纵观历史，计时的方法和重要性发生了巨大的变化，反映了人类社会不断变化的需求和技术进步。 在最早的农业文化中，时间的划分就像白天和黑夜一样简单，由阳光的存在决定。 这种基本的方法已经足够了，直到公元前 1500 年左右日晷的发明，它使得希腊和罗马等古代文明能够将一天“划分”成更易于管理的时间间隔，称为“小时”。 然而，日晷对阳光的依赖导致其局限性，促进了更复杂的设备的发展，例如公元前 1000 年左右的水钟。虽然水钟提高了准确性，但它们也有缺陷，包括水压和堵塞问题。 公元 8 世纪沙漏的引入提供了一种更可靠的替代方案，尽管它对于长期计时来说仍然不理想。 直到 1300 年代，欧洲僧侣出于对精确祈祷时间表的需求，才发明了第一批机械钟。 这些由重量驱动并由擒纵机构调节的早期时钟具有开创性，但仍然缺乏广泛使用所需的精度和便携性。 伽利略·伽利雷于 1583 年发现的摆原理标志着精度的重大飞跃，使时钟能够以每天秒为单位测量时间。 然而，直到发条机构的出现，便携性的挑战仍然没有得到解决，这最终导致了怀表的诞生。 这项创新标志着真正便携式计时的开始，彻底改变了人们与时间互动和理解时间的方式。
在人类历史的大部分时间里，精确计时并不是什么大不了的事。 除了几千年前没有任何方法可以保持准确的时间之外，根本没有必要这样做。 早期以农业为基础的文化，只要太阳照耀就开始运转，天黑后就停止运转。 直到人类开始摆脱纯粹的农业社会，人们才开始寻找一种更精确地标记时间流逝的方法，而不是简单地将每一天划分为“白天”和“夜晚”。
已知最早的将一天分解为更小的时间块的装置是日晷，它至少在公元前 1500 年就被发明了。注意到物体投下的阴影随着时间的推移而改变长度和方向，一位聪明的人的名字将永远消失在历史中意识到你可以将一根棍子直立在地上，通过标记阴影落在哪里，将日光分成离散的时间间隔。 这些间隔最终被称为“小时”，每个小时是每天太阳照射时间的 1/12。 日晷是一个绝妙的主意，它使古希腊和罗马文明得以有序发展。 日晷的一大优点是它非常便于携带。 然而，它确实有一些非常基本的缺陷。 首先，它只有在阳光明媚的时候才有效。 这在晚上不是问题，因为无论如何没有人在黑暗中工作。 但这在阴天时是一个大问题。 然而，即使在阳光明媚的情况下，一年中白天的长度也会发生变化，这意味着从夏至到冬至，“一小时”的长度也会有多达 30 分钟的变化。
由于日晷的局限性，人们寻找其他不依赖太阳的方法来测量时间的流逝。 非常受欢迎的早期尝试之一是水钟 [也称为漏壶]，于公元前 1000 年左右发明。水钟的原理是水以明显稳定的速度从小孔中漏出，并且通过记录有多少水通过特殊标记的容器底部的孔漏出，可以标记时间的流逝。 水钟比日晷准确得多，因为流速不受一天或一年中时间的影响，而且无论阳光是否照耀都无关紧要。 不过，它们也并非没有严重缺陷。
虽然水可能看起来以稳定、固定的速度滴落，但事实上，容器中的水越多，由于水的重量施加的压力，漏出的速度就越快。 古埃及人通过使用侧面倾斜的容器来平衡水量减少时的水压来解决这个问题。 然而，其他问题包括这样的事实：随着时间的推移，滴水的孔往往会变得更大，从而允许更多的水更快地通过，而且逃生孔也有被堵塞的严重趋势。 但愿天不会冷到让水真正结冰的程度！ 就其本质而言，水钟也不是特别便于携带。
好吧，没过多久，人们就意识到水并不是唯一稳定流动的东西，接下来是沙漏，它是在公元 8 世纪左右发明的，它没有更早发明的主要原因可能只是因为在此之前没有人能够足够好地吹制玻璃。 沙漏使用沙子从一个玻璃容器通过连接两个玻璃容器的微小开口流入另一个玻璃容器，并且沙子的通道不会特别受到导致水钟和日晷出现问题的事物的影响。 然而，大沙漏是不切实际的，长时间计时通常意味着在一天中一遍又一遍地转动沙漏。 基本上，它是一个很棒的计时器，但却是一个糟糕的计时器。
