Kwa sehemu kubwa ya historia ya mwanadamu, utunzaji sahihi wa wakati haukuwa jambo kubwa sana. Kando na ukweli kwamba hapakuwa na njia yoyote ya kuweka wakati sahihi maelfu ya miaka iliyopita, hakukuwa na hitaji la kufanya hivyo. Tamaduni za awali ambazo ziliegemezwa kwenye kilimo zilifanya kazi maadamu jua linawaka na kuacha giza lilipoingia. Ilikuwa ni pale tu Mwanadamu alipoanza kujitenga na jamii ya watu wa kilimo tu ndipo watu walianza kutafuta njia ya kuashiria kupita kwa wakati kwa usahihi zaidi kuliko tu kugawanya kila siku kuwa "mchana" na "usiku."
Kifaa cha kwanza kilichojulikana cha kugawanya siku katika vipande vidogo vya wakati kilikuwa jua, ambayo ilivumbuliwa angalau na 1500 BC Baada ya kugundua kuwa kivuli ambacho kitu hutoa hubadilika kwa urefu na mwelekeo kadiri siku inavyosonga, mtu fulani mkali ambaye jina lake lilikuwa. itapotea milele kwenye historia, ikigundua kuwa unaweza kuweka fimbo wima ardhini na, kwa kuashiria mahali kivuli kilipoanguka, kugawanya mwanga wa mchana katika vipindi tofauti. Vipindi hivi hatimaye vilikuja kuitwa “saa,” huku kila saa ikiwa 1/12 ya wakati jua lilipoangaza kila siku. Sundial ilikuwa wazo nzuri ambalo liliruhusu maendeleo ya utaratibu wa ustaarabu wa kale wa Kigiriki na Kirumi. Jambo moja kubwa kuhusu sundial ni kwamba ilikuwa rahisi kubebeka. Ilikuwa na dosari za kimsingi sana, hata hivyo. Kwanza kabisa, ilifanya kazi tu wakati jua lilikuwa linawaka. Hili halikuwa tatizo usiku, kwa vile hakuna mtu aliyefanya kazi gizani. Lakini ilikuwa shida kubwa siku za mawingu. Hata hivyo, hata wakati jua lilikuwa linang'aa sana, urefu wa siku hutofautiana katika kipindi chote cha mwaka, jambo ambalo lilimaanisha kwamba urefu wa "saa" pia ulitofautiana kwa dakika 30 kutoka msimu wa kiangazi hadi msimu wa baridi.
Kwa sababu ya mapungufu ya miale ya jua, watu walitafuta njia nyingine za kupima upitaji wa wakati bila kutegemea jua. Mojawapo ya majaribio ya mapema ambayo yalikuwa maarufu sana ni saa ya maji [pia inaitwa clepsydra], iliyovumbuliwa wakati fulani karibu 1000 BC Saa ya maji ilitokana na wazo kwamba maji huvuja kutoka kwa shimo ndogo kwa kasi inayoonekana, na ni iwezekanavyo kuashiria kupita kwa muda kwa kutambua ni kiasi gani cha maji kimevuja kupitia shimo chini ya chombo kilicho na alama maalum. Saa za maji zilikuwa sahihi zaidi kuliko saa za jua, kwa kuwa kiwango cha mtiririko hakikuathiriwa na wakati wa siku au mwaka, na haijalishi ikiwa jua lilikuwa linawaka au la. Ingawa hawakuwa na dosari zao kubwa.
Ingawa maji yanaweza kuonekana yakidondoka kwa kasi isiyobadilika, kwa kweli kadiri maji yanavyokuwa kwenye chombo ndivyo yanavyovuja kwa kasi kutokana na shinikizo linaloletwa na uzito wa maji. Wamisri wa kale walitatua tatizo hili kwa kutumia vyombo vilivyo na pande zilizoinama ili kusawazisha shinikizo la maji kadri kiasi cha maji kilipopungua. Matatizo mengine, hata hivyo, yalijumuisha ukweli kwamba shimo ambalo maji yalitiririka lilielekea kuwa kubwa baada ya muda, na hivyo kuruhusu maji mengi kupita haraka, na ukweli kwamba shimo la kutoroka pia lilikuwa na tabia mbaya ya kuziba. Na mbingu haziruhusu iwe baridi ya kutosha ili maji yaweze kuganda! Saa za maji, kwa asili yao, pia hazikuwa rahisi kubebeka.
