Протягом історії методи та важливість хронометражу кардинально еволюціонували, відображаючи мінливі потреби та технологічний прогрес людських суспільств. У найдавніших аграрних культурах поділ часу був таким же простим, як день і ніч, що диктувалося наявністю сонячного світла. Цього елементарного підходу було достатньо до винайдення сонячного годинника приблизно в 1500 році до нашої ери, що дозволило давнім 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 складніших пристроїв, таких як водяний годинник близько 1000 р. до н.е. Хоча водяні годинники забезпечували підвищену точність, вони також мали свої недоліки, зокрема проблеми з тиском води та засміченням. Поява пісочного годинника у 8 столітті нашої ери забезпечила більш надійну альтернативу, хоча вона все ще не була ідеальною для тривалого відліку часу. Лише в 1300-х роках європейські монахи, спонукувані потребою в точних розкладах молитов, винайшли перші механічні годинники. Ці ранні годинники, що приводилися в дію за допомогою ваги та регулювалися за допомогою спускових механізмів, були новаторськими, але все ще не мали точності та мобільності, необхідних для широкого використання. Відкриття «принципу маятника» Галілео Галілеєм у 1583 році ознаменувало значний «стрибок» у точності, дозволивши годинникам вимірювати час протягом секунд на день. Проте проблема портативності залишалася невирішеною до появи пружинного механізму, який зрештою призвів до створення кишенькових годинників. Ця інновація ознаменувала початок справді портативного хронометражу, революціонізувавши те, як люди взаємодіяли з часом і розуміли його.
Протягом більшої частини людської історії точне вимірювання часу просто не було такою важливою справою. Окрім того факту, що тисячі років тому не було жодного способу зберігати точний час, у цьому просто не було потреби. Ранні культури, засновані на сільському господарстві, працювали, поки світило сонце, і припиняли, коли стемніло. Лише коли людство почало відходити від суто аграрного суспільства, люди почали шукати спосіб точніше позначити плин часу, ніж просто розділяти кожен день на «день» і «ніч».
Найдавнішим відомим пристроєм для розбиття дня на менші відрізки часу був сонячний годинник, винайдений щонайменше за 1500 років до н. буде назавжди втрачено для історії, коли я зрозумів, що можна поставити палицю вертикально в землю і, позначивши, де впала тінь, розділити денне світло на окремі проміжки. З часом ці проміжки часу стали називати «годинами», причому кожна година становила 1/12 часу, протягом якого сонце світило щодня. Сонячний годинник був чудовою ідеєю, яка дозволила впорядкованому розвитку давньогрецької та римської цивілізацій. Однією чудовою особливістю сонячного годинника було те, що він був дуже портативним. Однак він мав кілька дуже основних недоліків. По-перше, це працювало лише тоді, коли світило сонце. Вночі це не було проблемою, оскільки в темряві все одно ніхто не працював. Але це було серйозною проблемою в похмурі дні. Однак навіть коли сонце світило яскраво, тривалість дня змінюється протягом року, що означало, що тривалість «години» також змінювалася на цілих 30 хвилин від літнього сонцестояння до зимового сонцестояння.
Через обмеження сонячного годинника люди шукали інші способи вимірювання плину часу без залежності від сонця. Однією з перших спроб, яка стала дуже популярною, був водяний годинник [також званий клепсидрою], винайдений десь приблизно за 1000 років до нашої ери. Водяний годинник базувався на ідеї, що вода витікає з невеликого отвору з очевидно постійною швидкістю, і це можна відзначити плин часу, зазначивши, скільки води витекло через отвір у дні спеціально позначеної посудини. Водяні годинники були набагато точнішими, ніж сонячні, оскільки на швидкість потоку не впливав час доби чи року, і не мало значення, світило сонце чи ні. Однак вони не позбавлені серйозних недоліків.
Хоча може здатися, що вода капає з постійною, фіксованою швидкістю, насправді чим більше води в посудині, тим швидше вона витікає через тиск, який створює вага води. Стародавні єгиптяни вирішували цю проблему, використовуючи посудини з похилими стінками, щоб вирівняти тиск води в міру зменшення кількості води. Інші проблеми, однак, включали той факт, що отвір, через який капала вода, мав тенденцію з часом ставати більшим, таким чином дозволяючи більшій кількості води проходити через нього швидше, і той факт, що евакуаційний отвір також мав неприємну тенденцію до засмічення. І не дай Бог, щоб воно охололо настільки, щоб вода справді замерзла! Водяні годинники за своєю природою також не були особливо портативними.
Що ж, людям не знадобилося багато часу, щоб усвідомити, що вода — це не єдине, що тече рівномірно, а потім з’явилися пісочний годинник, винайдений приблизно у 8 столітті нашої ери. Основна причина, чому його не винайшли раніше Ймовірно, це було просто тому, що до того часу ніхто не вмів достатньо добре видувати скло. У пісочному годиннику використовується пісок, який перетікає з однієї скляної посудини в іншу через крихітний отвір, який з’єднує обидві, і на проходження піску особливо не впливають речі, які викликали проблеми з водяним годинником і сонячним годинником перед ним. Однак великі пісочні годинники були непрактичними, і тримати час протягом тривалого періоду зазвичай означало перевертати скло знову і знову протягом дня. В принципі, це був чудовий таймер, але кепський хронометрист.
