengarah pada penciptaan jam saku. Inovasi ini menandai awal mula penunjuk waktu yang benar-benar portabel, merevolusi cara orang berinteraksi dengan dan memahami waktu.
Sepanjang sejarah manusia, pencatatan waktu yang tepat bukanlah hal yang penting. Terlepas dari kenyataan bahwa tidak ada cara untuk mencatat waktu secara akurat ribuan tahun yang lalu, memang tidak ada kebutuhan untuk melakukannya. Budaya-budaya awal yang berbasis pertanian bekerja selama matahari bersinar dan berhenti ketika hari gelap. Baru ketika umat manusia mulai beralih dari masyarakat agraris murni, orang-orang mulai mencari cara untuk menandai perjalanan waktu dengan lebih tepat daripada sekadar membagi setiap hari menjadi "siang" dan "malam"
Perangkat tertua yang diketahui untuk membagi hari menjadi bagian-bagian waktu yang lebih kecil adalah jam matahari, yang ditemukan setidaknya pada tahun 1500 SM. Setelah memperhatikan bahwa bayangan yang dihasilkan suatu objek berubah panjang dan arahnya seiring berjalannya hari, seseorang yang cerdas—yang namanya akan selamanya hilang dalam sejarah—menyadari bahwa Anda dapat menancapkan tongkat tegak di tanah dan, dengan menandai tempat bayangan jatuh, membagi siang hari menjadi interval-interval yang berbeda. Interval-interval ini akhirnya disebut "jam," dengan setiap jam merupakan 1/12 dari waktu matahari bersinar setiap hari. Jam matahari adalah ide yang luar biasa yang memungkinkan perkembangan peradaban Yunani dan Romawi kuno yang teratur. Salah satu hal hebat tentang jam matahari adalah sangat mudah dibawa. Namun, ia memiliki beberapa kekurangan mendasar. Pertama dan terpenting, ia hanya berfungsi ketika matahari benar-benar bersinar. Ini bukan masalah di malam hari, karena toh tidak ada yang bekerja dalam gelap. Tetapi ini menjadi masalah besar pada hari-hari berawan. Meskipun matahari bersinar terang, panjang hari bervariasi sepanjang tahun, yang berarti bahwa panjang satu "jam" juga bervariasi hingga 30 menit dari titik balik matahari musim panas ke titik balik matahari musim dingin.
Karena keterbatasan jam matahari, orang-orang mencari cara lain untuk mengukur perjalanan waktu tanpa bergantung pada matahari. Salah satu upaya awal yang menjadi sangat populer adalah jam air [juga disebut clepsydra], yang ditemukan sekitar tahun 1000 SM. Jam air didasarkan pada gagasan bahwa air bocor keluar dari lubang kecil dengan kecepatan yang tampaknya tetap, dan dimungkinkan untuk menandai perjalanan waktu dengan mencatat berapa banyak air yang telah bocor melalui lubang di bagian bawah wadah yang ditandai khusus. Jam air jauh lebih akurat daripada jam matahari, karena laju aliran tidak dipengaruhi oleh waktu siang atau tahun, dan tidak masalah apakah matahari bersinar atau tidak. Namun, jam air juga memiliki kekurangan seriusnya sendiri.
Meskipun air tampak menetes dengan kecepatan tetap, sebenarnya semakin banyak air di dalam wadah, semakin cepat air tersebut bocor keluar karena tekanan yang diberikan oleh berat air. Orang Mesir kuno memecahkan masalah ini dengan menggunakan wadah dengan sisi miring untuk menyeimbangkan tekanan air saat jumlah air berkurang. Namun, masalah lain termasuk fakta bahwa lubang tempat air menetes cenderung membesar seiring waktu, sehingga memungkinkan lebih banyak air mengalir lebih cepat, dan fakta bahwa lubang pembuangan juga cenderung tersumbat. Dan celakanya jika cuaca menjadi cukup dingin hingga air benar-benar membeku! Jam air, karena sifatnya, juga tidak mudah dibawa-bawa.