Naam, haikuchukua watu muda mrefu kutambua kwamba maji sio kitu pekee kinachotiririka kwa mwendo wa kasi, na kilichofuata kikaja hourglass, iliyovumbuliwa wakati fulani karibu na karne ya 8 BK Sababu kuu haikuvumbuliwa mapema. labda ilikuwa kwa sababu hakuna mtu aliyeweza kupuliza glasi vizuri kabla ya hapo. Saa ya saa hutumia mchanga unaotiririka kutoka kwa chombo kimoja cha glasi hadi kingine kupitia uwazi mdogo unaounganisha hizo mbili, na upitishaji wa mchanga hauathiriwi hasa na mambo ambayo yalisababisha matatizo na saa ya maji na sundial kabla yake. Hata hivyo, miwani mikubwa ya saa haikufaa, na kuweka muda kwa muda wowote ulioongezwa kwa kawaida kulimaanisha kugeuza glasi tena na tena kwa siku nzima. Kimsingi, ilifanya kipima saa kizuri, lakini kitunza wakati kibaya.
Na hivyo ndivyo mambo yalivyosimama hadi miaka ya 1300, wakati kundi la watawa huko Uropa waliamua kwamba walihitaji njia bora zaidi ya kusema ni wakati gani wa kuomba. Kwani, unaona, maisha ya mtawa yalizunguka kwenye ratiba iliyowekwa ya maombi - moja kwa nuru ya kwanza, moja mawio ya jua, moja katikati ya asubuhi, moja adhuhuri, moja adhuhuri, moja machweo na moja jioni. Kujua wakati sahihi kwa hiyo kukawa zaidi ya uzuri - ilikuwa ni sharti la kidini! Na, kwa sababu hiyo, watawa hawa walitengeneza saa za kwanza zinazojulikana za mitambo. Neno "saa," kwa njia, linatokana na neno la Kiholanzi "kengele," kwa kuwa saa hizi za mapema za mitambo hazikuwa na mikono na ziliundwa ili kupiga saa tu.
Mbali na utaratibu wa kupiga kengele, saa hizi za mapema zilikuwa na mahitaji mawili muhimu. Ya kwanza ilikuwa chanzo cha nguvu, na hii ilitolewa na uzito unaohusishwa na kamba au mnyororo. Uzito ulibebwa au kuvutwa hadi juu ya saa, na mvuto ungefanya mengine. Ya pili ilikuwa njia fulani ya kulazimisha uzito kuanguka kwa mwendo wa polepole, uliopimwa badala ya kuporomoka kama vile uzito wa risasi. Na hii ilitolewa na ajabu na
uvumbuzi wa busara unaoitwa kutoroka. Kwa maneno rahisi, kutoroka ni kifaa kinachozuia njia ya uzito unaoanguka kwa vipindi vya kawaida, na kusababisha kuanguka kidogo kwa wakati badala ya yote mara moja. Hili ndilo hasa linalofanya saa kuwa "tick," kwa kuwa jinsi sehemu ya kutoroka inaposonga mbele na nyuma, ikihusisha na kutoa gia ambazo zimeunganishwa kwenye uzani, hutoa sauti ya kipekee.
Saa hizi za mwanzo, ingawa maajabu ya kiteknolojia, hazikuwa sahihi haswa. Pia, ingawa waliruhusu saa kugawanywa katika sehemu ndogo zaidi [hivyo neno letu “dakika” kwa sehemu ndogo ya kwanza ya saa], hawakuweza kuvunja saa kuwa sehemu ndogo zaidi, au “pili” [na. ndio, hapo ndipo neno hilo linatoka pia]. Hilo lilibidi lingoje hadi kijana mwenye kipaji zaidi aitwaye Galileo Galilei agundue mkuu wa pendulum katika mwaka wa 1583 hivi. Akielezwa kwa upana, aliona kwamba bila kujali upana wa pendulum fulani uliyumba kadiri gani, sikuzote ilichukua muda uleule kurudi na kurudi nyuma. nje. Aligundua, kwa kweli, muda ambao pendulum ilichukua kurudi iliamuliwa na urefu wa pendulum yenyewe na si kwa upana wa bembea. Na, kwa kuambatisha pendulum iliyopimwa kwa usahihi kwenye sehemu ya saa, watengenezaji wa saa waliweza kutoa saa ambazo zilikuwa sahihi kwa sekunde chache kwa siku badala ya dakika. Haijalishi ni nguvu ngapi iliyotumika kwa pendulum, kwani nguvu iliathiri tu upana wa swing na sio urefu wa pendulum yenyewe.
