Door de geschiedenis heen zijn de methoden en het belang van tijdmeting dramatisch geëvolueerd, als weerspiegeling van de veranderende behoeften en technologische vooruitgang van menselijke samenlevingen. In de vroegste agrarische culturen was de tijdsindeling zo simpel als dag en nacht, bepaald door de aanwezigheid van zonlicht. Deze rudimentaire aanpak volstond tot de uitvinding van de zonnewijzer rond 1500 v.Chr., waardoor oude beschavingen zoals de Grieken en Romeinen de dag konden verdelen in meer beheersbare intervallen, uren genaamd. De afhankelijkheid van de zonnewijzer van zonlicht leidde echter tot beperkingen, wat de ontwikkeling van meer geavanceerde instrumenten zoals de waterklok rond 1000 v.Chr. stimuleerde. Hoewel waterklokken een verbeterde nauwkeurigheid boden, hadden ook zij hun gebreken, waaronder problemen met waterdruk en verstopping. De introductie van de zandloper in de 8e eeuw na Christus bood een betrouwbaarder alternatief, hoewel deze nog steeds niet ideaal was voor tijdmeting op de lange termijn. Pas in de 14e eeuw vonden Europese monniken, gedreven door de behoefte aan nauwkeurige gebedsschema's, de eerste mechanische klokken uit. Deze vroege klokken, aangedreven door gewichten en gereguleerd door echappementen, waren baanbrekend, maar misten nog steeds de precisie en draagbaarheid die nodig waren voor wijdverspreid gebruik. De ontdekking van het slingerprincipe door Galileo Galilei in 1583 betekende een aanzienlijke sprong voorwaarts in nauwkeurigheid, waardoor klokken de tijd tot op seconden per dag nauwkeurig konden meten. De uitdaging van draagbaarheid bleef echter onopgelost tot de komst van het veermechanisme, wat uiteindelijk leidde tot de creatie van zakhorloges. Deze innovatie markeerde het begin van werkelijk draagbare tijdmeting en bracht een revolutie teweeg in de manier waarop mensen met tijd omgingen en deze begrepen.
Gedurende een groot deel van de menselijke geschiedenis was nauwkeurige tijdmeting simpelweg niet zo belangrijk. Afgezien van het feit dat er duizenden jaren geleden geen manier was om de tijd nauwkeurig bij te houden, was er ook simpelweg geen behoefte aan. Vroege culturen die gebaseerd waren op landbouw werkten zolang de zon scheen en stopten wanneer het donker werd. Pas toen de mensheid zich begon te ontwikkelen van een puur agrarische samenleving, begon men te zoeken naar een manier om het verstrijken van de tijd preciezer te markeren dan simpelweg elke dag te verdelen in 'dag' en 'nacht'
Het vroegst bekende instrument om de dag in kleinere tijdseenheden te verdelen was de zonnewijzer, die op zijn minst rond 1500 v.Chr. werd uitgevonden. Nadat iemand, wiens naam voor altijd verloren zal gaan in de geschiedenis, had opgemerkt dat de schaduw die een object werpt in lengte en richting verandert naarmate de dag vordert, bedacht hij dat je een stok rechtop in de grond kon zetten en, door de plek waar de schaduw viel te markeren, het daglicht in afzonderlijke intervallen kon verdelen. Deze intervallen werden uiteindelijk 'uren' genoemd, waarbij elk uur 1/12e deel van de tijd was dat de zon scheen. De zonnewijzer was een fantastisch idee dat de ordelijke ontwikkeling van de oude Griekse en Romeinse beschavingen mogelijk maakte. Een groot voordeel van de zonnewijzer was dat hij zeer draagbaar was. Hij had echter wel een paar fundamentele gebreken. Allereerst werkte hij alleen als de zon daadwerkelijk scheen. Dit was 's nachts geen probleem, aangezien niemand toch in het donker werkte. Maar het was een groot probleem op bewolkte dagen. Zelfs wanneer de zon fel scheen, varieerde de lengte van de dag gedurende het jaar, wat betekende dat de lengte van een "uur" ook met wel 30 minuten kon verschillen tussen de zomerzonnewende en de winterzonnewende.
