ساعة مائية

📅 آخر تحديث: ٢٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 9 صور
الموسوعة الحرة
عرض لساعتين مائيتين من متحف الأغورا القديمة في أثينا. الساعة العلوية أصلية من أواخر القرن الخامس قبل الميلاد، أما السفلية فهي نسخة طبق الأصل من ساعة طينية أصلية.

الساعة المائية ، أو كليبسيدرا ( من اليونانية القديمة κλεψύδρα ( klepsúdra ) ' ماصة ، ساعة مائية ' ؛ من κλέπτω ( kléptō ) ' يسرق ' و ὕδωρ ( hydor ) ' ماء ' ؛ حرفيًا ' سارق الماء ' )، هي أداة لقياس الوقت من خلال التدفق المنظم للسائل إلى داخل (نوع التدفق الداخلي) أو خارج (نوع التدفق الخارجي) وعاء، حيث يمكن بعد ذلك قياس كمية السائل.   

تُعدّ الساعات المائية من أقدم أدوات قياس الوقت. [ 1 ] وُجد أبسط أشكال الساعات المائية، ذات التدفق الخارجي على شكل وعاء، في بابل ومصر وبلاد فارس حوالي القرن السادس عشر قبل الميلاد. كما تُقدّم مناطق أخرى من العالم، بما في ذلك الهند والصين ، أدلة مبكرة على وجود الساعات المائية، لكنّ أقدم التواريخ أقلّ دقة. استُخدمت الساعات المائية في اليونان القديمة وروما القديمة ، كما وصفها مؤرخون تقنيون مثل كتيسيبيوس (توفي عام 222 قبل الميلاد) وفيتروفيوس (توفي بعد عام 15 قبل الميلاد).

تصاميم

ساعة إيشيناردي المائية (مستنسخة من فرانشيسكو إيشيناردي ، الملحق Ad Exodium de Tympano )

تستخدم الساعة المائية تدفق الماء لقياس الوقت. إذا أُهملت اللزوجة، فإن المبدأ الفيزيائي اللازم لدراسة هذه الساعات هو قانون توريتشيلي . يوجد نوعان من الساعات المائية: ساعة التدفق الداخلي وساعة التدفق الخارجي. في ساعة التدفق الخارجي، يُملأ وعاء بالماء، ثم يُصرّف الماء ببطء وبشكل منتظم منه. يحتوي هذا الوعاء على علامات تُستخدم لإظهار مرور الوقت. عندما يخرج الماء من الوعاء، يستطيع المراقب رؤية مستوى الماء عند محاذاة العلامات، ومن ثمّ معرفة مقدار الوقت المنقضي. تعمل ساعة التدفق الداخلي بنفس الطريقة تقريبًا، إلا أنه بدلًا من أن يتدفق الماء خارج الوعاء، فإنه يملأ الوعاء المُعلّم. عندما يمتلئ الوعاء، يستطيع المراقب رؤية مستوى الماء عند محاذاة العلامات، ومن ثمّ معرفة مقدار الوقت المنقضي. تُسمى بعض الساعات الحديثة "ساعات مائية"، لكنها تعمل بطريقة مختلفة عن الساعات القديمة. يتم ضبط الوقت لديهم بواسطة بندول ، لكنهم يستخدمون الماء لأغراض أخرى، مثل توفير الطاقة اللازمة لتشغيل الساعة باستخدام عجلة مائية أو شيء مشابه، أو عن طريق وجود الماء في شاشات العرض الخاصة بهم.

طوّر الإغريق والرومان تصميم الساعات المائية ليشمل نظام "كليبسيدرا" ذي التدفق الداخلي مع نظام تغذية راجعة مبكر، وتروس، وآلية ميزان ، والتي كانت متصلة بآلات ميكانيكية متطورة ، مما أدى إلى تحسين دقتها. وشهدت بيزنطة وسوريا وبلاد ما بين النهرين مزيدًا من التطورات، حيث تضمنت الساعات المائية ذات الدقة المتزايدة تروسًا قطاعية ودائرية معقدة ، وعجلات مائية ، وإمكانية البرمجة ، وهي تطورات وصلت في نهاية المطاف إلى أوروبا . وبشكل مستقل، طوّر الصينيون ساعاتهم المائية المتقدمة، والتي تضمنت تروسًا وآليات ميزان وعجلات مائية، ونقلوا أفكارهم إلى كوريا واليابان .

