تاريخ أجهزة ضبط الوقت

ساعة رملية زجاجية في إطار خشبي، مع وصلة عاجية بين النصفين. يتساقط الرمل من النصف العلوي إلى النصف السفلي.
ساعة رملية من القرن السابع عشر . تُستخدم الساعة الرملية اليوم بشكل رمزي لتمثيل مفهوم الوقت.

يعود تاريخ أجهزة قياس الوقت إلى زمن رصد الحضارات القديمة للأجرام السماوية أثناء حركتها في السماء. وقد شهدت هذه الأجهزة والأساليب تطورًا تدريجيًا عبر سلسلة من الاختراعات، بدءًا من قياس الوقت بعمليات مستمرة ، كتدفق السائل في الساعات المائية ، وصولًا إلى الساعات الميكانيكية، وانتهاءً بالعمليات التذبذبية المتكررة، كحركة البندول . وتُستخدم الساعات المتذبذبة في الساعات الحديثة. استُخدمت الساعات الشمسية والساعات المائية لأول مرة في مصر القديمة حوالي عام 1200 قبل الميلاد ، ثم لاحقًا من قِبل البابليين واليونانيين والصينيين . وبحلول القرن السادس الميلادي، كانت ساعات البخور تُستخدم في الصين. وفي العصور الوسطى، تميزت الساعات المائية الإسلامية بدقتها وتطورها حتى منتصف القرن الرابع عشر الميلادي. أما الساعة الرملية ، التي اختُرعت في أوروبا، فكانت من بين الطرق القليلة الموثوقة لقياس الوقت في البحر. 

في أوروبا في العصور الوسطى، طُوّرت الساعات الميكانيكية بالكامل بعد اختراع جرس الإنذار، الذي كان يُستخدم للإشارة إلى الوقت المناسب لقرع أجراس الأديرة . وكانت الساعة الميكانيكية التي تعمل بالوزن، والتي تُتحكم بها آلية الزنبرك، مزيجًا من أفكار سابقة من العلوم الأوروبية والإسلامية. وشكّلت الساعات الميكانيكية طفرةً نوعية، لا سيما تلك التي صممها وبناها هنري دي فيك حوالي عام 1360 ، والتي أرست أسس تصميم الساعات لثلاثمائة عام تالية. وأُضيفت إليها تطورات طفيفة، مثل اختراع الزنبرك الرئيسي في أوائل القرن الخامس عشر، مما أتاح بناء ساعات صغيرة لأول مرة.

كان التحسين الرئيسي التالي في صناعة الساعات، بدءًا من القرن السابع عشر، هو اكتشاف إمكانية التحكم في الساعات بواسطة المذبذبات التوافقية . وقد أنتج ليوناردو دافنشي أقدم الرسومات المعروفة للبندول في الفترة ما بين 1493 و 1494، وفي عام 1582، درس غاليليو غاليلي التأرجح المنتظم للبندول، مكتشفًا أن التردد يعتمد فقط على الطول، وليس الوزن. وكانت ساعة البندول ، التي صممها وبناها العالم الهولندي الموسوعي كريستيان هويغنز عام 1656، أكثر دقة بكثير من أنواع الساعات الميكانيكية الأخرى، لدرجة أن القليل من آليات البندول التقليدية قد نجا. وتشمل الابتكارات الأخرى في مجال ضبط الوقت خلال هذه الفترة اختراعات الساعات الدقاقة ، والساعة المتكررة ، وآلية الإفلات ذات النبضات الثابتة .

شملت عوامل الخطأ في ساعات البندول المبكرة تغيرات درجة الحرارة، وهي مشكلة عالجها صانعا الساعات الإنجليزيان جون هاريسون وجورج غراهام خلال القرن الثامن عشر . بعد كارثة سيلي البحرية عام 1707 ، والتي عرضت الحكومات على إثرها جائزة لمن يكتشف طريقة لتحديد خط الطول، صنع هاريسون سلسلة من الساعات الدقيقة، مُدخلاً مصطلح "الكرونومتر" . استُخدمت الساعة الكهربائية، التي اختُرعت عام 1840، للتحكم في أدق ساعات البندول حتى أربعينيات القرن العشرين، عندما أصبحت مؤقتات الكوارتز أساسًا للقياس الدقيق للوقت والتردد. أصبحت ساعة اليد ، التي اعتُرف بها كأداة عسكرية قيّمة خلال حرب البوير ، شائعة بعد الحرب العالمية  الأولى، بأنواع مختلفة منها غير المغناطيسية، والتي تعمل بالبطارية، والتي تعمل بالطاقة الشمسية، مع إدخال الكوارتز والترانزستورات والأجزاء البلاستيكية. منذ أوائل العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين، أصبحت الهواتف الذكية والساعات الذكية أكثر أجهزة قياس الوقت شيوعًا. تُعد الساعات الذرية أكثر أجهزة ضبط الوقت دقةً المستخدمة عمليًا اليوم ، حيث يمكن أن تصل دقتها إلى بضعة أجزاء من المليار من الثانية في السنة، وتُستخدم لمعايرة الساعات الأخرى وأجهزة ضبط الوقت.

أجهزة ضبط الوقت المستمر

صورة لستونهنج عند شروق الشمس
شروق الشمس فوق ستونهنج في جنوب إنجلترا في يوم الانقلاب الصيفي (أطول يوم في السنة في نصف الكرة الشمالي )

رصدت الحضارات القديمة الأجرام السماوية ، وخاصة الشمس والقمر ، لتحديد الوقت. [ 1 ] ووفقًا للمؤرخ إريك بروتون، يُرجح أن ستونهنج كان بمثابة مرصد فلكي في العصر الحجري ، يُستخدم لرصد الأحداث الموسمية والسنوية كالاعتدالين والانقلابين الشمسيين . [ 2 ] ولأن الحضارات الضخمة لم تترك تاريخًا مُسجلاً، فإن المعلومات المتوفرة عن أساليبها في ضبط الوقت قليلة. [ 3 ] ويُعتبر نصب وارن فيلد التذكاري في اسكتلندا حاليًا أقدم تقويم قمري شمسي تم اكتشافه حتى الآن .

عدّل سكان أمريكا الوسطى نظامهم الحسابي العشري (الأساس 20) المعتاد عند التعامل مع التقاويم لإنتاج سنة مكونة من 360 يومًا. [ 4 ] كان السكان الأصليون لأستراليا على دراية جيدة بحركة الأجرام السماوية، واستخدموا هذه المعرفة لبناء التقاويم والمساعدة في الملاحة؛ إذ كانت معظم ثقافات السكان الأصليين تتميز بفصول محددة جيدًا، تتحدد بالتغيرات الطبيعية على مدار العام، بما في ذلك الظواهر الفلكية. استُخدمت أطوار القمر لتحديد فترات زمنية أقصر؛ وكان شعب يارالدي في جنوب أستراليا من بين الشعوب القليلة التي سُجّلت لديها طريقة لقياس الوقت خلال النهار، والذي كان يُقسّم إلى سبعة أجزاء باستخدام موقع الشمس. [ 5 ]

اعتمدت جميع أجهزة قياس الوقت قبل  القرن الثالث عشر على أساليب تستخدم شيئًا يتحرك باستمرار. لم تتغير أي طريقة مبكرة لقياس الوقت بوتيرة ثابتة. [ 6 ] وقد شهدت أجهزة وأساليب قياس الوقت تحسنًا مستمرًا من خلال سلسلة طويلة من الاختراعات والأفكار الجديدة. [ 7 ]

ساعات الظل والساعات الشمسية

صورة لساعة شمسية مصرية قديمة (حجر منقوش على شكل نصف دائرة)
مزولة مصرية قديمة ( Rijksmuseum van Oudheden ، Leiden )
فريهات سامرات يانترا،  مزولة يبلغ ارتفاعها 88 قدمًا (27 مترًا) في جانتار مانتار في جايبور، الهند. بني عام 1727

كانت الساعات الظلية أولى الأدوات المستخدمة لقياس موقع الشمس ، والتي تطورت لاحقًا إلى الساعة الشمسية . [ 8 ] [ ملاحظة 1 ] يعود تاريخ أقدم ساعة شمسية معروفة إلى حوالي 1200  قبل الميلاد (خلال الأسرة التاسعة عشرة )، وقد اكتُشفت في وادي الملوك عام 2013. [ 9 ] [ 10 ] كانت المسلات تُشير إلى ما إذا كان الوقت صباحًا أم مساءً، بالإضافة إلى الانقلابين الصيفي والشتوي . [ 11 ] طُوّر نوع من الساعات الظلية حوالي عام 500 قبل الميلاد ، وكان شكله مشابهًا لشكل الزاوية القائمة المنحنية . كانت هذه الساعة تقيس مرور الوقت من خلال الظل الذي يُلقيه عارضة زاويتها، وكانت تُوجّه شرقًا في الصباح، وتُدار عند الظهر، بحيث تُلقي ظلها في الاتجاه المعاكس. [ 12 ] 

ورد ذكر الساعة الشمسية في الكتاب المقدس، في سفر الملوك الثاني 20 : 9-11 ، عندما تم تسجيل حزقيا ، ملك يهوذا خلال  القرن الثامن  قبل الميلاد، على أنه شُفي على يد النبي إشعياء وطلب علامة على أنه سيتعافى: [ 13 ]

فقال إشعياء: «هذه هي العلامة التي تكون لك من الرب، أن الرب سيفعل ما تكلم به: هل يتقدم الظل عشر درجات، أم يتراجع عشر درجات؟» فأجاب حزقيا: «ليس من السهل على الظل أن ينزل عشر درجات، بل ليرجع الظل عشر درجات إلى الوراء». فصرخ إشعياء النبي إلى الرب، فأعاد الظل عشر درجات إلى الوراء، كما كان قد نزل في ساعة آحاز.

يصف لوح طيني من أواخر العصر البابلي أطوال الظلال في أوقات مختلفة من السنة. [ 14 ] يُنسب إلى الكاتب البابلي بيروسوس (الذي ازدهر في القرن الثالث قبل الميلاد) اختراع ساعة شمسية نصف كروية مجوفة من الحجر   ؛ حيث قُسِّم مسار الظل إلى 12 جزءًا لتحديد الوقت. [ 15 ] تطورت الساعات الشمسية اليونانية لتصبح بالغة الدقة - فقد استخدم بطليموس في كتابه " التحليل " (Analemma )، الذي كُتب في القرن الثاني الميلادي، شكلاً مبكرًا من علم المثلثات لاستنتاج موقع الشمس من بيانات مثل ساعة اليوم وخط العرض الجغرافي . [ 16 ] [ ملاحظة 2 ]  

ورث الرومان الساعة الشمسية من الإغريق. [ 19 ] وصلت أول ساعة شمسية إلى روما عام 264  قبل الميلاد، نُهبت من كاتانيا في صقلية . قدمت هذه الساعة الشمسية ابتكارًا جديدًا يتمثل في عرض ساعات "الهورولوجيوم" على مدار اليوم، حيث كان الرومان قبل ذلك يقسمون اليوم إلى الصباح الباكر والظهيرة ( mane و ante merididiem). [ 20 ] مع ذلك، واجهت الساعة تحديات فلكية غير متوقعة؛ فقد أعطت توقيتًا خاطئًا لمدة قرن. لم يُكتشف هذا الخطأ إلا عام 164 قبل الميلاد، عندما جاء الرقيب الروماني للتحقق من التوقيت وضبطه وفقًا لخط العرض الصحيح. [ 21 ] [ 20 ]

