الساعة

آلية الساعة هي الأجزاء الداخلية للساعات (حيث تسمى أيضًا الحركة ) أو الأجهزة الميكانيكية الأخرى التي تعمل بشكل مشابه، باستخدام سلسلة من التروس التي يتم تشغيلها بواسطة نابض أو ثقل . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

غالبًا ما تُشغَّل آلية الساعة بمحرك ميكانيكي ، ^{[ 4 ]} يتكون من نابض رئيسي ، وهو نابض لولبي مصنوع من شريط معدني. تُخزَّن الطاقة في النابض الرئيسي يدويًا عن طريق لفه ، وذلك بتدوير مفتاح متصل بآلية سقاطة تُشدّ النابض. ثم تُحرِّك قوة النابض تروس الساعة حتى تُستنفد الطاقة المُخزَّنة. تُشير صفات " التشغيل باللف" و "التشغيل بالنابض" إلى أجهزة الساعة الميكانيكية التي تعمل بالنابض الرئيسي، والتي تشمل الساعات، ومؤقتات المطبخ ، وصناديق الموسيقى ، والألعاب التي تعمل باللف .

يُعدّ جهاز أنتيكيثيرا أقدم مثال معروف على آلية الساعة. عمل هذا الجهاز كحاسوب تناظري مُسنّن بعد ابتكاره خلال القرن الأول قبل الميلاد، وكان يُشبه إلى حدٍ ما الإسطرلاب ، وقد صُمّم لحساب المواقع الفلكية ، وخاصةً رصد الخسوف والكسوف . بعد انتشاله من حطام سفينة يونانية بعد فترة طويلة من صنعه، ظلّت طبيعته لغزًا بعد إعادة اكتشافه الأولى نظرًا لتضرره في عدة مواضع. توجد العديد من الروايات الأخرى عن أجهزة الساعة في اليونان القديمة ، حتى في أساطيرها ، وتُشير هذه الآلية نفسها إلى تطورٍ كبيرٍ في الأجهزة الأقل تطورًا التي سبقت ابتكارها. ^{[ 5 ]}

في مرحلة ما، فُقد هذا المستوى من التطور في تكنولوجيا الساعات الميكانيكية أو نُسي في أوروبا، ولم يعد إلا عندما جُلب من العالم الإسلامي بعد الحروب الصليبية ، إلى جانب معارف أخرى أدت إلى عصر النهضة . وفي القرن الرابع عشر، استعادت تكنولوجيا الساعات الميكانيكية ما يعادل مستويات ما قبل العصر الروماني. ^{[ 6 ]}

كما هو الحال في الأساطير اليونانية، تتضمن أساطير ثقافات أخرى ادعاءات طموحة حول الأتمتة. ففي الأسطورة اليهودية ، على سبيل المثال ، استخدم سليمان حكمته لتصميم عرش مزود بحيوانات آلية تُحيّيه كملك عند اعتلائه العرش؛ فعند جلوسه، كان نسر يضع تاجًا على رأسه، وحمامة تُحضر له لفيفة التوراة . ويُقال أيضًا أنه عندما اعتلى الملك سليمان العرش، انطلقت آلية ما. فما إن وطأت قدماه الدرجة الأولى، حتى مدّ ثور ذهبي وأسد ذهبي قدمًا واحدة لكل منهما لدعمه ومساعدته على الصعود إلى الدرجة التالية. وعلى كل جانب، ساعدت الحيوانات الملك على الصعود حتى استقرّ على عرشه. ^{[ 7 ]}

في الصين القديمة ، نجد وصفًا مثيرًا للاهتمام للأتمتة في نص لي زي ، الذي كُتب في القرن الثالث قبل الميلاد. يتضمن النص وصفًا للقاء سابق بين الملك مو من سلالة تشو (1023-957 قبل الميلاد) ومهندس ميكانيكي يُعرف باسم يان شي، وهو "صانع ماهر". قدّم الأخير للملك بفخر تمثالًا بالحجم الطبيعي على شكل إنسان من صنع يديه الميكانيكية ( حسب تهجئة ويد-جايلز ).