طُوِّرت بعض تصاميم الساعات المائية بشكل مستقل، وانتقلت بعض المعارف عبر انتشار التجارة. وتمت معايرة هذه الساعات المائية المبكرة باستخدام ساعة شمسية . ورغم أنها لم تصل قط إلى مستوى دقة يُضاهي معايير ضبط الوقت الحالية، إلا أن الساعة المائية كانت أداة شائعة الاستخدام لضبط الوقت لآلاف السنين، إلى أن استُبدلت بساعات ميكانيكية أكثر دقة ذات آلية ميزان في أوروبا حوالي عام 1300. [ 2 ]

التنمية الإقليمية

بابل

في بابل، كانت الساعات المائية من النوع ذي التدفق الخارجي، وكانت أسطوانية الشكل. يعود استخدام الساعة المائية كوسيلة مساعدة في الحسابات الفلكية إلى الإمبراطورية البابلية القديمة ( حوالي 2000 - حوالي 1600 قبل الميلاد). [ 3 ] على الرغم من عدم وجود ساعات مائية باقية من منطقة بلاد ما بين النهرين، فإن معظم الأدلة على وجودها تأتي من كتابات على ألواح طينية . ومن الأمثلة على ذلك مجموعتان من الألواح: إنوما آنو إنليل (1600-1200 قبل الميلاد) ومول.أبين ( القرن السابع قبل الميلاد). [ 4 ] في هذه الألواح، استُخدمت الساعات المائية لدفع أجور حراس الليل والنهار. [ 5 ]

كانت هذه الساعات فريدة من نوعها، إذ لم تكن مزودة بمؤشرات كالعقارب (كما هو شائع اليوم) أو الشقوق المحززة (كما كانت مستخدمة في مصر). وبدلاً من ذلك، كانت هذه الساعات تقيس الوقت "بوزن الماء المتدفق منها". [ 6 ] وكان الحجم يُقاس بوحدات السعة المسماة "قا" . أما الوزن، "مانا" أو "مينا" (وهي الوحدة اليونانية التي تعادل رطلاً واحداً تقريباً)، فهو وزن الماء في الساعة المائية.

في العصر البابلي، كان يُقاس الوقت بالساعات الزمنية. لذا، مع تغير الفصول، كان طول اليوم يتغير. "لتحديد طول 'المراقبة الليلية' في الانقلاب الصيفي ، كان على المرء أن يسكب مائتين من الماء في إناء زجاجي أسطواني؛ وكان إفراغه يُشير إلى نهاية المراقبة. وكان يُضاف سدس المانا كل نصف شهر لاحق. وفي الاعتدال ، كان يُفرغ ثلاث مانا لتُعادل مراقبة واحدة، وأربع مانا لكل مراقبة من ليالي الانقلاب الشتوي ." [ 6 ]

مصر

يعود تاريخ أقدم ساعة مائية موثقة إلى الفترة ما بين 1417 و1379 قبل الميلاد تقريبًا، في المملكة المصرية الحديثة ، خلال عهد الفرعون أمنحتب الثالث ، حيث استُخدمت في معبد آمون رع في الكرنك . [ 7 ] وأقدم توثيق لهذه الساعة المائية هو نقش مقبرة أمنمحات، المسؤول المصري في القرن السادس عشر قبل الميلاد، والذي يُشير إليه كمخترعها. [ 7 ] [ 8 ] كانت هذه الساعات المائية البسيطة، من نوع التدفق الخارجي، عبارة عن أوعية حجرية ذات جوانب مائلة تسمح بتسرب الماء بمعدل ثابت تقريبًا من ثقب صغير قرب قاعها. وكانت تحتوي على اثني عشر عمودًا منفصلًا، تحمل علامات متباعدة بانتظام على سطحها الداخلي لقياس مرور "الساعات" مع وصول مستوى الماء إليها. وكانت هذه الأعمدة مخصصة لكل شهر من أشهر السنة الاثني عشر، مراعاةً لاختلافات ساعات الفصول. استخدم الكهنة هذه الساعات لتحديد الوقت ليلًا، حتى يتسنى أداء طقوس المعبد والقرابين في الوقت المناسب. [ 9 ]

الهند

يشير كلٌّ من ن. ناراهاري أشار وسوبهاش كاك إلى أن الساعات المائية استُخدمت في الهند القديمة منذ الألفية الثانية قبل الميلاد، استنادًا إلى ظهورها في الأثارفافيدا . [ 10 ] [ 11 ] ووفقًا لـ ن. كاميسوارا راو، يُحتمل أن تكون الأواني التي عُثر عليها في موقع موهينجو دارو، أحد مواقع حضارة وادي السند ، قد استُخدمت كساعات مائية. فهي مدببة من الأسفل، وبها ثقب جانبي، وتُشبه الأواني المستخدمة في طقوس التطهير ( أبهيشيكا ) على اللينغامات . [ 12 ]