بحسب المؤرخ الألماني لعلم الفلك إرنست زينر ، طُوّرت الساعات الشمسية خلال  القرن الثالث عشر الميلادي بمقاييس تُظهر ساعات متساوية. ظهرت أول ساعة شمسية تعتمد على التوقيت القطبي في ألمانيا حوالي عام 1400 ؛ وتقترح نظرية بديلة أن ساعة شمسية دمشقية تقيس بالتوقيت القطبي يمكن تأريخها إلى عام 1372. [ 22 ] ظهرت رسائل أوروبية حول تصميم الساعات الشمسية حوالي عام 1500. [ 23 ]

كانت إحدى الطرق المصرية لتحديد الوقت ليلاً، والتي استُخدمت منذ عام 600  قبل الميلاد على الأقل، هي استخدام نوع من خط الشاقول يُسمى " المرخت" . وكان يُرسم خط زوال شمالي-جنوبي باستخدام مرختين مُحاذيتين لنجم القطب الشمالي ( بولاريس ). وكان يُحدد الوقت بمراقبة نجوم مُعينة أثناء عبورها خط الزوال. [ 24 ]

يضم مرصد جانتار مانتار في جايبور، الذي بناه جاي سينغ الثاني عام 1727، ساعة بريهات سامرات يانترا الشمسية  ، التي يبلغ ارتفاعها 27 مترًا (88 قدمًا) . [ 25 ] ويمكنها تحديد التوقيت المحلي بدقة تصل إلى ثانيتين تقريبًا. [ 26 ]

الساعات المائية

صورة لساعة مائية مصرية
ساعة مائية مصرية من الحجر الجيري ، 285-246 قبل الميلاد ( المعهد الشرقي، شيكاغو ) 

أقدم وصفٍ للساعة المائية (كلبسيدرا ) ورد في نقش مقبرة أحد مسؤولي البلاط المصريين، أمنمحات، من أوائل الأسرة الثامنة عشرة ( حوالي 1500  قبل الميلاد)، والذي يُعتقد أنه مخترعها. [ 27 ] يُفترض أن الشيء الموصوف في النقش هو وعاءٌ عليه علاماتٌ تُشير إلى الوقت. [ 28 ] عُثر على أقدم ساعة مائية باقية في مقبرة الفرعون أمنحتب الثالث ( حوالي 1417-1379 قبل الميلاد  ). [ 29 ] لا توجد أمثلةٌ معروفةٌ لساعاتٍ مائيةٍ ذات تدفقٍ خارجيٍّ من بلاد ما بين النهرين القديمة ، ولكن توجد إشاراتٌ مكتوبةٌ إليها. [ 14 ]

ربما يعود تاريخ إدخال الساعة المائية إلى الصين ، قادمةً من بلاد ما بين النهرين، إلى  الألفية الثانية  قبل الميلاد، خلال عهد أسرة شانغ ، وربما في  الألفية الأولى  قبل الميلاد. حوالي عام 550  ميلادي، كان ين كوي (殷蘷) أول من كتب في الصين عن خزان الفائض أو الخزان ذي المستوى الثابت في كتابه "لو كه فا (漏刻法)". حوالي عام 610 ميلادي، ابتكر اثنان من مخترعي أسرة سوي ، وهما جينغ شون (耿詢) ويوين كاي (宇文愷)، أول ساعة ميزان (كلبسيدرا)، مع وضعيات قياسية لميزان الميزان الفولاذي . [ 30 ] في عام 721 ميلادي، قام عالم الرياضيات يي شينغ والمسؤول الحكومي ليانغ لينغزان بتنظيم قوة الماء التي تُشغل ساعة فلكية ، بتقسيم الطاقة إلى نبضات موحدة بحيث يمكن محاكاة حركة الكواكب والنجوم. [ 31 ] في عام 976، عالج عالم الفلك تشانغ سيكسون، من أسرة سونغ ، مشكلة تجمد الماء في الساعات الفلكية في الطقس البارد، وذلك باستبداله بالزئبق السائل . [ 32 ] وفي عام 1088، بنى العالم الموسوعي سو سونغ برج ساعة فلكية يعمل بالطاقة المائية، [ 33 ] والذي تميز بأول نظام معروف لنقل الطاقة بسلسلة لا نهائية . [ 34 ]

صورة لبرج الرياح
برج الرياح في أثينا (  القرن الأول  قبل الميلاد)

أشار الفيلسوفان اليونانيان أناكسغوراس وإمبيدوكليس إلى الساعات المائية التي كانت تُستخدم لفرض حدود زمنية أو لقياس مرور الوقت. [ 35 ] [ 36 ] ويُقال إن الفيلسوف الأثيني أفلاطون قد اخترع ساعة منبه تستخدم كرات رصاص تتساقط بصوت عالٍ على صفيحة نحاسية لإيقاظ طلابه. [ 37 ]

كانت إحدى مشكلات معظم الساعات الشمسية التقليدية (كلبسيدا) هي تذبذب تدفق الماء نتيجة لتغير ضغط السائل، وقد تمّت معالجة هذه المشكلة منذ عام 100  قبل الميلاد عندما صُمّم وعاء الماء الخاص بالساعة بشكل مخروطي. وأصبحت هذه الساعات أكثر تطورًا مع إدخال ابتكارات مثل الأجراس والآليات المتحركة. [ 33 ] وهناك أدلة قوية على أن برج الرياح  في أثينا، الذي يعود تاريخه إلى القرن الأول  قبل الميلاد، كان يحتوي في السابق على ساعة مائية، ومؤشر اتجاه الرياح، بالإضافة إلى تسع ساعات شمسية عمودية لا تزال ظاهرة من الخارج. [ 38 ] وفي التقاليد اليونانية، استُخدمت الساعات الشمسية التقليدية في البلاط الملكي ، وهي ممارسة تبناها الرومان القدماء لاحقًا . [ 39 ]

وصف ابن خلف المرادي في كتابه "الأندلس في العصور الوسطى " ساعةً مائيةً تستخدم تروسًا قطاعيةً ودائريةً . وقد تميزت الساعات المائية الإسلامية، التي استخدمت تروسًا معقدةً وتضمنت مصفوفاتٍ من الآلات ذاتية الحركة ، بتطورها الفائق حتى منتصف  القرن الرابع عشر الميلادي. [ 40 ] [ 41 ] ثم طُوّرت آليات تعمل بالسوائل (باستخدام عوامات ثقيلة ونظام رأس ثابت) مكّنت الساعات المائية من العمل بوتيرة أبطأ. [ 41 ] ويرى البعض أن أول ساعة تروس معروفة اخترعها العالم الرياضي والفيزيائي والمهندس العظيم أرخميدس خلال القرن الثالث قبل الميلاد. ابتكر أرخميدس ساعته الفلكية، [ 42 ] التي كانت أيضًا ساعةً على شكل طائر الوقواق، حيث كانت الطيور تُغرّد وتتحرك كل ساعة. وهي أول ساعة كاريلون، إذ تُشغّل الموسيقى بالتزامن مع رمش الشخص، مُندهشًا من تغريد الطيور. تعمل ساعة أرخميدس بنظام يتألف من أربعة أثقال، وأثقال موازنة، وخيوط، يتم تنظيمها بواسطة نظام عوامات في وعاء ماء مزود بأنابيب سيفونية تُنظم استمرار عمل الساعة تلقائيًا. وقد وصف عالم الرياضيات والفيزياء هيرو مبادئ هذا النوع من الساعات، [ 43 ] مشيرًا إلى أن بعضها يعمل بسلسلة تُدير ترسًا داخل الآلية. [ 44 ]

بُنيت ساعة جيرون المائية في القرن الثاني عشر الميلادي في الجامع الأموي بدمشق على يد محمد الساعاتي، ووصفها ابنه رضوان بن الساعاتي لاحقًا في كتابه "في بناء الساعات واستخدامها " (1203). [ 45 ] ووصف الجزري ساعة فلكية متطورة تعمل بالطاقة المائية في رسالته عن الآلات، التي كتبها عام 1206. [ 46 ] وكان ارتفاع هذه الساعة، التي كانت تُوضع في القلعة ، حوالي 3.4 متر . [ 47 ] وفي عام 1235، وُضعت ساعة تعمل بالطاقة المائية "تُعلن أوقات الصلاة والوقت ليلًا ونهارًا" في مدخل مدرسة المستنصرية في بغداد . [ 48 ] 

ساعات البخور الصينية

صورة لساعة بخور صينية قديمة
ساعة بخور ؛ كان الوقت يُقاس عن طريق حرق مسحوق البخور على طول مسار مُقاس مسبقًا.

استُخدمت ساعات البخور  لأول مرة في الصين حوالي القرن السادس الميلادي، [ 49 ] لأغراض دينية في المقام الأول، ولكن أيضًا في التجمعات الاجتماعية أو من قِبل العلماء. [ 50 ] [ 51 ] ونظرًا لاستخدامها المتكرر لأحرف ديفاناغاري ، فقد تكهن عالم الصينيات الأمريكي إدوارد هـ. شيفر بأن ساعات البخور اختُرعت في الهند. [ 52 ] ولأن البخور يحترق بالتساوي وبدون لهب، كانت هذه الساعات آمنة للاستخدام الداخلي. [ 53 ] ولتمييز الساعات المختلفة، استُخدمت أنواع مختلفة من البخور (مصنوعة من وصفات مختلفة). [ 54 ]

كانت أعواد البخور المستخدمة إما مستقيمة أو حلزونية؛ وكانت الأعواد الحلزونية مخصصة للاستخدام لفترات طويلة، وكثيراً ما كانت تُعلق من أسطح المنازل والمعابد. [ 55 ] صُممت بعض الساعات لإسقاط أثقال على فترات منتظمة. [ 50 ]

كانت ساعات ختم البخور عبارة عن قرص محفور عليه أخدود واحد أو أكثر، يُوضع فيه البخور. [ 56 ] وكان طول مسار البخور، المرتبط مباشرةً بحجم الختم، العامل الرئيسي في تحديد مدة عمل الساعة؛ إذ يُقدّر أن احتراق البخور لمدة 12 ساعة يتطلب مسارًا يبلغ طوله حوالي 20 مترًا (66 قدمًا) . [ 57 ] وقد أتاح الاستخدام التدريجي للأقراص المعدنية، والذي يُرجّح أنه بدأ خلال عهد أسرة سونغ، للحرفيين إمكانية صنع أختام بأحجام مختلفة بسهولة أكبر، وتصميمها وتزيينها بشكل جمالي، وتغيير مسارات الأخاديد، بما يتناسب مع تغير طول أيام السنة. ومع توفر أختام أصغر حجمًا، ازدادت شعبية ساعات ختم البخور، وكثيرًا ما كانت تُقدّم كهدايا. [ 58 ] 

الأسطرلابات

صورة فوتوغرافية للأسطرلاب مع تقويم تروس (الوجه الأمامي)
صورة فوتوغرافية لأسطرلاب مزود بتقويم مسنن
( يسار ) وصف البيروني في القرن الحادي عشر للإسطرلاب المسنن؛ ( يمين ) الإسطرلاب الذي صنعه الفلكي الفارسي حوالي عام 1221 ( متحف تاريخ العلوم، أكسفورد )

صُنعت في بلاد فارس أسطرلابات متطورة لقياس الوقت مزودة بآليات تروس. ومن الأمثلة على ذلك تلك التي بناها العالم الموسوعي أبو ريحان البيروني في  القرن الحادي عشر، والفلكي محمد بن أبي بكر الفارسي حوالي عام ١٢٢١. [ ٥٩ ] [ ٦٠ ] ويُعد أسطرلاب من النحاس والفضة ( يعمل أيضًا كتقويم) صنعه الفارسي في أصفهان أقدم آلة باقية لا تزال تروسها سليمة. وتُظهر فتحات في الجزء الخلفي من الأسطرلاب أطوار القمر وتُشير إلى عمره؛ ويوجد داخل مقياس الأبراج حلقتان متحدتا المركز تُظهران المواضع النسبية للشمس والقمر. [ ٦١ ]