І приблизно так все було до 1300-х років, коли купа ченців у Європі вирішила, що їм дійсно потрібен кращий спосіб визначити, коли настав час молитися. Бо, бачите, життя ченця оберталося навколо встановленого розкладу молитов: одна на світанку, одна на сході сонця, одна в середині ранку, одна опівдні, одна опівдні, одна на заході сонця і одна ввечері. Тому знати правильний час стало не просто приємністю – це було релігійним імперативом! І, як результат, ці ченці винайшли перші відомі механічні годинники. Слово «годинник», до речі, походить від голландського слова «дзвін», оскільки ці ранні механічні годинники не мали стрілок і були розроблені, щоб просто відбивати годину.
На додаток до механізму відбивання дзвона, ці ранні годинники мали дві важливі вимоги. Перший був джерелом енергії, і це забезпечувалося вагою, прикріпленим до мотузки або ланцюга. Вага переносилася або тягнулася до верхньої частини годинника, а все інше зробила сила тяжіння. Другий був якимось способом змусити вагу падати в повільному, розміреному темпі замість того, щоб різко падати, як свинцева гиря. І це було забезпечено чудовим і
геніальний винахід під назвою втеча. Простіше кажучи, спусковий механізм — це пристрій, який через регулярні проміжки часу перериває шлях падіння тягаря, змушуючи його падати потроху, а не відразу. Це буквально те, що змушує годинник «цокати», оскільки, коли спусковий механізм рухається вперед і назад, по черзі зачіпаючи та відпускаючи шестерні, які прикріплені до ваги, він видає дуже характерний звук.
Ці найдавніші годинники, хоч і були технічним дивом, не були особливо точними. Крім того, хоча вони дозволили розділити годину на більш дрібні частини [звідси наше слово «хвилина» для першої маленької поділки години], вони не могли розбити годину на подальшу, або «другу» невелику поділку [і так, звідти походить і це слово]. На це довелося почекати, поки досить блискучий молодий чоловік на ім’я Галілео Галілей приблизно в 1583 році не виявив принцип маятника. Якщо говорити в загальних рисах, він помітив, що незалежно від того, наскільки широко коливався конкретний маятник, завжди потрібен однаковий час, щоб повернутися назад і вперед. Насправді він виявив, що кількість часу, який потрібен маятнику для повернення, визначається довжиною самого маятника, а не шириною коливання. І, прикріпивши точно виміряний маятник до спуску годинника, годинникарі змогли виготовити годинники з точністю до секунд на день замість хвилин. Не мало значення, яка сила була прикладена до маятника, оскільки сила впливала лише на ширину коливання, а не на довжину самого маятника.
Тож тепер у нас були годинники, які добре працювали незалежно від часу доби чи пори року та були дуже точними протягом тривалого часу. На жаль, вони все ще не були особливо портативними через те, що вага не падала регулярно, і маятник не міг працювати належним чином, якщо вони піддавалися зовнішньому руху. І тут на сцену з’являється кишеньковий годинник.
Ключовим винаходом, який дозволив годинникам стати портативними [а що таке годинник, як не портативний годинник?], була пружина. Насправді, використання пружин є, ймовірно, другою за важливістю годинниковою розробкою після винаходу спускового механізму. Першим кроком у створенні портативного годинника була заміна важких вантажів, які використовувалися для його живлення, чимось, що створювало б постійну силу незалежно від положення, в якому тримався годинник. І було виявлено, що щільно згорнута металева смуга високого натягу чинить більш-менш постійну силу під час розкручування, що зробило її простою для цієї роботи. Звичайно, годинникарям не знадобилося багато часу, щоб помітити, що пружина докладає все менше сили, коли вона розкручується, але вони придумали ряд досить хитромудрих
способи вирішення проблеми, включаючи такі пристрої, як «stackfreed» і «fusee».
Другим кроком до створення справді портативного годинника стала заміна маятника, який підтримував цокання годинника з точно визначеними інтервалами часу. Ранні «портативні годинники» використовували пристрій під назвою «фоліот», який складався з двох дуже маленьких гир, підвішених до обох кінців обертового балансира, але вони не були ані особливо точними, ані справді портативними. Однак знову на допомогу прийшла нововідкрита концепція пружини. Було встановлено, що дуже тонку спіраль дроту [так звану «волосну пружину», оскільки вона була дуже тонкою] можна прикріпити безпосередньо до балансира, і що коли сила головної пружини передається на спусковий механізм, прикріплена волоська пружина згортається. і розкручувати з дуже рівномірною швидкістю, таким чином спричиняючи зачеплення та відпускання спускового механізму через потрібні точно визначені проміжки часу. І, здебільшого, це вірно незалежно від того, як тримають годинник, забезпечуючи справжню портативність.
Різниця між цими першими ранніми портативними годинниками та першими справжніми кишеньковими годинниками є розмитою. Хоча пружинний годинник, можливо, був розроблений ще в 1400-х роках, пружинний регульований годинник з’явився лише в середині 1600-х років, і незабаром після цього вони стали достатньо малими, щоб носити їх на талії або в кишені. . І невдовзі кожен, хто міг собі це дозволити, був помічений із новомодним винаходом, який був у моді – кишеньковим годинником.
