تاريخ الساعات الشمسية

أقدم الساعات المنزلية المعروفة، استنادًا إلى الاكتشافات الأثرية، هي الساعات الشمسية (1500 قبل الميلاد) في مصر القديمة وعلم الفلك البابلي القديم . وقد اكتُشفت ساعات شمسية تحليلية قديمة من نفس الحقبة (حوالي 1500  قبل الميلاد) ونموذجها الأولي في أراضي روسيا الحديثة. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} أما المسلات الأقدم بكثير ، التي كان يُعتقد سابقًا أنها استُخدمت أيضًا كساعات شمسية، والتي وُضعت في معابد بُنيت تكريمًا للفراعنة، فيُعتقد الآن أنها تُستخدم فقط كنصب تذكاري. ^{[ 10 ]} من المفترض أن البشر كانوا يُحددون الوقت من خلال أطوال الظلال في تاريخ أقدم، لكن يصعب التحقق من ذلك. كما طُوّرت الساعات الشمسية في كوش . ^{[ 11 ] [ 12 ]} وُجدت الساعات الشمسية في الصين منذ العصور القديمة، ولكن لا يُعرف إلا القليل جدًا عن تاريخها. من المعروف أن الصينيين القدماء طوروا شكلًا من الساعات الشمسية حوالي عام 1500 قبل الميلاد. 800 قبل الميلاد، وتطورت الساعات الشمسية في نهاية المطاف إلى ساعات مائية متطورة للغاية بحلول عام 1000 ميلادي، وفي وقت ما في عهد أسرة سونغ (1000-1400 ميلادي)، كان يتم أحيانًا بناء بوصلة على الساعة الشمسية. ^{[ 13 ]}

ورد ذكر الساعات الشمسية في وقت مبكر يعود إلى عام 104 قبل الميلاد في اجتماع لخبراء التقويم. ^{[ 14 ]}

طوّر الإغريق القدماء العديد من مبادئ وأشكال الساعة الشمسية. ويُعتقد أن أناكسيماندر الملطي قد أدخل الساعات الشمسية إلى اليونان حوالي عام 560  قبل الميلاد . ووفقًا لهيرودوت ، فإن الساعات الشمسية اليونانية كانت في الأصل مُشتقة من نظيراتها البابلية. كان الإغريق في وضعٍ مثالي لتطوير علم الساعات الشمسية، نظرًا لتطورهم في علم الهندسة ، ولا سيما اكتشافهم للقطوع المخروطية التي يرسمها مؤشر الساعة الشمسية. ويُقال إن عالم الرياضيات والفلك ثيودوسيوس البيثيني ( حوالي 160  إلى 100 قبل الميلاد ) قد اخترع ساعة شمسية عالمية يُمكن استخدامها في أي مكان على وجه الأرض. ^{[ 15 ]} 

تبنى الرومان الساعات الشمسية اليونانية، وأول سجل لساعة شمسية في روما يعود إلى عام 293  قبل الميلاد وفقًا لبلينيوس . ^{[ 16 ]} اشتكت إحدى الشخصيات الكوميدية في مسرحية لبلاوتوس من أن يومه "يُقطع إلى أشلاء" بسبب انتشار الساعات الشمسية. وفي حوالي عام 25  قبل الميلاد ، سرد المؤلف الروماني فيتروفيوس جميع أنواع الساعات الشمسية المعروفة في الكتاب التاسع من كتابه "دي أركيتكتورا" ، إلى جانب مخترعيها اليونانيين. ^{[ 17 ]} يُعتقد أن جميع هذه الساعات الشمسية من نوع "نودوس"، وتختلف بشكل رئيسي في السطح الذي يستقبل ظل "نودوس".

• نصف دائرة بيروسوس الكلداني : سطح مقعر نصف كروي مقطوع
• نصف الكرة الأرضية أو الزوراء لأرسطرخوس الساموسي : سطح نصف كروي كامل مقعر
• قرص أريستارخوس الساموسي ( قرص على سطح مستوٍ) : قرص استوائي دائري بالكامل مع عقدة
• شبكة العنكبوت ( arachne ) لإيودوكسوس الكنيدي أو أبولونيوس البرغي : نصف قرص استوائي دائري مع عقدة (nodus)
• قاعدة أو تجويف سكوبيناس السرقوسي : مثال في سيرك فلامينيوس )
• إيجابيات تا هيستورومينا (الاتصال الهاتفي العالمي) لبارمينيو
• the pros pan klima of Theodosius of Bithynia and Andreas
• فأس بيليكينون باتروكليس : التصميم الكلاسيكي للفأس ذي النصلين على شكل قطع زائد على سطح مستوٍ
• مخروط ديونيسودوروس : سطح مقعر مخروطي الشكل
• جعبة أبولونيوس البرغاوي​
• العناق​
• القاعدة المخروطية

• 

  الأنتيبوريوم : نصف كرة يواجه الشمال، حيث يدخل ضوء الشمس من خلال فتحة صغيرة.