قام علماء الفلك المسلمون ببناء مجموعة متنوعة من الساعات الفلكية عالية الدقة لاستخدامها في مساجدهم ومراصدهم ، [ 62 ] مثل الساعة الأسطرلابية التي صنعها ابن الشاطر في أوائل  القرن الرابع عشر. [ 63 ]

ساعات الشموع والساعات الرملية

ورد ذكر ساعة الشمعة في قصيدة صينية كتبها يو جيانفو عام 520، حيث ذكر أن الشمعة المدرجة كانت وسيلة لتحديد الوقت ليلاً. واستُخدمت شموع مماثلة في اليابان حتى أوائل  القرن العاشر. [ 64 ]

نسب الأنجلو ساكسون اختراع ساعة الشموع إلى ألفريد العظيم ، ملك ويسيكس (حكم من 871 إلى 889)، الذي استخدم ست شموع مُعلَّمة على فترات بوصة واحدة (25 ملم) ، كل منها مصنوعة من 12 بنسًا من الشمع، وكان ارتفاعها 12 سنتيمترًا (4.7 بوصة) وسمكها موحدًا. [ 65 ]   

تفصيل من لوحة "الاعتدال" التي رسمها أمبروجيو لورينزيتي في القرن الرابع عشر
تفصيل من لوحة أمبروجيو لورينزيتي " رمزية الحكم الرشيد " ( حوالي 1338)، يظهر ساعة رملية قيد الاستخدام

وصف المخترع المسلم الجزري، الذي عاش في القرن الثاني عشر، أربعة تصاميم مختلفة لساعة الشمعة في كتابه " كتاب معرفة الميكانيكا البارعة" . [ 66 ] [ 67 ] وقد اخترع ساعة الشمعة "الكاتبة" لتمييز مرور 14 ساعة متساوية المدة: حيث تقوم آلية مصممة بدقة بدفع شمعة ذات أبعاد محددة ببطء إلى الأعلى، مما يؤدي إلى تحرك مؤشر على طول مقياس.

كانت الساعة الرملية إحدى الوسائل القليلة الموثوقة لقياس الوقت في البحر، ويُعتقد أنها استُخدمت على متن السفن منذ  القرن الحادي عشر، حيث كانت تُكمّل البوصلة كوسيلة مساعدة للملاحة. ويظهر أقدم دليل قاطع على استخدام الساعة الرملية في لوحة "رمزية الحكم الرشيد" للفنان الإيطالي أمبروجيو لورينزيتي ، والتي رُسمت عام 1338. [ 68 ]

استخدم الملاح البرتغالي فرديناند ماجلان 18 ساعة رملية على كل سفينة خلال رحلته حول العالم عام 1522. [ 69 ] ورغم استخدامها في الصين، فإن تاريخ الساعة الرملية هناك غير معروف، [ 70 ] ولكن يبدو أنها لم تُستخدم قبل منتصف  القرن السادس عشر، [ 71 ] إذ تشير الساعة الرملية إلى استخدام فن نفخ الزجاج ، الذي كان آنذاك فنًا أوروبيًا وغربيًا بحتًا. [ 72 ]

منذ القرن الخامس عشر  فصاعدًا، استُخدمت الساعات الرملية في تطبيقات متنوعة في البحر، وفي الكنائس ، وفي الصناعة، وفي الطبخ ؛ وكانت أولى أدوات قياس الوقت الموثوقة، والقابلة لإعادة الاستخدام، والدقيقة نسبيًا، وسهلة الصنع. واكتسبت الساعة الرملية دلالات رمزية، مثل الموت، والاعتدال ، والفرصة، ورمز الزمن ، الذي كان يُصوَّر عادةً على هيئة رجل عجوز ملتحٍ. [ 73 ]

تاريخ الأجهزة المتذبذبة المبكرة في أجهزة ضبط الوقت

ظهرت كلمة "clock" الإنجليزية لأول مرة في اللغة الإنجليزية الوسطى بأشكال clok أو cloke أو clokke . ولا يُعرف أصل الكلمة على وجه اليقين؛ فقد تكون مُقتبسة من الفرنسية أو الهولندية ، وربما يُمكن تتبعها إلى الكلمة اللاتينية المتأخرة clocca (بمعنى "جرس"). وقد سجلت مصادر أيرلندية من القرن السابع ومصادر جرمانية من القرن التاسع أن كلمة "clock " تعني "جرس". [ 74 ]

خصصت اليهودية والمسيحية والإسلام أوقاتًا للصلاة، مع أن المسيحيين وحدهم كانوا مطالبين بحضور الصلوات في ساعات محددة من الليل والنهار؛ وهو ما وصفته المؤرخة جو إيلين بارنيت بأنه "التزام صارم بتكرار الصلوات عدة مرات في اليوم". [ 75 ] كانت أجراس الإنذار تُنبه الراهب المناوب لقرع جرس الدير . وكان جهاز الإنذار عبارة عن مؤقت يستخدم آلية ميزان لرنين جرس صغير. وكانت هذه الآلية بمثابة النواة الأولى لآلية الميزان الموجودة في الساعة الميكانيكية. [ 76 ] [ 77 ]

القرن الثالث عشر

رسم توضيحي من العصور الوسطى لساعة مائية
ساعة مائية (تمثل ساعة في البلاط الملكي في باريس، حوالي عام 1250)

ظهرت أولى الابتكارات لتحسين دقة الساعة الرملية والساعة المائية في القرن العاشر  ، عندما بُذلت محاولات لإبطاء تدفق الماء باستخدام الاحتكاك أو قوة الجاذبية. [ 78 ] أقدم تصوير لساعة تعمل بثقل معلق موجود في إنجيل القديس لويس ، وهي مخطوطة مزخرفة كُتبت بين عامي 1226 و1234، تُظهر ساعةً تُبطئها المياه المؤثرة على عجلة. ويبدو أن الرسم التوضيحي يُشير إلى أن الساعات التي تعمل بالأثقال اختُرعت في أوروبا الغربية. [ 79 ] تُبين رسالة كتبها روبرتوس أنجليكوس عام 1271 أن الحرفيين في العصور الوسطى كانوا يحاولون تصميم ساعة ميكانيكية بحتة (أي تعمل بالجاذبية فقط) خلال هذه الفترة. [ 80 ] كانت هذه الساعات مزيجًا من أفكار سابقة مُستمدة من العلوم الأوروبية والإسلامية، مثل أنظمة التروس، وأنظمة الأثقال، وآليات الدق. [ 81 ]

في عام ١٢٥٠، رسم الفنان فيلار دي هونيكور جهازًا شكّل خطوةً نحو تطوير آلية الميزان . [ ٨٢ ] ومن النماذج السابقة الأخرى لآلية الميزان ساعة "هورولوجيا نوكتورنا" ، التي استخدمت نوعًا بدائيًا من آلية الميزان لتشغيل مطرقة تدق جرسًا باستمرار. [ ٨٣ ] يُرجّح أن الساعة التي تعمل بالوزن كانت اختراعًا أوروبيًا غربيًا، إذ تُظهر صورة لساعة وزنًا يسحب محورًا، وتُبطئ حركته بواسطة نظام من الثقوب التي تُطلق الماء ببطء. [ ٨٤ ] في عام ١٢٧١، كتب الفلكي الإنجليزي روبرتوس أنجليكوس عن معاصريه أنهم كانوا بصدد تطوير شكل من أشكال الساعة الميكانيكية. [ ٨٥ ] [ ملاحظة ٣ ]

القرن الرابع عشر

صورة حديثة لساعة كاتدرائية سالزبوري التي تعود للعصور الوسطى
تفصيل لساعة كاتدرائية سالزبوري ، يظهر الحافة والزخارف

كان اختراع آلية الميزان ذي العجلة والورقة في حوالي عام ١٢٧٥ [٨٧] أحد أهم الاختراعات في تاريخ الساعات [٨٨] وتاريخ التكنولوجيا. [٨٩] وكان أول نوع من أنواع منظمات الساعات . [ ٦ ] تُجبر العجلة ، أو المحور الرأسي ، على الدوران بواسطة عجلة تاج مدفوعة بثقل ، ولكن تُمنع من الدوران بحرية بواسطة الورقة. تتأرجح الورقة، التي لا يمكنها الاهتزاز بحرية، ذهابًا وإيابًا، مما يسمح للعجلة بالدوران سنًا واحدًا في كل مرة. [ ٨٩ ] [ ٩٠ ] على الرغم من أن آلية الميزان ذي العجلة والورقة كانت تقدمًا على أجهزة ضبط الوقت السابقة، إلا أنه كان من المستحيل تجنب التقلبات في الإيقاع الناتجة عن التغيرات في القوى المطبقة - كانت الساعات الميكانيكية الأولى تُعاد ضبطها بانتظام باستخدام ساعة شمسية. [ ٩١ ] [ ٩٢ ]

في نفس الفترة الزمنية تقريبًا التي اختُرعت فيها آلية ميزان الساعة، استخدم الشاعر الفلورنسي دانتي أليغييري صور الساعة لتصوير أرواح الأبرار في الفردوس ، الجزء الثالث من الكوميديا ​​الإلهية ، الذي كُتب في أوائل  القرن الرابع عشر. وقد يكون هذا أول وصف أدبي معروف لساعة ميكانيكية. [ 93 ] وتشير بعض المراجع إلى وجود ساعات منزلية منذ عام 1314 فصاعدًا؛ وبحلول عام 1325، يُفترض أن تطوير الساعة الميكانيكية قد حدث. [ 94 ]

بُنيت ساعات ميكانيكية ضخمة وُضعت في أبراج لتُقرع الجرس مباشرةً. تُعد ساعة برج كاتدرائية نورويتش، التي شُيدت حوالي عام ١٢٧٣ (إشارة إلى دفعة مالية لساعة ميكانيكية مؤرخة بهذا العام)، أقدم ساعة كبيرة معروفة من هذا النوع. لم تنجُ هذه الساعة. [ ٩٥ ] سُجلت أول ساعة معروفة تدق بانتظام كل ساعة، وهي ساعة ذات آلية ميزان وفلوت، في ميلانو عام ١٣٣٦. [ ٩٦ ] بحلول عام ١٣٤١، أصبحت الساعات التي تعمل بالأثقال شائعة بما يكفي لتكييفها مع مطاحن الحبوب ، [ ٩٧ ] وبحلول عام ١٣٤٤، استُبدلت الساعة في كاتدرائية سانت بول القديمة بلندن بساعة ذات ميزان. [ ٩٨ ] رُسمت آلية الفلوت لأول مرة بواسطة دوندي عام ١٣٦٤، [ ٩٩ ] وذكرها مؤرخ البلاط جان فرويسارت عام ١٣٦٩. [ ١٠٠ ]

أشهر مثال على أجهزة ضبط الوقت خلال العصور الوسطى كانت ساعة صممها وبناها صانع الساعات هنري دي فيك حوالي عام 1360 ، [ 88 ] [ 101 ] ويُقال إنها كانت تتأخر بما يصل إلى ساعتين يوميًا. وعلى مدى 300 عام تالية، كانت جميع التحسينات في ضبط الوقت عبارة عن تطورات مبنية أساسًا على مبادئ ساعة دي فيك. [ 102 ] بين عامي 1348 و1364، بنى جيوفاني دوندي ديل أورولوجيو ، ابن جاكوبو دوندي ، مجمعًا فلكيًا معقدًا في فلورنسا. [ 103 ] [ ملاحظة 4 ]

خلال  القرن الرابع عشر، ظهرت الساعات الدقاقة بشكل متزايد في الأماكن العامة، أولاً في إيطاليا، ثم لاحقاً في فرنسا وإنجلترا. وبين عامي 1371 و1380، تم إدخال الساعات العامة في أكثر من 70 مدينة أوروبية. [ 105 ] تُعد ساعة كاتدرائية سالزبوري ، التي يعود تاريخها إلى حوالي عام 1386، واحدة من أقدم الساعات العاملة في العالم، وربما تكون الأقدم؛ إذ لا تزال تحتفظ بمعظم أجزائها الأصلية. [ 106 ] [ ملاحظة 5 ] أما ساعة كاتدرائية ويلز ، التي بُنيت عام 1392، فهي فريدة من نوعها لأنها لا تزال تحتفظ بواجهتها الأصلية التي تعود إلى العصور الوسطى. وفوق الساعة توجد تماثيل تدق الأجراس، ومجموعة من الفرسان المبارزين الذين يدورون حول مسار كل 15  دقيقة. [ 107 ] [ ملاحظة 6 ]

التطورات اللاحقة

رسم ليوناردو دافنشي لزنبرك الساعة
آلية زنبركية للساعات رسمها ليوناردو دافنشي ، من كتابه "رسالة في علم السكون والميكانيكا".