Nah, tidak butuh waktu lama bagi orang-orang untuk menyadari bahwa air bukanlah satu-satunya hal yang mengalir dengan kecepatan tetap, dan selanjutnya muncullah jam pasir, yang ditemukan sekitar abad ke-8 Masehi. Alasan utama mengapa jam pasir tidak ditemukan lebih awal mungkin karena belum ada yang mampu meniup kaca dengan cukup baik sebelum itu. Jam pasir menggunakan pasir yang mengalir dari satu wadah kaca ke wadah kaca lainnya melalui lubang kecil yang menghubungkan keduanya, dan aliran pasir tidak terlalu terpengaruh oleh hal-hal yang menyebabkan masalah pada jam air dan jam matahari sebelumnya. Namun, jam pasir yang besar tidak praktis, dan menjaga waktu untuk jangka waktu yang lama biasanya berarti membalik gelas berulang kali sepanjang hari. Pada dasarnya, jam pasir merupakan alat pengukur waktu yang bagus, tetapi alat penunjuk waktu yang buruk.
Dan begitulah keadaannya hingga tahun 1300-an, ketika sekelompok biarawan di Eropa memutuskan bahwa mereka benar-benar membutuhkan cara yang lebih baik untuk mengetahui kapan waktunya berdoa. Karena, Anda lihat, kehidupan seorang biarawan berputar di sekitar jadwal doa yang telah ditetapkan – satu saat fajar, satu saat matahari terbit, satu saat pertengahan pagi, satu saat siang hari, satu saat pertengahan sore, satu saat matahari terbenam, dan satu saat senja. Mengetahui waktu yang tepat karenanya menjadi lebih dari sekadar hal yang menyenangkan – itu adalah keharusan religius! Dan, sebagai hasilnya, para biarawan ini menciptakan jam mekanik pertama yang dikenal. Kata "jam," omong-omong, berasal dari kata Belanda untuk "lonceng," karena jam mekanik awal ini tidak memiliki jarum dan dirancang hanya untuk membunyikan lonceng setiap jamnya.
Selain mekanisme pemukul lonceng, jam-jam awal ini memiliki dua persyaratan penting. Yang pertama adalah sumber daya, dan ini disediakan oleh beban yang diikatkan pada tali atau rantai. Beban tersebut dibawa atau ditarik ke bagian atas jam, dan gravitasi akan melakukan sisanya. Yang kedua adalah cara untuk memaksa beban jatuh dengan kecepatan lambat dan terukur, bukan jatuh seperti, yah, beban timah. Dan ini disediakan oleh sebuah mekanisme yang luar biasa dan
Penemuan cerdik yang disebut escapement. Secara sederhana, escapement adalah perangkat yang mengganggu jalur jatuhnya beban secara berkala, menyebabkan beban tersebut jatuh sedikit demi sedikit, bukan sekaligus. Inilah yang membuat jam "berdetak," karena saat escapement bergerak maju mundur, secara bergantian mengaktifkan dan melepaskan roda gigi yang terhubung ke beban, ia menghasilkan suara yang sangat khas.
