Протягом історії методи та важливість відліку часу різко розвивалися, відображаючи мінливі потреби та технологічний прогрес людських суспільств. У найдавніших аграрних культурах поділ часу був таким же простим, як день і ніч, що визначався наявністю сонячного світла. Цей рудиментарний підхід існував до винаходу сонячного годинника близько 1500 року до нашої ери, який дозволив стародавнім цивілізаціям, таким як греки та римляни, розділити день на більш керовані інтервали, які називаються годинами. Однак залежність сонячного годинника від сонячного світла призвела до його обмежень, що спонукало до розробки більш складних пристроїв, таких як водяний годинник близько 1000 року до нашої ери. Хоча водяний годинник забезпечував підвищену точність, він також мав свої недоліки, зокрема проблеми з тиском води та засміченням. Впровадження пісочного годинника у 8 столітті нашої ери забезпечило більш надійну альтернативу, хоча він все ще не був ідеальним для довгострокового відліку часу. Лише у 1300-х роках європейські ченці, спонукані потребою в точних розкладах молитов, винайшли перші механічні годинники. Ці ранні годинники, що приводилися в дію гирями та регулювалися спусковими механізмами, були новаторськими, але їм все ще бракувало точності та портативності, необхідних для широкого використання. Відкриття принципу маятника Галілео Галілеєм у 1583 році ознаменувало значний стрибок у точності, дозволивши годинникам вимірювати час з точністю до кількох секунд на добу. Однак проблема портативності залишалася невирішеною до появи пружинного механізму, який зрештою призвів до створення кишенькових годинників. Це нововведення ознаменувало початок справді портативного хронометражу, революціонізувавши те, як люди взаємодіяли з часом та розуміли його.
Протягом більшої частини історії людства точний відлік часу просто не мав великого значення. Окрім того факту, що тисячі років тому не було жодного способу відстежувати точний час, у цьому просто не було потреби. Ранні культури, що базувалися на сільському господарстві, працювали, поки світило сонце, і припиняли працювати, коли сутеніло. Лише коли людство почало відходити від суто аграрного суспільства, люди почали шукати спосіб відзначати плин часу точніше, ніж просто поділ кожного дня на «день» і «ніч»
Найдавнішим відомим пристроєм для розбиття доби на менші проміжки часу був сонячний годинник, винайдений щонайменше близько 1500 року до нашої ери. Помітивши, що тінь, яку відкидає об'єкт, змінює свою довжину та напрямок з плином дня, якась розумна людина, чиє ім'я назавжди буде втрачено в історії, зрозуміла, що можна встромити палицю вертикально в землю та, позначивши місце падіння тіні, розділити денне світло на окремі інтервали. Ці інтервали згодом стали називатися «годинами», причому кожна година становила 1/12 від часу, коли сонце світило щодня. Сонячний годинник був чудовою ідеєю, яка дозволила впорядкований розвиток давньогрецької та римської цивілізацій. Однією з головних переваг сонячного годинника було те, що він був дуже портативним. Однак у нього були деякі дуже основні недоліки. Перш за все, він працював лише тоді, коли дійсно світило сонце. Це не було проблемою вночі, оскільки ніхто все одно не працював у темряві. Але це була серйозна проблема в хмарні дні. Однак, навіть коли сонце яскраво світило, тривалість дня змінювалася протягом року, а це означало, що тривалість «години» також змінювалася на цілих 30 хвилин від літнього сонцестояння до зимового.
Через обмеження сонячного годинника люди шукали інші способи вимірювання плину часу, не залежачи від сонця. Однією з перших спроб, яка стала дуже популярною, був водяний годинник [також званий клепсидрою], винайдений приблизно в 1000 році до нашої ери. Водяний годинник базувався на ідеї, що вода витікає з невеликого отвору з, здавалося б, постійною швидкістю, і можна відзначити плин часу, відзначивши, скільки води витекло через отвір у дні спеціально позначеної посудини. Водяні годинники були набагато точнішими, ніж сонячні годинники, оскільки швидкість потоку не залежала від часу доби чи року, і не мало значення, чи світило сонце чи ні. Однак вони не були позбавлені серйозних недоліків.
Хоча може здаватися, що вода капає зі стабільною, фіксованою швидкістю, насправді, чим більше води в посудині, тим швидше вона витікає через тиск, що створюється вагою води. Стародавні єгиптяни вирішили цю проблему, використовуючи посудини з похилими стінками, щоб вирівнювати тиск води, коли її кількість зменшується. Інші проблеми, однак, включали той факт, що отвір, через який капала вода, з часом мав тенденцію збільшуватися, тим самим дозволяючи більшій кількості води проходити швидше, а також той факт, що отвір для витікання також мав неприємну схильність засмічуватися. І не дай Боже, щоб стало настільки холодно, що вода фактично замерзне! Водяні годинники, за своєю природою, також не були особливо портативними.
Що ж, людям не знадобилося багато часу, щоб усвідомити, що вода — це не єдина річ, яка тече зі стабільною швидкістю, і наступним з'явився пісочний годинник, винайдений приблизно у 8 столітті нашої ери. Головна причина, чому його не винайшли раніше, ймовірно, полягала в тому, що до того часу ніхто не вмів достатньо добре видувати скло. Пісочний годинник використовує пісок, який перетікає з однієї скляної посудини в іншу через крихітний отвір, який з'єднує їх, і на проходження піску не особливо впливають фактори, які спричиняли проблеми з водяним годинником і сонячним годинником до нього. Однак великі пісочні годинники були непрактичними, і для того, щоб відстежувати час протягом тривалого періоду, зазвичай потрібно було повертати склянку знову і знову протягом дня. По суті, це був чудовий таймер, але жахливий хронометр.