سمح اختراع الزنبرك الرئيسي في أوائل  القرن الخامس عشر - وهو جهاز استُخدم لأول مرة في الأقفال والبنادق ذات آلية الإشعال بالصوان - بصنع ساعات صغيرة لأول مرة. [ 109 ] أدت الحاجة إلى آلية ميزان تتحكم بثبات في إطلاق الطاقة المخزنة إلى تطوير جهازين، هما: الزنبرك المُفرَّغ (الذي على الرغم من اختراعه في القرن الخامس عشر،  لا يمكن توثيقه قبل عام 1535 تقريبًا) والزنبرك المغزلي ، الذي نشأ في الأصل من أسلحة العصور الوسطى مثل القوس والنشاب . [ 109 ] يوجد زنبرك مغزلي في أقدم ساعة تعمل بالزنبرك باقية، وهي ساعة حجرة صُنعت لفيليب الطيب حوالي عام  1430. [ 109 ] قام ليوناردو دافنشي ، الذي أنتج أقدم الرسومات المعروفة للبندول في الفترة 1493-1494 ، [ 110 ] بتوضيح الزنبرك المغزلي في حوالي عام 1430.  1500، أي بعد ربع قرن من ظهور الزنبرك الملفوف لأول مرة. [ 111 ]

صورة لساعة قديمة صنعتها شركة هينلين
ما يسمى بـ "ساعة هينلين"

كانت أبراج الساعات في أوروبا الغربية خلال العصور الوسطى تدقّ الوقت. أظهرت أقراص الساعات المبكرة الساعات؛ وذُكرت ساعة مزودة بميناء للدقائق في مخطوطة تعود لعام 1475. [ 112 ] خلال  القرن السادس عشر، أصبحت الساعات أكثر دقة وتطورًا، حتى تمكن الفلكي الدنماركي تيكو براهي بحلول عام 1577 من الحصول على أول ساعة من أصل أربع ساعات تقيس بالثواني، [ 113 ] وفي نورمبرغ، تقاضى صانع الساعات الألماني بيتر هينلين أجرًا مقابل صنع ما يُعتقد أنه أقدم نموذج لساعة يد ، صُنعت عام 1524. [ 114 ] وبحلول عام 1500، بدأ استخدام نظام التعشيق في الساعات بالتراجع. [ 115 ] أقدم ساعة تعمل بنابض لا تزال موجودة هي جهاز صنعه البوهيمي جاكوب زيك عام 1525. [ 111 ] [ 116 ] أول من اقترح السفر بساعة لتحديد خط الطول ، عام 1530، كان صانع الأدوات الهولندي جيما فريسيوس . تُضبط الساعة على التوقيت المحلي لنقطة انطلاق معروفة خط طولها، ويمكن تحديد خط طول أي مكان آخر بمقارنة توقيته المحلي بتوقيت الساعة. [ 117 ] [ 118 ]

وصف المهندس العثماني تقي الدين ساعة تعمل بثقل، مزودة بميزان ذي زنبرك وحلقات، وسلسلة تروس دقاقة، ومنبه، وتمثيل لأطوار القمر، وذلك في كتابه " ألمع النجوم لبناء الساعات الميكانيكية" ( Al -Kowākib al-durriyya fī wadh' al-bankāmat al-dawriyya )، الذي كتبه حوالي عام 1565. [ 119 ] وقد جلب المبشرون اليسوعيون أولى الساعات الأوروبية إلى الصين كهدايا. [ 120 ]

يُعتقد أن العالم الإيطالي الموسوعي غاليليو غاليلي كان أول من أدرك إمكانية استخدام البندول كأداة دقيقة لقياس الوقت بعد مشاهدته حركة المصابيح المعلقة في كاتدرائية بيزا . [ 121 ] في عام 1582، درس غاليليو التأرجح المنتظم للبندول ، واكتشف أن هذا التأرجح يعتمد فقط على طوله. لم يصنع غاليليو ساعةً بناءً على اكتشافه، لكن قبل وفاته أملا على ابنه فينتشنزو تعليماتٍ لبناء ساعة بندول . [ 122 ]

عصر ضبط الوقت بدقة

ساعات البندول

اعتمدت أولى الساعات الدقيقة على ظاهرة الحركة التوافقية ، حيث تعمل قوة الإرجاع المؤثرة على جسم مُزاح عن موضع اتزانه - كالبندول أو الزنبرك الممتد - على إعادة الجسم إلى ذلك الموضع، مما يؤدي إلى تذبذبه . [ 123 ] يمكن استخدام المذبذبات التوافقية كساعات دقيقة لأن دورة التذبذب لا تعتمد على سعة الحركة، وبالتالي تستغرق دائمًا نفس المدة الزمنية لإكمال دورة واحدة. [ 124 ] تعتمد دورة المذبذب التوافقي كليًا على الخصائص الفيزيائية للنظام المتذبذب، وليس على ظروف البداية أو السعة . [ 125 ]

رسم توضيحي لآلية ساعة هيغنز
رسم توضيحي لساعة هويغنز
صورة هويغنز
( يسارًا ووسطًا ) أول ساعة بندول ، اخترعها كريستيان هويغنز عام 1656. وقد زاد اختراعه من دقة الساعات بأكثر من ستين ضعفًا؛ ( يمينًا ) صورة نيتشر لهويجنز (1671).

كانت الفترة التي كانت فيها الساعات تُتحكم بواسطة المذبذبات التوافقية العصر الأكثر إنتاجية في مجال ضبط الوقت. [ 102 ] [ ملاحظة 7 ] كان أول اختراع من هذا النوع هو ساعة البندول ، التي صممها وبناها العالم الهولندي الموسوعي كريستيان هويغنز عام 1656. كانت النسخ الأولى منها تخطئ بأقل من دقيقة واحدة في اليوم، والنسخ اللاحقة بعشر  ثوانٍ فقط، ما جعلها دقيقة للغاية بالنسبة لعصرها. أصبحت الموانئ التي تُظهر الدقائق والثواني شائعة بعد الزيادة في الدقة التي أتاحتها ساعة البندول. استخدم براهي ساعات تُظهر الدقائق والثواني لرصد مواقع النجوم. [ 112 ] تفوقت ساعة البندول على جميع أنواع الساعات الميكانيكية الأخرى لدرجة أنه كان يتم عادةً إعادة تجهيزها ببندول - وهي مهمة يمكن القيام بها بسهولة [ 127 ] - ولذلك لم يبقَ سوى عدد قليل من أجهزة ميزان الساعة في شكلها الأصلي. [ 128 ]

استخدمت ساعات البندول الأولى آلية ميزان ذات حافة، مما استلزم تأرجحًا واسعًا بزاوية 100 درجة تقريبًا، وبالتالي كانت بنادولها قصيرة وخفيفة. [ 129 ] تم تقليص التأرجح إلى حوالي 6 درجات بعد اختراع آلية التثبيت ، مما أتاح استخدام بنادول أطول وأثقل ذات نبضات أبطأ وأقل تباينًا، لأنها تُحاكي الحركة التوافقية البسيطة بشكل أدق، وتتطلب طاقة أقل، وتُسبب احتكاكًا وتآكلًا أقل. [ 130 ] صُنعت أول ساعة معروفة بآلية التثبيت بواسطة صانع الساعات الإنجليزي ويليام كليمنت عام 1671 لكلية كينجز، كامبريدج ؛ [ 131 ] وهي موجودة الآن في متحف العلوم بلندن . [ 132 ] يعود أصل آلية التثبيت إلى هوك، على الرغم من وجود آراء تُشير إلى أن كليمنت هو من اخترعها، [ 133 ] أو صانع الساعات الإنجليزي جوزيف نيب . [ 132 ]

قدّم اليسوعيون إسهاماتٍ جليلة في تطوير ساعات البندول خلال القرنين السابع عشر والثامن عشر، إذ كان لديهم "تقديرٌ بالغٌ لأهمية الدقة". [ 134 ] فعلى سبيل المثال، عند قياس بندول دقيق لمدة ثانية واحدة، أقنع الفلكي الإيطالي الأب جيوفاني باتيستا ريتشيولي تسعة من زملائه اليسوعيين "بحساب ما يقارب 87,000 ذبذبة في يوم واحد". [ 135 ] وقد اضطلعوا بدورٍ محوري في نشر واختبار الأفكار العلمية السائدة في تلك الفترة، وتعاونوا مع هويغنز ومعاصريه. [ 136 ]

تفاصيل وجه ساعة معادلة من القرن الثامن عشر
تفاصيل من وجه ساعة معادلة صنعها فرديناند بيرثود ، حوالي عام 1752 ( متحف متروبوليتان للفنون ، نيويورك )

استخدم هيغنز الساعة لأول مرة لحساب معادلة الزمن (الفرق بين التوقيت الشمسي الظاهري والتوقيت الذي تُظهره الساعة)، ونشر نتائجه عام 1665. مكّنت هذه العلاقة علماء الفلك من استخدام النجوم لقياس التوقيت النجمي ، مما وفّر طريقة دقيقة لضبط الساعات. نُقشت معادلة الزمن على الساعات الشمسية بحيث يمكن ضبط الساعات باستخدام الشمس. في عام 1720، ادّعى جوزيف ويليامسون اختراع ساعة تُظهر التوقيت الشمسي ، مزودة بكامة وتروس تفاضلية ، بحيث تُشير الساعة إلى التوقيت الشمسي الحقيقي. [ 137 ] [ 138 ] [ 139 ]

وتشمل الابتكارات الأخرى في مجال ضبط الوقت خلال هذه الفترة اختراع آلية الدق ذات الرف والحلزون للساعات الدقاقة من قبل الميكانيكي الإنجليزي إدوارد بارلو ، واختراع بارلو أو دانيال كوار ، صانع ساعات من لندن، في عام 1676 للساعة المتكررة التي تدق عدد الساعات أو الدقائق، [ 140 ] وآلية الميزان الميت ، التي اخترعها عالم الفلك ريتشارد تاونلي حوالي عام 1675. [ 141 ]

