Nel corso della storia, i metodi e l'importanza della misurazione del tempo si sono evoluti radicalmente, riflettendo le mutevoli esigenze e i progressi tecnologici delle società umane. Nelle prime culture agrarie, la divisione del tempo era semplice come il giorno e la notte, determinata dalla presenza della luce solare. Questo approccio rudimentale fu sufficiente fino all'invenzione della meridiana intorno al 1500 a.C., che permise ad antiche civiltà come Greci e Romani di suddividere il giorno in intervalli più gestibili chiamati ore. Tuttavia, la dipendenza della meridiana dalla luce solare portò ai suoi limiti, spingendo lo sviluppo di dispositivi più sofisticati come la clessidra ad acqua intorno al 1000 a.C. Sebbene le clessidra ad acqua offrissero una maggiore precisione, presentavano anche i loro difetti, tra cui problemi di pressione dell'acqua e intasamento. L'introduzione della clessidra nell'VIII secolo d.C. fornì un'alternativa più affidabile, sebbene non fosse ancora ideale per la misurazione del tempo a lungo termine. Fu solo nel 1300 che i monaci europei, spinti dalla necessità di orari di preghiera precisi, inventarono i primi orologi meccanici. Questi primi orologi, alimentati da pesi e regolati da scappamenti, furono rivoluzionari, ma mancavano ancora della precisione e della portabilità necessarie per un uso diffuso. La scoperta del principio del pendolo da parte di Galileo Galilei nel 1583 segnò un significativo balzo in avanti nella precisione, consentendo agli orologi di misurare il tempo con una precisione di pochi secondi al giorno. Tuttavia, la sfida della portabilità rimase irrisolta fino all'avvento del meccanismo a molla, che portò infine alla creazione degli orologi da tasca. Questa innovazione segnò l'inizio di una misurazione del tempo veramente portatile, rivoluzionando il modo in cui le persone interagivano e comprendevano il tempo.
Per gran parte della storia umana, misurare il tempo con precisione non è stato poi così importante. A parte il fatto che migliaia di anni fa non esisteva alcun modo per mantenere l'ora esatta, semplicemente non ce n'era bisogno. Le prime culture basate sull'agricoltura lavoravano finché splendeva il sole e si fermavano quando faceva buio. Fu solo quando l'umanità iniziò ad allontanarsi da una società puramente agricola che si iniziò a cercare un modo per scandire il passare del tempo in modo più preciso della semplice divisione di ogni giorno in "giorno" e "notte"
Il primo dispositivo conosciuto per suddividere il giorno in intervalli di tempo più piccoli fu la meridiana, inventata almeno nel 1500 a.C. Avendo notato che l'ombra proiettata da un oggetto cambia lunghezza e direzione con il passare del giorno, una persona brillante il cui nome sarà per sempre perso nella storia capì che si poteva piantare un bastone verticalmente nel terreno e, segnando il punto in cui cadeva l'ombra, dividere la luce del giorno in intervalli discreti. Questi intervalli alla fine vennero chiamati "ore", dove ogni ora rappresentava 1/12 del tempo in cui il sole splendeva ogni giorno. La meridiana fu un'idea meravigliosa che permise l'ordinato progresso delle antiche civiltà greca e romana. Un grande vantaggio della meridiana era la sua facile trasportabilità. Presentava però alcuni difetti molto basilari. Innanzitutto, funzionava solo quando il sole splendeva effettivamente. Questo non era un problema di notte, dato che nessuno lavorava al buio. Ma era un problema serio nelle giornate nuvolose. Tuttavia, anche quando il sole splendeva intensamente, la durata del giorno variava nel corso dell'anno, il che significava che la durata di un'"ora" variava anche di 30 minuti dal solstizio d'estate al solstizio d'inverno.