حدّق الملك في الشكل بدهشة. كان يمشي بخطوات سريعة، يحرك رأسه صعودًا وهبوطًا، حتى أن أي شخص كان سيظنه إنسانًا حيًا. لمس الصانع ذقنه، فبدأ يغني بنغم متناغم تمامًا. لمس يده، فبدأ يتخذ وضعيات استعراضية، محافظًا على إيقاع مثالي... ومع اقتراب العرض من نهايته، غمز الروبوت بعينه وتقرّب من السيدات الحاضرات، مما أثار غضب الملك وكاد أن يأمر بإعدام يان شي في الحال لولا أن الأخير، خوفًا منه، قام على الفور بتفكيك الروبوت ليكشف له حقيقته. وبالفعل، اتضح أنه مجرد هيكل من الجلد والخشب والغراء والورنيش، بألوان مختلفة من الأبيض والأسود والأحمر والأزرق. وبعد فحصه عن كثب، وجد الملك جميع الأعضاء الداخلية كاملة - الكبد، والمرارة، والقلب، والرئتين، والطحال، والكليتين، والمعدة، والأمعاء؛ وفوق كل هذا، عضلات وعظام وأطراف بمفاصلها، وجلد وأسنان وشعر، جميعها اصطناعية... جرب الملك تأثير إزالة القلب، فوجد أن الفم لم يعد قادراً على الكلام؛ وأزال الكبد فلم تعد العينان قادرتين على الرؤية؛ وأزال الكليتين ففقدت الساقان القدرة على الحركة. ابتهج الملك. ^{[ 8 ]}

ومن الأمثلة البارزة الأخرى حمامة أرخيتاس ، التي ذكرها أولوس جيليوس . ^{[ 9 ]} كما وردت روايات صينية مماثلة عن الآلات الطائرة، وتحديدًا عن الفيلسوف الموهي موزي الذي عاش في القرن الخامس قبل الميلاد، ومعاصره لو بان ، اللذين صنعا طيورًا خشبية اصطناعية ( ما يوان ) قادرة على الطيران بنجاح، وفقًا لكتاب هان فاي زي ونصوص أخرى. ^{[ 10 ]}

بحلول القرن الحادي عشر، استُخدمت آليات الساعات في أوروبا، سواءً في صناعة الساعات أو لتتبع الظواهر الفلكية. لم تكن الساعات دقيقة للغاية وفقًا للمعايير الحديثة، لكن الأجهزة الفلكية استُخدمت بعناية للتنبؤ بمواقع الكواكب وحركاتها الأخرى. ويبدو أن التسلسل الزمني نفسه ينطبق على أوروبا، حيث استُخدمت آليات الميزان الميكانيكية في الساعات في ذلك الوقت.

حتى القرن الخامس عشر، كانت الساعات تُشغَّل بالماء أو الأثقال أو غيرها من الوسائل غير المباشرة والبدائية نسبيًا، ولكن في عام ١٤٣٠، قُدِّمت ساعة إلى فيليب الطيب ، دوق بورغندي ، تعمل بنابض. وأصبحت هذه التقنية معيارية إلى جانب الحركات التي تعمل بالأثقال. في منتصف القرن السادس عشر، استلهم كريستيان هويغنز فكرة من غاليليو غاليلي وطوّرها إلى أول آلية بندول حديثة . ومع ذلك، فبينما كان النابض أو الثقل يوفران الطاقة المحركة، كان البندول يتحكم فقط في معدل إطلاق تلك الطاقة عبر آلية هروب (ميزان) بمعدل مُنظَّم.

تضمّ مؤسسة سميثسونيان في مجموعتها تمثالاً لراهب يعمل بآلية الساعة، يبلغ ارتفاعه حوالي 380 ملم ، ويُحتمل أن يعود تاريخه إلى عام 1560. يُحرّك الراهب بنابض يُلفّ بمفتاح، ويسير في مسار مربع، ضارباً صدره بذراعه اليمنى، بينما يرفع ويخفض صليباً خشبياً صغيراً ومسبحة في يده اليسرى، ويدير رأسه ويومئ بها، ويقلب عينيه، ويتمتم بكلمات رثاء صامتة. بين الحين والآخر، يُقرّب الصليب من شفتيه ويُقبّله. يُعتقد أن الراهب صُنع على يد خوانيلو توريانو ، الميكانيكي الخاص بالإمبراطور الروماني المقدس شارل الخامس . ^{[ 11 ]}  