直到 1300 年代，情况一直如此，当时欧洲的一群僧侣决定他们确实需要一种更好的方法来判断何时该祈祷。 因为，你看，僧侣的生活围绕着固定的祈祷时间表进行——黎明时一次，日出时一次，上午一次，中午一次，下午一次，日落时一次，夜幕降临时一次。 因此，知道正确的时间不仅仅是一件好事，更是一种宗教要求！ 结果，这些僧侣设计出了第一批已知的机械钟。 顺便说一下，“时钟”这个词来自荷兰语中的“钟”，因为这些早期的机械钟没有指针，只是为了报时而设计的。
除了报时装置之外，这些早期的时钟还有两个重要的要求。 第一个是动力源，由附在绳子或链条上的重物提供。 重量被运送或拉到时钟的顶部，重力将完成剩下的工作。 第二个是通过某种方式迫使重物以缓慢、有节奏的速度下落，而不是像铅重物一样直线下降。 这是由一个美妙的和
一项巧妙的发明称为擒纵机构。 简而言之，擒纵机构是一种定期中断重物下落路径的装置，使其一次一点点而不是一次全部下落。 这实际上就是时钟“滴答作响”的原因，因为当擒纵机构前后移动，交替啮合和释放连接到摆锤的齿轮时，它会发出非常独特的声音。
这些最早的时钟虽然是技术奇迹，但并不是特别准确。 此外，虽然他们允许将小时细分为更多的分钟部分[因此我们用“分钟”一词来表示小时的第一个小部分]，但他们无法将小时细分为进一步的或“第二个”小部分[并且是的，这也是这个词的由来]。 这要等到 1583 年左右，一位名叫伽利略·伽利雷 (Galileo Galilei) 的相当聪明的年轻人发现了钟摆的原理。广义而言，他注意到，无论一个特定的钟摆摆动多宽，它总是需要相同的时间来摆动回来，并且向前。 事实上，他发现钟摆返回所需的时间是由钟摆本身的长度决定的，而不是由摆动的宽度决定的。 而且，通过将精确测量的摆锤安装到时钟的擒纵机构上，钟表匠能够生产出每天精确到秒而不是分钟的钟表。 对钟摆施加多大的力并不重要，因为该力只影响摆动的宽度，而不影响钟摆本身的长度。
因此，现在我们拥有了无论一天中的时间或季节都能够正常工作的计时器，并且在很长一段时间内都非常准确。 不幸的是，它们仍然不是特别便携，因为重量不会定期下落，并且如果受到外部运动，摆锤就无法正常工作。 这就是怀表发挥作用的地方。
让时钟变得便携的关键发明是弹簧。 事实上，游丝的使用可能是继擒纵机构发明之后第二重要的钟表发展。 制造便携式时钟的第一步是用无论时钟放置在什么位置都能施加稳定力的东西来取代用于为其提供动力的重物。 人们发现，紧密盘绕的高张力金属条在展开时会或多或少地施加稳定的力，这使得它非常适合这项工作。 当然，没过多久，钟表匠就注意到发条在松开时所施加的力越来越小，但他们想出了一些相当巧妙的方法。
处理该问题的方法，包括“stackfreed”和“fusee”等设备。
使时钟真正便携的第二步是提出钟摆的替代品，使时钟以精确的时间间隔滴答作响。 早期的“便携式时钟”使用一种称为“foliot”的装置，该装置由悬挂在旋转平衡杆两端的两个非常小的重物组成，但这些装置既不是特别准确，也不是真正的便携式。 然而，新发现的弹簧概念再次拯救了我们。 人们确定，可以将非常细的线圈（由于太薄而称为“游丝”）直接连接到摆轮上，并且当来自主发条的力传递到擒纵机构时，连接的游丝将盘绕并以非常有规律的速度展开，从而使擒纵机构以所需的精确定时间隔啮合和释放。 而且，在大多数情况下，无论时钟如何握持，这都是事实，从而提供了真正的便携性。
这些第一批早期便携式时钟和第一批真正的怀表之间的区别是模糊的。 虽然弹簧驱动的时钟可能早在 1400 年代就已经开发出来，但弹簧调节的时钟直到 1600 年代中期才出现，不久之后它们就变得小到可以随身携带在腰间或放在口袋里。 很快，任何买得起怀表的人都携带着一项风靡一时的新奇发明——怀表。