A causa dei limiti della meridiana, si cercarono altri modi per misurare il passare del tempo senza dipendere dal sole. Uno dei primi tentativi che divenne molto popolare fu la clessidra, inventata intorno al 1000 a.C. La clessidra si basava sull'idea che l'acqua fuoriuscisse da un piccolo foro a una velocità apparentemente costante, ed è possibile segnare il passare del tempo notando quanta acqua è fuoriuscita da un foro sul fondo di un recipiente appositamente contrassegnato. Le clessidra erano molto più precise delle meridiane, poiché la velocità del flusso non era influenzata dall'ora del giorno o dell'anno, e non importava se il sole splendesse o meno. Non erano però esenti da gravi difetti.
Sebbene l'acqua possa sembrare gocciolare a un ritmo costante e fisso, in realtà più acqua c'è nel contenitore, più velocemente fuoriesce a causa della pressione esercitata dal peso dell'acqua stessa. Gli antichi Egizi risolsero questo problema utilizzando contenitori con i lati inclinati per equalizzare la pressione dell'acqua al diminuire della quantità d'acqua. Altri problemi, tuttavia, includevano il fatto che il foro attraverso il quale gocciolava l'acqua tendeva ad allargarsi nel tempo, permettendo così a più acqua di passare più velocemente, e il fatto che anche il foro di fuoriuscita aveva la fastidiosa tendenza a ostruirsi. E Dio non voglia che si raffreddasse abbastanza da far congelare l'acqua! Gli orologi ad acqua, per loro stessa natura, non erano particolarmente portatili.
Beh, non ci volle molto per rendersi conto che l'acqua non è l'unica cosa a scorrere a un ritmo costante, e poi arrivò la clessidra, inventata intorno all'VIII secolo d.C. Il motivo principale per cui non fu inventata prima fu probabilmente semplicemente perché nessuno era in grado di soffiare il vetro abbastanza bene prima di allora. La clessidra usa la sabbia che scorre da un recipiente di vetro all'altro attraverso una piccola apertura che li collega, e il passaggio della sabbia non è particolarmente influenzato dai problemi che causarono con l'orologio ad acqua e la meridiana prima di essa. Tuttavia, le clessidre di grandi dimensioni erano poco pratiche e tenere il tempo per periodi prolungati di solito significava girare il bicchiere più e più volte nel corso della giornata. In sostanza, era un ottimo cronometro, ma un pessimo cronometrista.
E le cose rimasero più o meno così fino al 1300, quando un gruppo di monaci in Europa decise che avevano davvero bisogno di un modo migliore per capire quando era il momento di pregare. Perché, vedete, la vita di un monaco ruotava attorno a un programma di preghiere prestabilito: una alle prime luci dell'alba, una all'alba, una a metà mattina, una a mezzogiorno, una a metà pomeriggio, una al tramonto e una al calar della notte. Conoscere l'ora esatta divenne quindi più di una semplice finezza: era un imperativo religioso! E, di conseguenza, questi monaci idearono i primi orologi meccanici conosciuti. La parola "orologio", tra l'altro, deriva dalla parola olandese per "campana", poiché questi primi orologi meccanici non avevano lancette ed erano progettati per battere semplicemente l'ora.
Oltre al meccanismo di suoneria, questi primi orologi avevano due requisiti importanti. Il primo era una fonte di energia, fornita da un peso attaccato a una corda o a una catena. Il peso veniva trasportato o tirato verso la sommità dell'orologio, e la gravità avrebbe fatto il resto. Il secondo era un modo per forzare il peso a cadere a un ritmo lento e misurato, invece di precipitare come, beh, un peso di piombo. E questo era garantito da un meraviglioso e
Un'ingegnosa invenzione chiamata scappamento. In parole povere, uno scappamento è un dispositivo che interrompe il percorso del peso in caduta a intervalli regolari, facendolo cadere un po' alla volta anziché tutto in una volta. Questo è letteralmente ciò che fa "ticchettare" gli orologi, poiché mentre lo scappamento si muove avanti e indietro, innestando e rilasciando alternativamente gli ingranaggi collegati al peso, produce un suono molto caratteristico.