كانت باريس وبلوا من أوائل مراكز صناعة الساعات في فرنسا، وكان صانعو الساعات الفرنسيون، مثل جوليان لو روي ، صانع ساعات فرساي ، روادًا في تصميم علب الساعات والساعات المزخرفة. [ 142 ] ينتمي لو روي إلى الجيل الخامس من عائلة من صانعي الساعات، ووصفه معاصروه بأنه "أكثر صانعي الساعات مهارة في فرنسا، وربما في أوروبا". اخترع آلية تكرار خاصة حسّنت دقة الساعات، وواجهة يمكن فتحها لرؤية آلية الساعة الداخلية، وصنع أو أشرف على أكثر من 3500  ساعة خلال مسيرته المهنية التي امتدت لما يقرب من خمسة عقود، والتي انتهت بوفاته عام 1759. وقد شجعت المنافسة والتنافس العلمي الناجمان عن اكتشافاته الباحثين على البحث عن طرق جديدة لقياس الوقت بدقة أكبر. [ 143 ]

صورة جون هاريسون
نقش لجون هاريسون ، مع بندوله الشبكي الظاهر في الخلفية (1768). متحف العلوم، لندن

كانت الأخطاء الكامنة في ساعات البندول المبكرة أقل من الأخطاء الأخرى الناتجة عن عوامل مثل تغير درجة الحرارة. [ 144 ] في عام 1729، اخترع جون هاريسون ، النجار من يوركشاير وصانع الساعات العصامي، بندول الشبكة الحديدية ، الذي استخدم ثلاثة معادن على الأقل بأطوال وخصائص تمدد مختلفة ، موصولة بطريقة تحافظ على الطول الإجمالي للبندول عند تسخينه أو تبريده بفعل محيطه. [ 145 ] في عام 1721، عوض صانع الساعات جورج غراهام تغير درجة الحرارة في بندول حديدي باستخدام ثقل مصنوع من وعاء زجاجي مملوء بالزئبق - وهو معدن سائل في درجة حرارة الغرفة يتمدد أسرع من الزجاج. احتوت نسخ أكثر دقة من هذا الابتكار على الزئبق في أوعية حديدية أرق لجعلها أكثر استجابة. تم تحسين هذا النوع من البندول المعوض لدرجة الحرارة بشكل أكبر عندما تم احتواء الزئبق داخل القضيب نفسه، مما سمح بربط المعدنين حراريًا بشكل أوثق. [ 146 ] في عام 1895، أدى اختراع الإنفار ، وهو سبيكة مصنوعة من الحديد والنيكل تتمدد بشكل طفيف للغاية، إلى الاستغناء إلى حد كبير عن الاختراعات السابقة المصممة للتعويض عن التغير في درجة الحرارة. [ 147 ]

بين عامي 1794 و1795، في أعقاب الثورة الفرنسية ، فرضت الحكومة الفرنسية استخدام التوقيت العشري ، حيث قُسِّم اليوم إلى 10  ساعات، كل ساعة منها 100  دقيقة. وظلت ساعة في قصر التويلري تعمل بالتوقيت العشري حتى عام 1801. [ 148 ]

كرونومتر بحري

بعد كارثة جزر سيلي البحرية عام 1707 ، التي تحطمت فيها أربع سفن نتيجة أخطاء ملاحية، عرضت الحكومة البريطانية جائزة قدرها 20,000 جنيه إسترليني، أي ما يعادل ملايين الجنيهات اليوم، لمن يستطيع تحديد خط الطول بدقة تصل إلى 50 كيلومترًا (31 ميلًا) عند خط عرض يقع شمال خط الاستواء مباشرةً. [ 149 ] وكان من الممكن تحديد موقع السفينة في البحر بدقة تصل إلى 100 كيلومتر (62 ميلًا) إذا استطاع الملاح الرجوع إلى ساعة تتقدم أو تتأخر أقل من ست ثوانٍ تقريبًا في اليوم. [ 150 ] وقد دُرست المقترحات من قبل مجلس خطوط الطول الذي أُنشئ حديثًا . [ 151 ] من بين العديد من الأشخاص الذين حاولوا الفوز بالجائزة كان صانع الساعات من يوركشاير، جيريمي ثاكر ، الذي استخدم مصطلح "كرونومتر" لأول مرة في كتيب نُشر عام 1714. [ 152 ] بنى هيغنز أول ساعة بحرية، مصممة للبقاء أفقية على متن سفينة متحركة، لكنها توقفت عن العمل إذا تحركت السفينة فجأة. [ 152 ]  

صورة لساعة الكرونومتر H4
ساعة هاريسون H4 كرونومتر ، مفككة

في عام ١٧١٥، وفي سن الثانية والعشرين، استخدم جون هاريسون مهاراته في النجارة لصنع ساعة خشبية تعمل لمدة ثمانية أيام. [ ١٥٣ ] تميزت ساعاته بابتكارات شملت استخدام أجزاء خشبية للاستغناء عن الحاجة إلى التشحيم (والتنظيف) الإضافيين، وبكرات لتقليل الاحتكاك، ونوع جديد من آلية الإفلات ، واستخدام معدنين مختلفين للحد من مشكلة التمدد الناتجة عن تغيرات درجة الحرارة. [ ١٥٤ ] سافر إلى لندن لطلب المساعدة من مجلس خطوط الطول في صنع ساعة بحرية. أُرسل لزيارة غراهام، الذي ساعد هاريسون بترتيب تمويل عمله في بناء الساعة. بعد ٣٠ عامًا، تم بناء جهازه، الذي سُمي الآن "H1"، وفي عام ١٧٣٦ تم اختباره في البحر. ثم واصل هاريسون تصميم وصنع ساعتين بحريتين أخريين، "H2" (اكتملت حوالي عام ١٧٣٩) و"H3"، وكلاهما كانتا جاهزتين بحلول عام ١٧٥٥. [ ١٥٥ ] [ ١٥٦ ]

صنع هاريسون ساعتين، "H4" و"H5". وصف إريك بروتون، في كتابه " تاريخ الساعات "، ساعة H4 بأنها "ربما أروع ساعة تم صنعها على الإطلاق". [ 157 ] بعد إتمام تجاربها البحرية خلال شتاء 1761-1762، تبيّن أنها أكثر دقة بثلاث مرات من الدقة المطلوبة لفوز هاريسون بجائزة خط الطول. [ 158 ] [ 159 ]

الساعات الكهربائية

صورة لساعة كهرومغناطيسية قديمة
إحدى الساعات الكهرومغناطيسية المبكرة التي صنعها ألكسندر بين ، من أربعينيات القرن التاسع عشر.

في عام 1815، أنتج المخترع الإنجليزي غزير الإنتاج فرانسيس رونالدز النموذج الأولي للساعة الكهربائية ، وهي الساعة الكهروستاتيكية . كانت تعمل ببطاريات جافة ، وهي بطاريات عالية الجهد ذات عمر طويل للغاية، ولكن يعيبها تأثر خصائصها الكهربائية بدرجة حرارة الهواء ورطوبته . وقد أجرى تجارب على طرق لتنظيم الكهرباء، وأثبتت أجهزته المحسّنة أنها أكثر موثوقية. [ 160 ]

في عام 1840، استخدم صانع الساعات والأدوات الاسكتلندي ألكسندر بين الكهرباء لأول مرة لتحريك ساعة البندول، ولذلك يُنسب إليه اختراع الساعة الكهربائية. [ 161 ] في 11 يناير 1841، حصل بين وصانع الكرونومتر جون بارويز على براءة اختراع لساعة ذات بندول كهرومغناطيسي . أنتج العالم الإنجليزي تشارلز ويتستون ، الذي التقاه بين في لندن لمناقشة أفكاره حول الساعة الكهربائية، نسخته الخاصة من الساعة في نوفمبر 1840، لكن بين كسب معركة قانونية ليثبت نفسه مخترعًا. [ 162 ] [ 163 ]

في عام 1857، أوضح الفيزيائي الفرنسي جول ليساجو كيف يمكن استخدام التيار الكهربائي لاهتزاز شوكة رنانة بشكل مستمر، وربما كان أول من استخدم هذا الاختراع كطريقة لقياس التردد بدقة. [ 164 ] اكتشف الأخوان الفيزيائيان الفرنسيان جاك وبيير كوري الخصائص الكهروضغطية للكوارتز البلوري في عام 1880. [ 165 ]

كانت ساعات البندول الأكثر دقة تُتحكم كهربائياً. [ 166 ] ساعة شورت-سينكرونوم ، وهي ساعة بندول تعمل بالكهرباء صُممت عام 1921، كانت أول ساعة تُعدّ أكثر دقة في ضبط الوقت من الأرض نفسها. [ 167 ]

أدت سلسلة من الابتكارات والاكتشافات إلى اختراع ساعة الكوارتز الحديثة. اختُرع مذبذب الصمام المفرغ عام ١٩١٢. [ ١٦٨ ] استُخدم مذبذب كهربائي لأول مرة للحفاظ على حركة شوكة رنانة على يد الفيزيائي البريطاني ويليام إيكلز عام ١٩١٩؛ [ ١٦٩ ] وقد أزال إنجازه جزءًا كبيرًا من التخميد المرتبط بالأجهزة الميكانيكية وزاد من استقرار تردد الاهتزاز. [ ١٦٩ ] بنى المهندس الأمريكي والتر جي. كادي أول مذبذب بلوري كوارتز عام ١٩٢١، وفي أكتوبر ١٩٢٧، وصف جوزيف هورتون ووارن ماريسون أول ساعة كوارتز في مختبرات بيل للهواتف . [ ١٧٠ ] [ ملاحظة ٨ ] شهدت العقود التالية تطوير ساعات الكوارتز كأجهزة دقيقة لقياس الوقت في المختبرات، إلا أن الإلكترونيات المستخدمة في العد ، الضخمة والحساسة، والمبنية باستخدام الصمامات المفرغة ، حدّت من استخدامها العملي في أماكن أخرى. في عام 1932، طُوِّرت ساعة كوارتز قادرة على قياس التغيرات الأسبوعية الطفيفة في معدل دوران الأرض. [ 172 ] وقد أدى استقرارها الفيزيائي والكيميائي المتأصل ودقتها إلى انتشارها اللاحق، ومنذ أربعينيات القرن العشرين، شكلت أساسًا لقياسات دقيقة للوقت والتردد في جميع أنحاء العالم. [ 173 ]

تطوير الساعة

رسم تخطيطي لنابض التوازن وعجلة التوازن لهويجنز
صورة لساعة جيب تومبيون
(أعلاه) رسم توضيحي لنابض توازن هيغنز متصل بعجلة توازن ؛ (أسفل) ساعة نابض توازن مبكرة من صنع توماس تومبيون

صُنعت أولى ساعات اليد في  القرن السادس عشر. وقد قامت إليزابيث الأولى ملكة إنجلترا بجرد الساعات التي اقتنتها عام ١٥٧٢، والتي اعتُبرت جميعها جزءًا من مجموعتها من المجوهرات. [ ١٧٤ ] كانت ساعات الجيب الأولى غير دقيقة، إذ حال حجمها دون امتلاكها أجزاء متحركة متقنة الصنع. [ ١٧٥ ] بدأت الساعات غير المزخرفة بالظهور حوالي عام ١٦٢٥. [ ١٧٦ ]

أصبحت الموانئ التي تعرض الدقائق والثواني شائعة بعد الزيادة في الدقة التي أتاحها نابض التوازن (أو النابض الشعري). [ 112 ] وقد اخترعه كل من هيغنز وهوك بشكل منفصل عام 1675، مما مكّن تذبذبات عجلة التوازن من أن يكون لها تردد ثابت . [ 177 ] وأدى هذا الاختراع إلى تقدم كبير في دقة الساعة الميكانيكية ، من حوالي نصف ساعة إلى بضع دقائق في اليوم. [ 178 ] ولا يزال هناك بعض الجدل حول ما إذا كان هيغنز أو هوك هو من اخترع نابض التوازن أولاً؛ فقد ادعى كلا العالمين أنهما توصلا إلى فكرة نابض التوازن أولاً. ويُعد تصميم هيغنز لنابض التوازن هو النوع المستخدم في جميع الساعات تقريبًا حتى يومنا هذا. [ 178 ]