بنى الرومان ساعة شمسية ضخمة جدًا حوالي عام 10 قبل الميلاد ، تُعرف باسم Solarium Augusti ، وهي عبارة عن مسلة كلاسيكية ذات قاعدة عقدية تُلقي بظلالها على قاعدة مستوية . [ ^{18 ] يُعتقد} أن كرة ماتيليكا كانت جزءًا من ساعة شمسية رومانية قديمة تعود إلى القرنين الأول أو الثاني الميلاديين. 

استمرت عادة قياس الوقت بالظل منذ العصور القديمة. في مسرحية أريستوفان " مجلس النساء" ، تطلب براكساجورا من زوجها العودة عندما يصل طول ظله إلى 10 أقدام (3.0 متر) . 

تم توارث الساعات اليونانية وتطويرها بشكل أكبر من قبل علماء الفلك في الخلافات الإسلامية والأوروبيين في فترة ما بعد عصر النهضة.

يُروى أن القديس بيدا قد علّم أتباعه فنّ معرفة الوقت من خلال تفسير أطوال ظلالهم، إلا أن أهم ما يُنسب إلى بيدا فيما يتعلق بالساعات الشمسية هو تشجيعه على استخدام الساعات الشمسية الكنسية لتحديد أوقات الصلوات. وأقدم ساعة شمسية في إنجلترا هي ساعة مد وجزر مُدمجة في صليب بيوكاسل ، كمبريا، ويعود تاريخها إلى القرن السابع أو أوائل القرن الثامن الميلادي. ^{[ 19 ]}

بما أن الساعات الشمسية اليونانية كانت تعتمد على العقد ذات الخطوط المستقيمة، فقد كانت تشير إلى ساعات غير متساوية تتغير بتغير الفصول، إذ كان كل يوم مقسمًا إلى اثني عشر جزءًا متساويًا؛ وكانت الساعات أقصر في الشتاء وأطول في الصيف. أما الساعات الشمسية ذات المؤشرات الموجهة نحو القطب السماوي، فتستغل حقيقة أن علامات ساعات الاعتدالين تتكون من مجموعة من الخطوط المستقيمة، مما يسمح بقياس ساعات متساوية. من غير الواضح متى بُنيت هذه الساعات الشمسية لأول مرة. وقد بنى المهندس العربي ابن الشاطر ، في القرن الرابع عشر، ساعة شمسية ذات محور قطبي ، ولا تزال نسخة منها موجودة حتى اليوم، مع أنه لم يكن مخترعها. ربما كان المفهوم معروفًا لقرون قبل عصره، وظهر في الساعات الشمسية الغربية منذ عام 1446 على الأقل. ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 5 ]}

شهدت أوروبا بعد ذلك طفرة في التصاميم الجديدة. نشر الفلكي الإيطالي جيوفاني بادوفاني رسالةً عن الساعة الشمسية عام ١٥٧٠، أدرج فيها تعليماتٍ لصنع وتصميم الساعات الشمسية الجدارية (الرأسية) والأفقية. ويتناول كتاب جوزيبي بيانكاني " Constructio instrumenti ad horologia solaria" (حوالي ١٦٢٠) كيفية صنع ساعة شمسية مثالية، مع رسومات توضيحية مصاحبة.

كانت القرى المحيطة ببريانسون ، في منطقة هوت ألب الفرنسية، مركزًا رئيسيًا لإنتاج الساعات الشمسية في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر، حيث وُجد ما لا يقل عن 400 ساعة شمسية مطلية في هذه المقاطعة الفرنسية وحدها. وكان من بين أشهر صانعي الساعات الشمسية في تلك الحقبة جيوفاني فرانشيسكو زاربولا ، الذي صنع مئة ساعة شمسية بين عامي 1833 و1881. ^{[ 22 ]}

أعاد مصممو برج تايبيه 101 ، أول ناطحة سحاب تحطم الأرقام القياسية في القرن الحادي والعشرين، إحياء التقاليد العريقة. يبلغ ارتفاع البرج، الذي كان الأطول في العالم عند افتتاحه في تايوان عام 2004، أكثر من 500 متر (1600 قدم) . ويستوحي تصميم حديقة مجاورة تصميمها من البرج لإنشاء ساعة شمسية أفقية ضخمة.