І так все тривало приблизно до 1300-х років, коли група ченців у Європі вирішила, що їм дійсно потрібен кращий спосіб визначати, коли час молитися. Бо, бачите, життя ченця оберталося навколо встановленого графіка молитов – одна на світанку, одна на сході сонця, одна в середині ранку, одна опівдні, одна в середині дня, одна на заході сонця і одна на заході сонця. Тому знання правильного часу стало не просто дрібницею – це стало релігійним імперативом! І в результаті ці ченці винайшли перші відомі механічні годинники. До речі, слово «годинник» походить від голландського слова «дзвін», оскільки ці ранні механічні годинники не мали стрілок і були розроблені для того, щоб просто відбивати годину.
Окрім механізму удару дзвона, ці ранні годинники мали дві важливі вимоги. Першою було джерело живлення, і його забезпечувала гиря, прикріплена до мотузки або ланцюга. Гиря переносилася або тягнулася до верху годинника, а решту робила сила тяжіння. Другою був певний спосіб змусити гирю падати повільно, розмірено, а не падати різко, як, ну, свинцева гиря. І це забезпечувалося чудовим і
геніальний винахід під назвою спусковий механізм. Найпростіше кажучи, спусковий механізм — це пристрій, який перериває шлях падіння вантажу через рівні проміжки часу, змушуючи його падати потроху, а не все одразу. Саме це буквально змушує годинники «цокати», оскільки, коли спусковий механізм рухається вперед і назад, по черзі зачіпаючи та відчіпляючи шестерні, прикріплені до вантажу, він видає дуже характерний звук.
Ці найдавніші годинники, хоча й були технологічними дивами, не були особливо точними. Крім того, хоча вони дозволяли поділяти годину на хвилинніші частини [звідси й слово «хвилина» для першої малої поділки години], вони не могли розбити годину на ще одну, або «другу» малу поділку [і так, звідси походить і це слово]. Це довелося чекати, поки досить блискучий молодий чоловік на ім'я Галілео Галілей приблизно в 1583 році не відкрив принцип дії маятника. Загалом, він помітив, що незалежно від того, наскільки широко коливався певний маятник, його коливання завжди займало однакову кількість часу. Він виявив, що час, необхідний маятнику для повернення, визначається довжиною самого маятника, а не шириною коливання. А прикріпивши точно виміряний маятник до спускового механізму годинника, годинникарі змогли виготовляти годинники з точністю до секунд на день, а не хвилин. Не мало значення, яка сила прикладалася до маятника, оскільки сила впливала лише на ширину коливань, а не на довжину самого маятника.
Тож тепер у нас були годинники, які добре працювали незалежно від часу доби чи пори року, і які були дуже точними протягом тривалого часу. На жаль, вони все ще не були особливо портативними через те, що вага не падала б рівномірно, а маятник не міг би працювати правильно, якщо б він піддавався зовнішньому руху. І тут на сцену виходять кишенькові годинники.
Ключовим винаходом, який дозволив годинникам стати портативними [а що таке годинник, як не портативний годинник?], була пружина. Фактично, використання пружин, ймовірно, є другим за важливістю годинниковим розвитком після винаходу спускового механізму. Першим кроком у створенні портативного годинника була заміна важких вантажів, що використовувалися для його живлення, чимось, що чинило б постійну силу незалежно від положення, в якому тримався годинник. І було виявлено, що щільно згорнута металева стрічка високого натягу чинить більш-менш постійну силу під час розмотування, що зробило її саме тим, що потрібно для цієї роботи. Звичайно, годинникарі недовго помітили, що пружина чинить все меншу й меншу силу під час розмотування, але вони придумали низку досить геніальних рішень
способи вирішення проблеми, включаючи такі пристрої, як «stackfreed» та «fusee»
Другим кроком у створенні справді портативного годинника було придумати заміну маятника, який забезпечував цокання годинника через точно встановлені проміжки часу. Ранні «портативні годинники» використовували пристрій під назвою «фоліот», який складався з двох дуже маленьких гир, підвішених з обох кінців обертового балансира, але вони не були ні особливо точними, ні по-справжньому портативними. Однак знову ж таки на допомогу прийшла нещодавно відкрита концепція пружини. Було встановлено, що дуже тонку котушку дроту [яку називали «волосковою пружиною», оскільки вона була такою тонкою] можна прикріпити безпосередньо до балансового колеса, і що коли сила від основної пружини передається на спусковий механізм, прикріплена волоскова пружина буде накручуватися та розкручуватися з дуже регулярною швидкістю, тим самим змушуючи спусковий механізм зачіплятися та відпускатися через необхідні точно встановлені проміжки часу. І, здебільшого, це вірно незалежно від того, як тримають годинник, забезпечуючи справжню портативність.
Різниця між цими першими портативними годинниками та першими справжніми кишеньковими годинниками розмита. Хоча годинник із пружинним приводом, можливо, був розроблений ще в 15 столітті, годинник із пружинним регулюванням з'явився лише в середині 17 століття, і незабаром після цього він став достатньо малим, щоб його можна було носити на поясі або в кишені. І незабаром кожен, хто міг собі його дозволити, носив цей новомодний винахід, який був у моді – кишеньковий годинник.