Vanwege de beperkingen van de zonnewijzer zochten mensen naar andere manieren om de tijd te meten zonder afhankelijk te zijn van de zon. Een van de eerste pogingen die erg populair werd, was de waterklok (ook wel clepsydra genoemd), uitgevonden rond 1000 v.Chr. De waterklok was gebaseerd op het idee dat water met een schijnbaar constante snelheid uit een klein gaatje lekt, en dat het mogelijk is de tijd te meten door te noteren hoeveel water er door een gat in de bodem van een speciaal gemarkeerd vat is gelekt. Waterklokken waren veel nauwkeuriger dan zonnewijzers, omdat de stroomsnelheid niet werd beïnvloed door het tijdstip van de dag of het jaar, en het maakte niet uit of de zon scheen of niet. Ze waren echter niet zonder hun eigen ernstige gebreken.
Hoewel het lijkt alsof water met een constante snelheid druppelt, lekt het in werkelijkheid sneller weg naarmate er meer water in het vat zit, vanwege de druk die het gewicht van het water uitoefent. De oude Egyptenaren losten dit probleem op door vaten met schuine wanden te gebruiken om de waterdruk te egaliseren naarmate de hoeveelheid water afnam. Andere problemen waren echter dat het gat waardoor het water druppelde na verloop van tijd groter werd, waardoor er sneller meer water doorheen kon stromen, en dat het afvoergat ook de vervelende neiging had verstopt te raken. En God verhoede dat het koud genoeg zou worden om het water daadwerkelijk te laten bevriezen! Waterklokken waren, door hun aard, bovendien niet bepaald draagbaar.
Het duurde niet lang voordat men zich realiseerde dat water niet het enige is dat met een constante snelheid stroomt, en zo ontstond de zandloper, uitgevonden rond de 8e eeuw na Christus. De belangrijkste reden dat hij niet eerder werd uitgevonden, was waarschijnlijk simpelweg dat niemand vóór die tijd goed genoeg glas kon blazen. De zandloper gebruikt zand dat van het ene glazen vat naar het andere stroomt via een kleine opening die de twee verbindt. De doorgang van het zand wordt niet beïnvloed door de problemen die de waterklok en de zonnewijzer eerder wel veroorzaakten. Grote zandlopers waren echter onpraktisch, en om de tijd gedurende langere tijd bij te houden, moest het glas meestal de hele dag door steeds opnieuw worden omgedraaid. Kortom, het was een prima timer, maar een waardeloze tijdwaarnemer.
En zo bleef het eigenlijk tot de 14e eeuw, toen een groep monniken in Europa besloot dat ze een betere manier nodig hadden om te weten wanneer het tijd was om te bidden. Het leven van een monnik draaide namelijk om een vast gebedsschema: één bij het eerste licht, één bij zonsopgang, één halverwege de ochtend, één 's middags, één halverwege de middag, één bij zonsondergang en één bij het vallen van de avond. Het kennen van de juiste tijd werd daarom meer dan een luxe – het was een religieuze plicht! En als gevolg daarvan bedachten deze monniken de eerste bekende mechanische klokken. Het woord "klok" komt overigens van het Nederlandse woord voor "bel", aangezien deze vroege mechanische klokken geen wijzers hadden en alleen ontworpen waren om het uur te slaan.
Naast het slagwerk van de bel hadden deze vroege klokken twee belangrijke vereisten. De eerste was een energiebron, die werd geleverd door een gewicht dat aan een touw of ketting was bevestigd. Het gewicht werd naar de bovenkant van de klok gedragen of getrokken, waarna de zwaartekracht de rest deed. De tweede vereiste was een manier om het gewicht langzaam en gecontroleerd te laten vallen, in plaats van als een loden gewicht naar beneden te storten. En dit werd mogelijk gemaakt door een wonderbaarlijk en
Een ingenieuze uitvinding genaamd het echappement. Simpel gezegd is een echappement een mechanisme dat de baan van het vallende gewicht met regelmatige tussenpozen onderbreekt, waardoor het gewicht telkens een klein beetje valt in plaats van in één keer. Dit is letterlijk wat klokken laat "tikken", want terwijl het echappement heen en weer beweegt en afwisselend de tandwielen die aan het gewicht vastzitten in- en uitschakelt, produceert het een heel kenmerkend geluid.