كان توماس تومبيون من أوائل صانعي الساعات الذين أدركوا إمكانات نابض التوازن واستخدموه بنجاح في ساعات الجيب؛ [ 179 ] وقد مكّنت الدقة المحسّنة الساعات من العمل بكفاءة مماثلة لما تُستخدم به اليوم، كعقرب ثوانٍ يُضاف إلى ميناء الساعة ، وهو تطور حدث خلال تسعينيات القرن السابع عشر. [ 180 ] كان عقرب الدقائق المتداخل اختراعًا سابقًا، ولكن ابتكر كوير آليةً مكّنت من تحريك العقارب معًا . [ 181 ] يُنسب إلى نيكولاس فاتيو دي دويلييه ، الفيلسوف الطبيعي السويسري ، تصميم أول محامل جواهر في الساعات عام 1704. [ 182 ]

ومن بين صانعي الساعات الإنجليز البارزين الآخرين في القرن الثامن عشر جون أرنولد وتوماس إيرنشو ، اللذان كرّسا حياتهما المهنية لصنع ساعات كرونومتر عالية الجودة وما يسمى بـ "ساعات سطح السفينة"، وهي نسخ أصغر من الكرونومتر يمكن الاحتفاظ بها في الجيب. [ 183 ]

الاستخدام العسكري للساعة

كانت الساعات شائعة الاستخدام خلال الحرب الفرنسية البروسية (1870-1871 ) ، وبحلول حرب البوير (1899-1902 ) ، أصبحت الساعات أداة قيّمة. [ 184 ] كانت النماذج الأولى عبارة عن ساعات جيب عادية مزودة بحزام جلدي، ولكن مع بداية  القرن العشرين، بدأ المصنّعون بإنتاج ساعات يد مصممة خصيصًا لهذا الغرض. في عام 1904، طلب ألبرتو سانتوس دومون ، أحد رواد الطيران ، من صديقه صانع الساعات الفرنسي لويس كارتييه تصميم ساعة تكون مفيدة أثناء رحلاته الجوية. [ 185 ]

خلال الحرب العالمية الأولى ، استخدم ضباط المدفعية ساعات اليد . [ 186 ] كانت ما تُسمى بساعات الخنادق ، أو "ساعات المعصم"، عمليةً، إذ أتاحت استخدام إحدى اليدين التي تُستخدم عادةً لتشغيل ساعة الجيب، وأصبحت من المعدات القياسية. [ 187 ] [ 188 ] تطلّبت متطلبات حرب الخنادق من الجنود حماية زجاج ساعاتهم، فكان يُستخدم أحيانًا واقٍ على شكل قفص مفصلي. [ 188 ] صُمم الواقي لتسهيل قراءة الأرقام، لكنه كان يحجب العقارب، وهي مشكلة حُلّت بعد إدخال زجاج البلكسي المقاوم للكسر في ثلاثينيات القرن العشرين. [ 188 ] قبل استخدامها في الجيش، كانت ساعة اليد تُرتدى عادةً من قِبل النساء فقط، ولكن خلال الحرب العالمية  الأولى أصبحت رمزًا للرجولة والشجاعة. [ 188 ]

الساعات الحديثة

ساعة هاروود
ساعة رولكس
رائد فضاء
ساعة رقمية
ساعات اليد الحديثة: ساعة هاروود أوتوماتيكية (عشرينات القرن العشرين)؛ ساعة رولكس سابمارينر (خمسينات القرن العشرين)؛ رائد الفضاء توماس ب. ستافورد في عام 1966، وهو يرتدي ساعة سبيدماستر ؛ ساعة يد كوارتز رقمية ( حوالي سبعينات القرن العشرين).

بدأ استبدال ساعات الجيب مع مطلع  القرن العشرين. [ 189 ] أنتج السويسريون، الذين التزموا الحياد طوال الحرب العالمية  الأولى، ساعات يد لكلا طرفي النزاع. وقد أثر ظهور الدبابة على تصميم ساعة كارتييه تانك ، [ 190 ] كما تأثر تصميم الساعات خلال عشرينيات القرن العشرين بأسلوب آرت ديكو . [ 191 ] أُعيد طرح الساعة الأوتوماتيكية ، التي ظهرت لأول مرة بنجاح محدود في  القرن الثامن عشر، في عشرينيات القرن العشرين على يد صانع الساعات الإنجليزي جون هاروود . [ 192 ] بعد إفلاسه عام 1929، رُفعت القيود المفروضة على الساعات الأوتوماتيكية، وتمكنت شركات مثل رولكس من إنتاجها. [ 193 ] وفي عام 1930، أنتجت تيسو أول ساعة يد غير مغناطيسية على الإطلاق . [ 194 ]

طُوّرت أولى الساعات التي تعمل بالبطارية في خمسينيات القرن العشرين. [ 195 ] أنتجت شركات مثل باتيك فيليب ساعات عالية الجودة ، ومن الأمثلة على ذلك ساعة باتيك فيليب رقم 1518، التي طُرحت عام 1941، والتي يُحتمل أنها أكثر ساعات اليد تعقيدًا على الإطلاق المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ، والتي حققت رقمًا قياسيًا عالميًا في عام 2016 عندما بيعت في مزاد علني مقابل 11,136,642 دولارًا أمريكيًا. [ 196 ] [ 197 ] [ 198 ]

ارتدى رواد الفضاء ساعة سبيدماستر بروفيشنال ذات التعبئة اليدوية، أو ما يُعرف بـ"ساعة القمر"، خلال أول رحلة سير في الفضاء قام بها أمريكيون ضمن مهمة جيميني 4 التابعة لوكالة ناسا ، وكانت أول ساعة يرتديها رائد فضاء يسير على سطح القمر خلال مهمة أبولو 11. [ 199 ] وفي عام 1969، أنتجت شركة سيكو أول ساعة يد كوارتز في العالم، وهي ساعة أسترون . [ 200 ]

خلال سبعينيات القرن العشرين، مكّن ظهور الساعات الرقمية المصنوعة باستخدام الترانزستورات والأجزاء البلاستيكية الشركات من تقليص عدد موظفيها. وبحلول سبعينيات القرن العشرين، أفلست العديد من الشركات التي حافظت على تقنيات تصنيع المعادن الأكثر تعقيدًا. [ 201 ]

تم طرح الساعات الذكية ، وهي عبارة عن أجهزة كمبيوتر قابلة للارتداء على شكل ساعات ، في السوق في أوائل القرن الحادي والعشرين.

الساعات الذرية

صورة لإيسن وباري واقفين بجانب أول ساعة ذرية في العالم
لويس إيسن ( على اليمين ) وجاك باري يقفان بجوار أول ساعة ذرية من السيزيوم-133 في العالم في المختبر الفيزيائي الوطني في لندن

تُعدّ الساعات الذرية أدقّ أجهزة ضبط الوقت المستخدمة عمليًا اليوم. فهي دقيقة في حدود ثوانٍ معدودة على مدى آلاف السنين، وتُستخدم لمعايرة الساعات الأخرى وأجهزة ضبط الوقت. [ 202 ] غيّر المكتب الوطني الأمريكي للمعايير (NBS، الذي يُعرف الآن باسم المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST)) طريقة اعتماده لمعيار الوقت في الولايات المتحدة من ساعات الكوارتز إلى الساعات الذرية في ستينيات القرن الماضي. [ 203 ]

اقترح العالم البريطاني اللورد كلفن فكرة استخدام الانتقالات الذرية لقياس الزمن لأول مرة عام 1879، [ 204 ] إلا أنه لم تتوفر طريقة عملية لقياس الزمن بهذه الطريقة إلا في ثلاثينيات القرن العشرين مع تطوير الرنين المغناطيسي . [ 205 ] وفي عام 1948، بُني نموذج أولي لجهاز ليزر الأمونيا في المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST). ورغم أنه كان أقل دقة من ساعات الكوارتز الموجودة آنذاك، إلا أنه أثبت صحة مفهوم الساعة الذرية. [ 206 ]

قام الفيزيائي الإنجليزي لويس إيسن ببناء أول ساعة ذرية دقيقة، وهي ساعة قياسية تعتمد على السيزيوم، وتستند إلى انتقال معين لذرة السيزيوم-133 ، وذلك في عام 1955 في المختبر الفيزيائي الوطني بلندن. [ 207 ] وقد تمت معايرتها باستخدام مقياس الزمن الفلكي ( الزمن الفلكي). [ 208 ]

في عام 1967، اعتمد النظام الدولي للوحدات (SI) وحدة الزمن، وهي الثانية، بناءً على خصائص السيزيوم. [ 206 ] عرّف النظام الدولي للوحدات الثانية بأنها 9,192,631,770 دورة من الإشعاع الذي يتوافق مع الانتقال بين مستويين من طاقة دوران الإلكترون في الحالة الأرضية لذرة السيزيوم -133 . [ 209 ] تتميز ساعة السيزيوم الذرية التي يشرف عليها المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) بدقة تصل إلى 30 جزءًا  من مليار من الثانية سنويًا. [ 206 ] وقد استُخدمت عناصر أخرى في الساعات الذرية، مثل بخار الهيدروجين والروبيديوم ، مما يوفر استقرارًا أكبر (في حالة ساعات الهيدروجين) وحجمًا أصغر، واستهلاكًا أقل للطاقة، وبالتالي تكلفة أقل (في حالة ساعات الروبيديوم). [ 206 ] اعتمدت التطورات الحديثة في تكنولوجيا الساعات بشكل كبير على منصات الأيونات المحصورة ، حيث يتنافس على تسجيل أدنى مستوى من عدم اليقين المنهجي ساعات أيونات الألومنيوم [ 210 ] وساعات الشبكة البصرية للسترونتيوم. [ 211 ] من المرجح أن تعتمد ساعات الجيل القادم على الانتقالات النووية في نواة الثوريوم 229m ، حيث تُحجب النوى عن التأثيرات الخارجية بواسطة السحابة الإلكترونية المصاحبة، ويكون تردد الانتقال أعلى بكثير من الساعات البصرية وساعات الأيونات، مما يسمح بانخفاض كبير في عدم اليقين المنهجي في تردد الساعة. [ 212 ]

انظر أيضاً

ملاحظات توضيحية

  1. لاحظ مخترع ساعة الكوارتز ، وارن ماريسون ، أن الساعة الشمسية ليست جهازًا لقياس الوقت، لأنها لا تستطيع إلا "في أحسن الأحوال قياس التوقيت الشمسي المحلي ". [ 7 ]
  2. تشير أبيات شعرية من تأليف بلاوتوس ( حوالي 254 - 184قبل الميلاد) إلى أن الساعات الشمسية كانت مألوفة لدى الرومان: [ 17 ] [ 18 ]  

    يا للعجب! لعنةٌ على من اكتشف أولًا كيف نميز الساعات! لعنةٌ أيضًا على من نصب في هذا المكان ساعة شمسية، ليقطع أيامي ويجزئها إلى أجزاء صغيرة بائسة! عندما كنت صبيًا، كانت معدتي ساعتي الشمسية: ساعة أدق وأصدق وأكثر موثوقية من أي ساعة أخرى. كانت هذه الساعة تخبرني متى يحين وقت الغداء، عندما يكون لدي ما آكله. أما الآن، فحتى عندما يكون لدي ما آكله، لا أستطيع الذهاب إلا إذا سمحت الشمس. المدينة مليئة بهذه الساعات الشمسية الملعونة، ومعظم سكانها يتقلصون من الجوع، ويزحفون في الشوارع.               