Jam-jam paling awal ini, meskipun merupakan keajaiban teknologi, tidak terlalu akurat. Selain itu, meskipun memungkinkan jam dibagi menjadi bagian-bagian yang lebih kecil [oleh karena itu kata "menit" kita untuk pembagian kecil pertama dari jam], jam tersebut tidak dapat membagi jam menjadi bagian yang lebih kecil lagi, atau "kedua" [dan ya, dari situlah kata itu berasal]. Hal itu baru bisa terjadi ketika seorang pemuda yang cukup brilian bernama Galileo Galilei menemukan prinsip pendulum sekitar tahun 1583. Secara garis besar, ia memperhatikan bahwa terlepas dari seberapa lebar ayunan pendulum tertentu, selalu dibutuhkan waktu yang sama untuk berayun bolak-balik. Ia menemukan, sebenarnya, bahwa waktu yang dibutuhkan pendulum untuk kembali ditentukan oleh panjang pendulum itu sendiri dan bukan oleh lebar ayunannya. Dan, dengan memasang pendulum yang diukur secara tepat pada mekanisme escapement jam, pembuat jam mampu menghasilkan alat pengukur waktu yang akurat hingga dalam hitungan detik per hari, bukan menit. Tidak masalah seberapa besar gaya yang diterapkan pada pendulum, karena gaya tersebut hanya memengaruhi lebar ayunan dan bukan panjang pendulum itu sendiri.
Jadi sekarang kita memiliki alat penunjuk waktu yang berfungsi dengan baik tanpa memandang waktu atau musim, dan yang sangat akurat dalam jangka waktu lama. Sayangnya, alat ini masih belum terlalu portabel, karena bebannya tidak akan jatuh secara teratur dan pendulumnya tidak dapat bekerja dengan benar jika terkena gerakan dari luar. Dan di sinilah jam saku berperan.
Penemuan kunci yang memungkinkan jam menjadi portabel [dan apa itu arloji selain jam portabel?] adalah pegas. Bahkan, penggunaan pegas mungkin merupakan perkembangan horologi terpenting kedua setelah penemuan escapement. Langkah pertama dalam membuat jam portabel adalah mengganti beban berat yang digunakan untuk menggerakkannya dengan sesuatu yang akan memberikan gaya yang stabil terlepas dari posisi jam tersebut. Dan ditemukan bahwa strip logam bertegangan tinggi yang digulung rapat memberikan gaya yang kurang lebih stabil saat mengurai, yang menjadikannya tepat untuk pekerjaan tersebut. Tentu saja, tidak butuh waktu lama bagi pembuat jam untuk menyadari bahwa pegas memberikan gaya yang semakin berkurang saat mengurai, tetapi mereka menemukan sejumlah solusi yang cukup cerdik
berbagai cara untuk mengatasi masalah tersebut, termasuk perangkat seperti "stackfreed" dan "fusee."
Langkah kedua dalam membuat jam yang benar-benar portabel adalah menemukan pengganti pendulum yang menjaga jam tetap berdetak pada interval waktu yang tepat. Jam portabel awal menggunakan perangkat yang disebut "foliot," yang terdiri dari dua beban yang sangat kecil yang digantung di kedua ujung batang keseimbangan yang berputar, tetapi ini tidak terlalu akurat dan tidak benar-benar portabel. Namun sekali lagi, konsep pegas yang baru ditemukanlah yang menyelamatkan keadaan. Ditetapkan bahwa kumparan kawat yang sangat halus [disebut "pegas rambut" karena sangat tipis] dapat dipasang langsung ke roda keseimbangan, dan ketika gaya dari pegas utama ditransmisikan ke mekanisme escapement, pegas rambut yang terpasang akan melilit dan membuka lilitannya dengan kecepatan yang sangat teratur, sehingga menyebabkan mekanisme escapement terhubung dan terlepas pada interval waktu yang tepat yang dibutuhkan. Dan, sebagian besar, ini berlaku tidak peduli bagaimana jam itu dipegang, sehingga memberikan portabilitas yang sebenarnya.
Perbedaan antara jam portabel awal ini dan jam saku sejati pertama agak kabur. Meskipun jam bertenaga pegas mungkin telah dikembangkan sejak awal tahun 1400-an, jam yang diatur oleh pegas baru muncul pada pertengahan tahun 1600-an, dan tidak lama setelah itu ukurannya menjadi cukup kecil untuk dibawa di pinggang atau di saku. Dan segera, siapa pun yang mampu membelinya terlihat membawa penemuan baru yang sedang populer saat itu – jam saku.