Deze vroegste klokken waren weliswaar technologische hoogstandjes, maar niet bijzonder nauwkeurig. Hoewel ze het mogelijk maakten het uur onder te verdelen in kleinere eenheden (vandaar ons woord 'minuut' voor de eerste kleine onderverdeling van het uur), konden ze het uur niet verder onderverdelen in een kleinere, of 'tweede', onderverdeling (en ja, daar komt dat woord ook vandaan). Dat moest wachten tot een briljante jongeman genaamd Galileo Galilei rond 1583 het principe van de slinger ontdekte. Kort gezegd merkte hij op dat, ongeacht hoe ver een slinger uitsloeg, het altijd even lang duurde om heen en weer te zwaaien. Hij ontdekte zelfs dat de tijd die de slinger nodig had om terug te keren, werd bepaald door de lengte van de slinger zelf en niet door de breedte van de zwaai. Door een nauwkeurig gemeten slinger aan het echappement van een klok te bevestigen, konden klokkenmakers uurwerken maken die tot op seconden per dag nauwkeurig waren in plaats van tot op minuten. Het maakte niet uit hoeveel kracht er op de slinger werd uitgeoefend, aangezien de kracht alleen de breedte van de slingerbeweging beïnvloedde en niet de lengte van de slinger zelf.
We hadden nu dus uurwerken die goed werkten, ongeacht het tijdstip of het seizoen, en die gedurende lange perioden zeer nauwkeurig waren. Helaas waren ze nog steeds niet erg draagbaar, omdat het gewicht niet regelmatig viel en de slinger niet goed kon functioneren als ze aan externe bewegingen werden blootgesteld. En dat is waar het zakhorloge in beeld komt.
De belangrijkste uitvinding die het mogelijk maakte om klokken draagbaar te maken [en wat is een horloge anders dan een draagbare klok?] was de veer. Sterker nog, het gebruik van veren is waarschijnlijk de op één na belangrijkste ontwikkeling in de horlogerie, na de uitvinding van het echappement. De eerste stap om een klok draagbaar te maken, was het vervangen van de zware gewichten die de klok aandreven door iets dat een constante kracht uitoefende, ongeacht de positie waarin de klok werd gehouden. Men ontdekte dat een strak opgerolde, zeer gespannen metalen strip een min of meer constante kracht uitoefent naarmate deze zich afwikkelt, wat het precies de juiste oplossing maakte. Natuurlijk duurde het niet lang voordat klokkenmakers merkten dat de veer steeds minder kracht uitoefende naarmate deze zich afwikkelde, maar ze bedachten een aantal nogal ingenieuze oplossingen
manieren om het probleem aan te pakken, waaronder apparaten zoals de "stackfreed" en de "fusee"
De tweede stap om een klok echt draagbaar te maken, was het vinden van een vervanging voor de slinger die de klok op precies de juiste tijd liet tikken. Vroege "draagbare klokken" gebruikten een apparaat genaamd een "foliot", dat bestond uit twee zeer kleine gewichtjes die aan beide uiteinden van een roterende balansstang hingen. Deze waren echter noch bijzonder nauwkeurig, noch echt draagbaar. Opnieuw bood het nieuw ontdekte concept van de veer uitkomst. Men ontdekte dat een zeer dunne draadspiraal (een zogenaamde "haarveer") direct aan het balanswiel kon worden bevestigd. Wanneer de kracht van de hoofdveer op het echappement werd overgebracht, zou de aangehechte haarveer zich met een zeer regelmatige snelheid op- en afwikkelen, waardoor het echappement op de vereiste, precies getimede momenten in- en uitschakelde. En dit geldt grotendeels ongeacht hoe de klok wordt vastgehouden, wat zorgt voor echte draagbaarheid.
Het onderscheid tussen deze eerste draagbare klokken en de eerste echte zakhorloges is vaag. Hoewel een veergedreven klok mogelijk al in de 15e eeuw werd ontwikkeld, verscheen een veergereguleerde klok pas halverwege de 17e eeuw. Niet veel later werden ze klein genoeg om aan de riem of in de zak te dragen. En al snel droeg iedereen die het zich kon veroorloven die nieuwe, razend populaire uitvinding – het zakhorloge.