  3. ولا يمكن لأي ساعة أن تتبع حكم علم الفلك بدقة تامة. ومع ذلك، يحاول صانعو الساعات صنع عجلة تُكمل دورة كاملة لكل دورة من دورات الاعتدالين، لكنهم لا يستطيعون إتقان عملهم تمامًا. ( باللاتينية : Nec est hoc possibile, quod aliquod horologium sequatur omnino iudicium astronomie secundum veritatem. Conantur tamen artifices horologiorum Facere circulum unum qui omnino moveatur secundum motum circuli equinoctialis، sed no possunt omnino complere opus اليوم، إذا كان من الممكن أن تكون هذه الساعات حقيقية وفاليريت بالإضافة إلى الأسطرلابيوم الكمي والساعات الرأسمالية أو غيرها من أدوات علم الفلك، إذا كان هذا هو السبب وراء الطريقة الثانية ) [ 86 ]
  4. تم استنساخ أعمال جيوفاني دي دوندي استنادًا إلى تصاميمه. كانت ساعته ذات سبعة أوجه، تضم 107 أجزاء متحركة، تُظهر مواقع الشمس والقمر وخمسة كواكب، بالإضافة إلى أيام الأعياد الدينية. وقد ألهمت ساعته العديد من النسخ الحديثة، بما في ذلك بعضها في متحف العلوم بلندن ومؤسسة سميثسونيان . [ 104 ] [ 95 ]
  5. فُقدت آلية ضبط الوقت الأصليةلساعة كاتدرائية سالزبوري، والتي كانت تعمل بنظامي الإطار والورقة ، بعد تحويلها إلى بندول ، ثم استُبدلت بنسخة طبق الأصل من نظام الإطار عام ١٩٥٦. لا تحتوي الساعة على ميناء، إذ كان الغرض منها دق جرس. [ ١٠٦ ] تُثبّت العجلات والتروس في إطار حديدي  طوله ١.٢ متر (٣ أقدام و١١ بوصة)، مُثبّت معًا بدبابيس ومسامير معدنية. يُزوّد ​​حجران كبيران الطاقة، ويتسببان في فكّ حبال من براميل خشبية. تُحرّك البراميل العجلة الرئيسية (التي يُنظّمها نظام الميزان)، وآلية الدقّ، وفرامل الهواء. [ ١٠٦ ]
  6. تم تحويل الساعة إلى نظام البندول والمرساة في القرن السابع عشر، وتم تركيبها في متحف العلوم بلندن عام 1884، حيث لا تزال تعمل. [ 108 ]
  7. تعتمد الساعات التي تعمل بالتوافقيات على شكل من أشكال التشوه عن وضع التوازن؛ وتكون التذبذبات الناتجة ذات سعة قصوى عندما تتلقى طاقة بتردد قريب من ترددها الطبيعي غير المخمد. ومن الأمثلة الرئيسية على هذه المذبذبات التوافقية المستخدمة في ضبط الوقت: دائرة الرنين الكهربائي ، وبندول الجاذبية ، ومذبذب بلورة الكوارتز،والشوكة الرنانة ، ونابض التوازن ، ونابض الالتواء ،والبندول الرأسي . [ 126 ]
  8. يمكن أن تهتز رنانات الكوارتز بسعة صغيرة جدًايمكن التحكم فيها بدقة، وهي خصائص تسمح لها بالحصول على درجة ملحوظة من استقرار التردد . [ 171 ]