Questi primi orologi, pur essendo delle meraviglie tecnologiche, non erano particolarmente precisi. Inoltre, sebbene consentissero di suddividere l'ora in più piccole porzioni [da qui la parola "minuto" per la prima piccola divisione dell'ora], non potevano scomporre l'ora in un'ulteriore piccola divisione, la "seconda" [e sì, è da lì che deriva anche questa parola]. Questo dovette aspettare fino a quando un giovane piuttosto brillante di nome Galileo Galilei scoprì il principio del pendolo intorno al 1583. In parole povere, notò che, indipendentemente dall'ampiezza dell'oscillazione di un particolare pendolo, impiegava sempre lo stesso tempo per oscillare avanti e indietro. Scoprì, infatti, che il tempo impiegato dal pendolo per tornare indietro era determinato dalla lunghezza del pendolo stesso e non dall'ampiezza dell'oscillazione. E, collegando un pendolo misurato con precisione allo scappamento di un orologio, gli orologiai furono in grado di produrre orologi con una precisione di pochi secondi al giorno anziché di minuti. Non importava quanta forza fosse applicata al pendolo, poiché la forza influenzava solo l'ampiezza dell'oscillazione e non la lunghezza del pendolo stesso.
Ora avevamo orologi che funzionavano bene indipendentemente dall'ora del giorno o dalla stagione, e che erano molto precisi per lunghi periodi di tempo. Purtroppo, non erano ancora particolarmente portatili, perché il peso non scendeva regolarmente e il pendolo non poteva funzionare correttamente se sottoposto a movimenti esterni. Ed è qui che entra in gioco l'orologio da tasca.
L'invenzione chiave che ha permesso agli orologi di diventare portatili [e cos'è un orologio se non un orologio portatile?] è stata la molla. In effetti, l'uso delle molle è probabilmente il secondo sviluppo orologiero più importante dopo l'invenzione dello scappamento. Il primo passo per rendere portatile un orologio è stato quello di sostituire i pesi pesanti utilizzati per alimentarlo con qualcosa che esercitasse una forza costante indipendentemente dalla posizione in cui l'orologio veniva tenuto. E si scoprì che una striscia di metallo ad alta tensione, strettamente avvolta, esercita una forza più o meno costante mentre si srotola, il che la rendeva perfetta per lo scopo. Naturalmente, non ci volle molto perché gli orologiai si accorgessero che la molla esercitava sempre meno forza mentre si srotolava, ma escogitarono una serie di soluzioni piuttosto ingegnose
modi per affrontare il problema, tra cui dispositivi come lo “stackfreed” e il “fusee”
Il secondo passo per rendere un orologio veramente portatile fu trovare un sostituto del pendolo che mantenesse il ticchettio dell'orologio a intervalli precisi. I primi "orologi portatili" utilizzavano un dispositivo chiamato "foliot", costituito da due pesi molto piccoli sospesi alle estremità di un bilanciere rotante, ma questi non erano né particolarmente precisi né veramente portatili. Ancora una volta, tuttavia, fu il concetto di molla appena scoperto a venire in soccorso. Si scoprì che una bobina di filo molto sottile [chiamata "spirale" per via del suo spessore] poteva essere fissata direttamente al bilanciere e che, quando la forza della molla principale veniva trasmessa allo scappamento, la spirale collegata si avvolgeva e si srotolava a un ritmo molto regolare, causando così l'innesto e lo sblocco dello scappamento negli intervalli precisi richiesti. E, nella maggior parte dei casi, questo è vero indipendentemente da come l'orologio venga tenuto, garantendo una vera portabilità.
La distinzione tra questi primi orologi portatili e i primi veri orologi da tasca è labile. Sebbene un orologio a molla possa essere stato sviluppato già nel 1400, un orologio con regolazione a molla non apparve fino alla metà del 1600, e non passò molto tempo prima che diventassero abbastanza piccoli da poter essere portati in vita o in tasca. E presto, chiunque potesse permettersene uno si vide portare con sé quella nuova invenzione che era di gran moda: l'orologio da tasca.