غالبًا ما تُخزَّن كميات الطاقة التي تستخدمها قطعة معينة أثناء تشغيلها داخلها؛ ويحدث هذا عادةً عبر جهاز لفّ يُطبِّق ضغطًا ميكانيكيًا على آلية تخزين الطاقة، مثل النابض الرئيسي ، مما يستلزم نوعًا من آلية الإفلات . وفي حالات أخرى، قد تُستخدم القوة اليدوية . ويُعدّ استخدام العجلات، سواءً كانت متصلة بالاحتكاك أو بأسنان التروس ، لإعادة توجيه الحركة أو زيادة السرعة أو توليد عزم الدوران ، أمرًا شائعًا؛ فقد صُمِّمت العديد من آليات الساعات الميكانيكية أساسًا لتكون بمثابة استعراضات مرئية أو ضمنية للبراعة الميكانيكية في هذا المجال. وفي بعض الأحيان، تُستخدم الساعات وآليات التوقيت لإطلاق أصوات الإنذار أو تفجير المتفجرات ، فضلًا عن تنشيط كيان آخر.

أكثر الأمثلة شيوعاً هي الساعات الميكانيكية . وتشمل الاستخدامات الأخرى، ومعظمها قديم ولكن ليس كلها، ما يلي:

• الألعاب التي تعمل بالزنبرك - غالبًا ما تكون عبارة عن محرك ميكانيكي بسيط، أو لإنشاء آلات ذاتية الحركة . قد تكون هذه الألعاب إما تعمل بالزنبرك، كما كان الحال في العديد من نماذج القطارات في القرن العشرين ، أو بمحرك سحب خلفي أبسط .
• تستخدم معظم مصاريع الكاميرات الفوتوغرافية آلية ميكانيكية تشبه آلية ساعات اليد لتوقيت فتح وإغلاق شفرات المصراع.
• آليات لتدوير عدسات المنارات قبل استخدام المحركات الكهربائية.
• الآلات الحاسبة الميكانيكية ، التي كانت تستخدم قبل أن تصبح الآلات الحاسبة الإلكترونية الصغيرة متاحة في السبعينيات. كانت الآلات الحاسبة الصغيرة نسبياً تستخدم، على سبيل المثال، في الحسابات المالية للشركات.
• الحواسيب الميكانيكية ، وهي أكثر تعقيدًا وأكبر حجمًا من الآلات الحاسبة الميكانيكية، مثل محركات باباج التفاضلية والتحليلية .
• النماذج الفلكية، مثل نماذج النظام الشمسي التي يمتد تاريخها لمئات السنين.
• صناديق الموسيقى ، التي كانت تحظى بشعبية كبيرة خلال القرن التاسع عشر وفي بداية القرن العشرين.
• جميع أجهزة الفونوغراف (الجراموفون) التي تشغل الأسطوانات الموسيقية تقريبًا تم تصنيعها قبل ثلاثينيات القرن العشرين.
• المعدات الكهربائية التي تعمل باليد، مثل الراديو ذي الساعة الميكانيكية ، حيث يقوم زنبرك لتخزين الطاقة يشكل جزءًا كبيرًا من حجم ووزن الجهاز بتدوير مولد كهربائي أصغر بكثير ؛ تحظى هذه المعدات بشعبية كبيرة في الأماكن التي تكون فيها البطاريات والطاقة الكهربائية المنزلية نادرة.

آلية حركة ساعة جد مزودة بآلية دق.

صندوق موسيقي يعمل بآلية الساعة

نموذج عرض لآلية ساعة منبه مزودة بنابضين رئيسيين (لولبين أسودين)

محرك الفرق رقم 1 لتشارلز باباج، في متحف العلوم بلندن. أول جهاز كمبيوتر.

محرك بلاستيكي يعمل بآلية الساعة لمؤقت مطبخ حديث

• ساعة الآن الطويل
• فلسفة الساعة
• عالم الساعة الميكانيكية
• فريدريش فون كناوس
• ساعة العالم لجينس أولسن
• الزنبرك الرئيسي
• حركة (ميكانيكية)
• راديو يعمل بالزنبرك