الاقتباسات

  1. بروتون 2000 ، ص 11.
  2. ^ بروتون 2000 ، ص 235-237.
  3. ريتشاردز 1999 ، ص 130.
  4. ^ أفيني 1980 ، ص 158 – 159.
  5. نوريس 2016 ، ص 27.
  6. 1 2 بارنيت 1999 ، ص. 64.
  7. 1 2 ماريسون 1948 ، ص 510.
  8. ميجور 1998 ، ص 9.
  9. «اكتشاف إحدى أقدم الساعات الشمسية في العالم في وادي الملوك، صعيد مصر» . ساينس ديلي . ١٤ مارس ٢٠١٣. مؤرشف من الأصل في ٢٠ سبتمبر ٢٠١٧. تم الاطلاع عليه في ١٠ مايو ٢٠٢١ .
  10. غوتشي، ريتا (24 يناير 2018). "الزمن الفلكي مقابل الزمن الاجتماعي: دراسة حالة من مصر القديمة" . مجلة علم آثار سكاي سكيب . 3 (2): 217-223 . doi : 10.1558/jsa.34687 . تاريخ الاسترجاع: 28 نوفمبر 2023 .
  11. بروتون 2000 ، ص 14.
  12. بارنيت 1999 ، ص 18.
  13. دولان 1975 ، ص 31-32.
  14. 1 2 براون، فيرمور ووكر 1999 ، ص 130.
  15. دولان 1975 ، ص 34.
  16. هارت، غراهام (1999). "بطليموس عن الساعات الشمسية" . ستاري ميسنجر . مؤرشف من الأصل في 29 يونيو 2022. تم الاسترجاع في 27 مايو 2021 .
  17. دولان 1975 ، ص 37-38.
  18. ثورنتون 1767 ، ص 368-369.
  19. دولان 1975 ، ص 35.
  20. 1 2 كاركوبينو، جيروم. (1940). الحياة اليومية في روما القديمة: الشعب والمدينة في أوج الإمبراطورية . ييل. ص 145-146 . 
  21. بارنيت 1999 ، ص 21.
  22. & Dolan 1975 ، ص43. 
  23. & Dolan 1975 ، ص60. 
  24. ماجدولين 2001 ، ص 84.
  25. "أكبر ساعة شمسية في العالم" . مؤرشف من الأصل في 23 مارس 2017. تم الاطلاع عليه في 12 يناير 2024 .
  26. باري بيرلوس. "العمارة في خدمة العلم: المراصد الفلكية لجاي سينغ الثاني" (ملف PDF) . Jantarmantar.org. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 5 فبراير 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 نوفمبر 2012 .
  27. فون ليفين 2016 ، ص 207.
  28. فون ليفين 2016 ، ص 218.
  29. كوتيريل وكامينجا 1990 ، ص 59.
  30. نيدهام 1965 ، ص 479-480.
  31. Schafer 1967 ، ص 128.
  32. نيدهام 1965 ، ص 469-471.
  33. ١ ٢ "الساعات القديمة" . رحلة عبر الزمن . مختبر الفيزياء التابع للمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا . ١٢ أغسطس ٢٠٠٩. مؤرشف من الأصل في ٢ أغسطس ٢٠١٦. تم الاطلاع عليه في ١٣ أكتوبر ٢٠٢٢ .
  34. نيدهام 1965 ، ص 411.
  35. فان دوسن 2014 ، ص 257.
  36. ألين 1996 ، ص 157.
  37. ^ هيلمانز وبنش 2004 ، ص. 65.
  38. ^ نوبل ودي سولا برايس 1968 ، ص 345–347.
  39. همفري 1998 ، ص 518-519.
  40. هيل 2016 ، ص 17.
  41. 1 2 هيل 1997 ، ص. 242.
  42. ^ موسى ، زينوفون (2018). Ο μηχανισμός των Αντικυθήρων, το αρχαιότερομηχανικό σύμπαν [آلية أنتيكيثيرا، أول كون ميكانيكي ] ( باللغة اليونانية). أثينا: كانتو ميديتيرانيو. رقم ISBN 978-618-83695-0-4.
  43. داسيبوديوس، ك. (1580). مالك الحزين الميكانيكي .
  44. بطل الإسكندرية. راجع كتب البطل: Pneumatica (Πνευματικά)، Automata، Mechanica، Metrica، Dioptra . الإسكندرية.
  45. هيل 1997 ، ص 234.
  46. هيل 1997 ، ص 203.
  47. الجزري 1974 ، ص 241.
  48. هيل 2016 ، ص 43.
  49. باجاني 2001 ، ص 209.
  50. 1 2 فريزر 1990 ، ص 55-56.
  51. ^ بيديني 1994 ، ص 103-104.
  52. Schafer 1963 ، ص 160-161.
  53. تشانغ، إدوارد؛ لو، يونغ-هسيانغ (ديسمبر 1996). "تصوير تدفقات الفيديو باستخدام استعارة الساعة الرملية" . جامعة ستانفورد. مؤرشف من الأصل في 10 أكتوبر 2017. تم الاطلاع عليه في 20 يونيو 2008 .
  54. بيديني 1963 ، ص 37.
  55. روسوتي 2002 ، ص 157.
  56. فريزر 1990 ، ص 52، 55-56.
  57. فريزر 1990 ، ص 56.
  58. ^ بيديني 1994 ، ص 104-106.
  59. الحسن وهيل 1986 ، ص 24.
  60. هيل، دونالد ر.؛ الحسن، أحمد ي. "الهندسة في الحضارة العربية الإسلامية" . تاريخ العلوم والتكنولوجيا في الإسلام . مؤرشف من الأصل في 1 أكتوبر 2024. تم الاطلاع عليه في 28 مايو 2021 .
  61. "رقم الجرد 48213 - ملصق العرض السابق" . متحف تاريخ العلوم، أكسفورد . تم الاطلاع عليه في 28 يناير 2023 .
  62. عجرم 1992 ، الملحق ب.
  63. كينغ 1983 ، ص 545-546.
  64. فلامر، كيث (31 أكتوبر 2006). "تاريخ الزمن" . مجلة الساعات الدولية . مؤرشف من الأصل في 16 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه في 8 أبريل 2008 .
  65. آسر 1983 ، ص 108.
  66. هيل 1997 ، ص 238.
  67. ^ الجزري 1974 ، ص 83-92.
  68. فروجوني 1988 ، ص 83.
  69. بيرغرين 2003 ، ص 53.
  70. Blaut 2000 ، ص 186.
  71. نيدهام 1965 ، الشكل 995.
  72. نيدهام 1965 ، ص 570.
  73. مايسي 1994 ، ص 209.
  74. "ساعة" . قاموس أكسفورد الإنجليزي . 2021. مؤرشف من الأصل في 2 يونيو 2021. تم الاطلاع عليه في 29 مايو 2021 .
  75. بارنيت 1999 ، ص 33-34، 37.
  76. Landes 1985 ، ص 67.
  77. ^ ترويت 2015 ، ص 145 – 146.
  78. ^ ماريسون 1948 ، ص 813-814.
  79. وايت 1964 ، ص 120-121.
  80. وايت 1964 ، ص 122.
  81. هيل 1997 ، ص 223، 242-243.
  82. Baillie, Clutton & Ilbert 1969 ، ص 4.
  83. ^ لاندس 1985 ، ص 67-68.
  84. وايت 1964 ، ص 120.
  85. بارنيت 1999 ، ص 67.
  86. ^ ثورندايك، دي ساكرو بوسكو وروبرتوس أنجليكوس 1949 ، ص 180 ، 230.
  87. بروتون 2000 ، ص 49.
  88. 1 2 ماريسون 1948 ، ص 514.
  89. 1 2 هيل 1997 ، ص 243.
  90. بارنيت 1999 ، ص 64، 79.
  91. بروتون 2000 ، ص 248.
  92. بارنيت 1999 ، ص 87-88.
  93. Moevs 1999 ، ص 59-60.
  94. Baillie, Clutton & Ilbert 1969 ، ص 5-6.
  95. 1 2 Landes 1985 ، ص 53.
  96. بارنيت 1999 ، ص 75.
  97. وايت 1964 ، ص 134.
  98. Baillie, Clutton & Ilbert 1969 ، ص 5.
  99. بروتون 2000 ، ص 244.
  100. بروتون 2000 ، ص 35.
  101. بارنيت 1999 ، ص 64-65.
  102. 1 2 ماريسون 1948 ، ص 515.
  103. Baillie, Clutton & Ilbert 1969 ، ص. 7.
  104. ديفيز 1996 ، ص 434.
  105. برادبري وكوليت 2009 ، ص 353، 356.
  106. 1 2 3 "أقدم ساعة عاملة، أسئلة متكررة، كاتدرائية سالزبوري" . مؤرشف من الأصل في 15 يونيو 2009. تم الاطلاع عليه في 4 أبريل 2008 .
  107. كولشيستر 1987 ، ص 116-120.
  108. "ساعة كاتدرائية ويلز، حوالي عام 1392" . متحف العلوم (لندن). مؤرشف من الأصل في 26 يوليو 2020. تم الاطلاع عليه في 7 مايو 2020 .
  109. 1 2 3 وايت 1964 ، ص 126-128.
  110. Baillie, Clutton & Ilbert 1969 ، ص 66.
  111. 1 2 Baillie, Clutton & Ilbert 1969 ، ص. 19.
  112. 1 2 3 لانكفورد 1997 ، ص 529.
  113. ثورين 1990 ، ص 123.
  114. Baillie, Clutton & Ilbert 1969 ، ص 20-22.
  115. Baillie, Clutton & Ilbert 1969 ، ص 15.
  116. "التاريخ" . جاكوب زيك. الأصل . 2021. مؤرشف من الأصل في 1 أكتوبر 2024. تم الاسترجاع في 18 يونيو 2021 .
  117. بوغو، أ. (1935). "جيما فريسيوس، طريقته في تحديد فروق خطوط الطول بنقل الساعات (1530)، ورسالته في التثليث (1533)". إيزيس . 22 (2): 469-506 . doi : 10.1086/346920 . S2CID 143585356 . 
  118. ميسكنز 1992 ، ص 259.
  119. الحسن وهيل 1986 ، ص 59.
  120. جون هـ. لينارد. "رقم 1005: منظور آخر للزمن" . جامعة هيوستن . مؤرشف من الأصل في 19 مايو 2022. تم الاطلاع عليه في 10 أبريل 2022 .
  121. كوتيريل وكامينجا 1990 ، ص 20.
  122. Baillie, Clutton & Ilbert 1969 ، ص 67-68.
  123. ^ فراوتشي وآخرون. 2008 ، ص. 297.
  124. ^ فراوتشي وآخرون. 2008 ، ص. 309.
  125. Hüwel 2018 ، القسم 2–17.
  126. ^ ماريسون 1948 ، ص 515-516.
  127. بروتون 2000 ، ص 72.
  128. ماريسون 1948 ، ص 518.
  129. هيدريك 2002 ، ص 44.
  130. هيدريك 2002 ، ص 44-45.
  131. بارنيت 1999 ، ص 90.
  132. 1 2 بروتون 2000 ، ص. 70.
  133. هيدريك 2002 ، ص 41.
  134. وودز 2005 ، ص 100-101، 103.
  135. وودز 2005 ، ص 103.
  136. وودز 2005 ، ص 100.
  137. بويك 2013 ، ص 159.
  138. ريتشاردز 1999 ، ص 24-25.
  139. مايسي 1994 ، ص 125.
  140. Landes 1985 ، ص 220.
  141. مايسي 1994 ، ص 126.
  142. ديفيز 1996 ، ص 435.
  143. "جوليان لو روي" . مركز جيتي . مؤرشف من الأصل في 1 أكتوبر 2024. تم الاطلاع عليه في 28 يناير 2023 .
  144. ^ ماريسون 1948 ، ص 518-519.
  145. بيكر 2011 ، ص 79-80.
  146. ماثيس 2004 ، ص 7-8.
  147. بيكر 2011 ، ص 82.
  148. Alder 2002 ، ص 150.
  149. ^ بروتون 2000 ، ص 86-87.
  150. بروتون 2000 ، ص 89.
  151. بروتون 2000 ، ص 87.
  152. 1 2 بروتون 2000 ، ص. 90.
  153. "آلية ساعة هاريسون الخشبية التي تعمل لمدة ثمانية أيام، 1715" . مجموعة متحف العلوم . تم الاطلاع عليها في 16 فبراير 2024 .
  154. ^ لاندس 1985 ، ص 147 – 148.
  155. ^ بروتون 2000 ، ص 90-93.
  156. بارنيت 1999 ، ص 111.
  157. بروتون 2000 ، ص 93.
  158. بروتون 2000 ، ص 94.
  159. بارنيت 1999 ، ص 112.
  160. رونالدز 2015 ، ص 224.
  161. ماريسون 1948 ، ص 522.
  162. ماريسون 1948 ، ص 583.
  163. طومسون 1972 ، ص 65-66.
  164. ماريسون 1948 ، ص 524.
  165. "بيير كوري" . المعهد الأمريكي للفيزياء . مؤرشف من الأصل في 29 يناير 2023. تم الاطلاع عليه في 28 يناير 2023 .
  166. ماريسون 1948 ، ص 523.
  167. سيدجويك ومويردن 1980 ، ص 478.
  168. ماريسون 1948 ، ص 526.
  169. 1 2 ماريسون 1948 ، ص 527.
  170. ماريسون 1948 ، ص 538.
  171. ماريسون 1948 ، ص 533.
  172. ماريسون 1948 ، ص 564.
  173. ^ ماريسون 1948 ، ص 531-532.
  174. ^ بروتون 2000 ، ص 56-57.
  175. Landes 1985 ، ص 114.
  176. Baillie, Clutton & Ilbert 1969 ، ص 39.
  177. ^ لاندس 1985 ، ص 124-125.
  178. 1 2 Landes 1985 ، ص. 128.
  179. Landes 1985 ، ص 219.
  180. Landes 1985 ، ص 129.
  181. Baillie, Clutton & Ilbert 1969 ، ص 280.
  182. "نيكولا فاتيو دي دويلييه (1664-1753)" . صانعو الساعات المشهورون . مؤسسة صناعة الساعات الراقية. 2019. مؤرشف من الأصل في 14 نوفمبر 2020. تم الاطلاع عليه في 22 مايو 2021 .
  183. ^ لاندس 1985 ، ص 172 ، 185.
  184. Glasmeier 2000 ، ص 141.
  185. هوفمان 2004 ، ص 3.
  186. بروتون 2000 ، ص 183.
  187. بارنيت 1999 ، ص 141.
  188. 1 2 3 4 بينينجتون، كول (24 سبتمبر 2019). "كيف غيّرت الحرب العالمية الأولى صناعة الساعات إلى الأبد" . بلومبرج نيوز . مؤرشف من الأصل في 3 يونيو 2021. تم الاطلاع عليه في 3 يونيو 2021 .
  189. ميلر 2009 ، ص 9.
  190. ميلر 2009 ، ص 26.
  191. ميلر 2009 ، ص 30.
  192. ميلر 2009 ، ص 39.
  193. ميلر 2009 ، ص 51.
  194. "اللا مغناطيسية" . تيسو . مؤرشف من الأصل في 16 أغسطس 2021. تم الاطلاع عليه في 15 أغسطس 2021 .
  195. ميلر 2009 ، ص 137.
  196. ميلر 2009 ، ص 13.
  197. توشو، آرثر (12 نوفمبر 2016). "بيع ساعة باتيك فيليب من الفولاذ المقاوم للصدأ، المرجع 1518، بأكثر من 11 مليون دولار في مزاد فيليبس جنيف" . هودينكي. مؤرشف من الأصل في 15 أغسطس 2021. تم الاطلاع عليه في 15 أغسطس 2021 .
  198. كلايمر، بنيامين. "ساعة باتيك فيليب 1518 المصنوعة من الفولاذ" . هودينكي. مؤرشف من الأصل في 15 أغسطس 2021. تم الاطلاع عليه في 15 أغسطس 2021 .
  199. نيلسون 1993 ، ص 33-38.
  200. "معالم بارزة: ساعة يد كوارتز إلكترونية، 1969" . موسوعة تاريخ الهندسة والتكنولوجيا . 31 ديسمبر 2015. مؤرشف من الأصل في 29 يناير 2023. تم الاطلاع عليه في 28 يناير 2023 .
  201. "ساعات منبه من الغابة السوداء" . المتحف الألماني للساعات . مؤرشف من الأصل في 29 يوليو 2016. تم الاطلاع عليه في 17 أغسطس 2021 .
  202. ديك 2002 ، ص 484.
  203. سوليفان، د.ب. (2001). "قياس الزمن والتردد في المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا: المئة عام الأولى " (ملف PDF) . قسم الزمن والتردد، المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا. ص 5. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 27 سبتمبر 2011.  
  204. "العداد الذري يُكمل 50 عامًا" . بي بي سي نيوز . 2 يونيو 2005. مؤرشف من الأصل في 12 يناير 2024. تم الاطلاع عليه في 1 أغسطس 2021 .
  205. لومباردي، هيفنر وجيفيرتس 2007 ، ص 74.
  206. 1 2 3 4 "العصر الذري لمعايير الوقت" . المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا. مؤرشف من الأصل في 12 أبريل 2008. تم الاطلاع عليه في 2 مايو 2008 .
  207. ^ إيسن وباري 1955 ، ص. 280.
  208. ^ ماركويتز وآخرون. 1958 ، ص 105 – 107.
  209. "ما هي الساعة الذرية للسيزيوم؟" . المجلس الوطني للبحوث في كندا. 9 يناير 2020. مؤرشف من الأصل في 12 أبريل 2021. تم الاطلاع عليه في 15 مايو 2021 .
  210. روزنباند، ت.؛ شميدت، ب.؛ هيوم، د.؛ إيتانو، و.؛ فورتييه، ت.؛ ستالناكر، ج.؛ كيم، ك.؛ ديدامز، س.؛ كويليمي، ج.؛ بيركويست، ج.؛ واينلاند، د. (31 مايو 2007). "ملاحظة انتقال الساعة S 0 1 → P 0 3 في Al + 27" . رسائل المراجعة الفيزيائية . 98 (22) 220801. arXiv : physics/0703067 . Bibcode : 2007PhRvL..98v0801R . doi : 10.1103/PhysRevLett.98.220801 . ISSN 0031-9007 . PMID 17677830 .  
  211. إيبلي، ألكسندر؛ كيم، كيونغتاي؛ وارفيلد، ويليام؛ سافرونوفا، ماريانا س.؛ يي، جون (10 يوليو 2024). "ساعة ذات عدم يقين منهجي قدره 8 × 10⁻¹⁹" . رسائل المراجعة الفيزيائية . 133 (2) 023401. arXiv : 2403.10664 . doi : 10.1103/PhysRevLett.133.023401 . ISSN 0031-9007 . PMID 39073965 .  
  212. ^ تشانغ، تشوانكون؛ أوي، تيان؛ هيغينز، جاكوب S.؛ دويل، جاك ف. فون دير وينس، لارس؛ بيكس، كيلد؛ لايتنر، أدريان. كازاكوف، جورجي أ؛ لي بنغ. ثيرولف، بيتر ج. شوم، ثورستن. نعم يونيو (سبتمبر 2024). "نسبة التردد للانتقال الأيزومري النووي 229mTh والساعة الذرية 87Sr" . طبيعة . 633 (8028): 63– 70. أرخايف : 2406.18719 . دوى : 10.1038/s41586-024-07839-6 . ردمك 1476-4687 . بميد 39232152 .  

مراجع