Kwa hivyo sasa tulikuwa na saa ambazo zilifanya kazi vizuri bila kujali wakati wa siku au msimu, na ambazo zilikuwa sahihi sana kwa muda mrefu. Kwa bahati mbaya, bado hazikuwa za kubebeka, kutokana na ukweli kwamba uzito hautaanguka mara kwa mara na pendulum haikuweza kufanya kazi kwa usahihi ikiwa wanakabiliwa na mwendo wa nje. Na hapa ndipo saa ya mfukoni inapoingia kwenye picha.
Uvumbuzi mkuu ulioruhusu saa kubebeka [na saa ni nini lakini ni saa inayobebeka?] ilikuwa majira ya kuchipua. Kwa kweli, matumizi ya chemchemi labda ni maendeleo ya pili muhimu zaidi ya horological baada ya uvumbuzi wa kutoroka. Hatua ya kwanza ya kufanya saa iweze kubebeka ilikuwa kuchukua nafasi ya vizito vizito vilivyotumiwa kuiwasha na kitu ambacho kingetumia nguvu thabiti bila kujali nafasi ambayo saa ilishikiliwa. Na iligundulika kuwa ukanda wa chuma uliojikunja kwa nguvu, wenye mvutano wa juu huwa na nguvu zaidi au kidogo inapojikunja, ambayo iliifanya kuwa kitu cha kazi. Kwa kweli, haikuchukua muda kwa watengenezaji wa saa kugundua kuwa chemchemi hiyo ilikuwa na nguvu kidogo na kidogo ilipokuwa ikitoka, lakini walikuja na idadi fulani ya werevu.
njia za kushughulikia tatizo, ikiwa ni pamoja na vifaa kama vile "stackfreed" na "fusee."
Hatua ya pili ya kufanya saa iweze kubebeka kabisa ilikuwa ni kuja na kibadilishaji cha pendulum ambacho kiliifanya saa ipite kwa vipindi vilivyopangwa kwa usahihi. "Saa zinazobebeka" za mapema zilitumia kifaa kinachoitwa "foliot," ambacho kilikuwa na uzani wawili mdogo sana uliosimamishwa kutoka kwa kila ncha ya upau wa salio unaozunguka, lakini hizi hazikuwa sahihi wala kubebeka kihalisi. Kwa mara nyingine tena, hata hivyo, ilikuwa ni dhana mpya iliyogunduliwa ya chemchemi iliyokuja kuwaokoa. Iliamuliwa kwamba koili nzuri sana ya waya [inayoitwa "nywele" kwa kuwa ilikuwa nyembamba sana] inaweza kushikamana moja kwa moja kwenye gurudumu la kusawazisha, na kwamba wakati nguvu kutoka kwa chemchemi kuu ilipopitishwa kwenye njia ya kutoroka, chemchemi ya nywele iliyoambatanishwa ingejikunja. na kujifungua kwa mwendo wa kawaida sana, na hivyo kusababisha utoroshaji kuhusika na kutolewa katika vipindi vilivyowekwa wakati unaohitajika. Na, kwa sehemu kubwa, hii ni kweli bila kujali jinsi saa inashikiliwa, kutoa uwezo wa kweli.
Tofauti kati ya saa hizi za kwanza zinazobebeka na saa za kwanza za mfukoni ni ukungu. Ingawa saa inayoendeshwa na majira ya kuchipua huenda ilibuniwa mapema katika miaka ya 1400, saa iliyodhibitiwa na majira ya kuchipua haikuonekana hadi katikati ya miaka ya 1600, na muda mfupi baadaye ikawa ndogo vya kutosha kubeba kiuno cha mtu au mfukoni. . Na hivi karibuni, mtu yeyote ambaye angeweza kumudu alionekana akiwa amebeba uvumbuzi huo mpya ambao ulikuwa mkali sana - saa ya mfukoni.