يصف كتاب "جيوتيشا" ، أحد فروع "فيدانغا" الستة ، الساعات المائية المعروفة باسم "غاتي" أو "كابالا" ، والتي تقيس الوقت بوحدات "ناديكا" (حوالي 24 دقيقة). ويُذكر في "سوريا سيدانتا" (القرن الخامس الميلادي) جهاز "كليبسيدرا" على شكل وعاء نحاسي يطفو ويغرق . [ 13 ] وفي "نالاندا ماهافيهارا" ، وهي جامعة بوذية عريقة ، كانت تُقاس الفترات الزمنية التي تبلغ أربع ساعات بواسطة ساعة مائية، تتكون من وعاء نحاسي مماثل يحمل عوامتين كبيرتين داخل وعاء أكبر مملوء بالماء. وكان الوعاء يُملأ بالماء من ثقب صغير في قاعه، ويغرق عند امتلائه، ويُعلن عن ذلك بقرع طبل خلال النهار. وكانت كمية الماء المضافة تختلف باختلاف الفصول، وكان طلاب الجامعة هم من يُشغلون الساعة. [ 14 ]

وردت أوصاف مماثلة لساعات مائية في كتاب "بانشا سيدانتيكا" للعالم الموسوعي فاراهاميهيرا في القرن السادس، مما أضاف تفاصيل إضافية إلى الوصف الوارد في كتاب " سوريا سيدانتا" . كما سُجلت أوصاف أخرى في كتاب "براهمسفوتا سيدانتا " للرياضي براهمغوبتا في القرن السابع. وسجل الفلكي لالا في القرن الثامن وصفًا مفصلاً مع قياسات ، حيث وصف الغاتي بأنه وعاء نحاسي نصف كروي ذو ثقب يمتلئ تمامًا بعد دورة ناديكا واحدة . [ 15 ]

الصين

آلية برج الساعة الفلكية التي تعمل بالطاقة المائية من تصميم سو سونغ ، وتضم خزانًا للساعة، وعجلة مائية ، وآلية ميزان ، ونظام نقل الحركة بالسلسلة لتشغيل كرة فلكية ، و113 مدفعًا دقاقًا لإصدار صوت الساعات وعرض لوحات معلوماتية.

في الصين القديمة ، كما هو الحال في جميع أنحاء شرق آسيا، كانت الساعات المائية ذات أهمية بالغة في دراسة علم الفلك والتنجيم . ويشير أقدم مرجع مكتوب إلى استخدام الساعة المائية في الصين إلى القرن السادس قبل الميلاد. [ 16 ] ومنذ حوالي عام 200 قبل الميلاد، استُبدلت الساعة المائية ذات التدفق الخارجي (كليبسيدرا) في معظم أنحاء الصين بنوع التدفق الداخلي المزود بقضيب مؤشر محمول على عوامة (浮箭漏، فو جيان لو). [ 16 ] وكتب الفيلسوف والسياسي هوان تان (40 قبل الميلاد - 30 ميلادي)، وهو سكرتير في البلاط مسؤول عن الساعات المائية، أنه اضطر إلى مقارنة الساعات المائية بالساعات الشمسية نظرًا لتأثير درجة الحرارة والرطوبة على دقتها، مما يدل على أن تأثيرات التبخر، وكذلك درجة الحرارة، على سرعة تدفق المياه كانت معروفة في ذلك الوقت. [ 17 ] كان السائل في الساعات المائية عرضة للتجمد، وكان لا بد من تدفئته بالمشاعل، وهي مشكلة حلّها الفلكي والمهندس الصيني تشانغ سيكسون عام 976. استخدم اختراعه - الذي يُعدّ تحسينًا كبيرًا على ساعة يي شينغ - الزئبق بدلًا من الماء. الزئبق سائل في درجة حرارة الغرفة، ويتجمد عند -38.83 درجة مئوية (-37.9 درجة فهرنهايت) ، وهي درجة حرارة أقل من أي درجة حرارة هواء شائعة خارج المناطق القطبية. [ 18 ] [ 19 ] مرة أخرى، بدلًا من استخدام الماء، ابتكر المهندس تشان شييوان (حوالي 1360-1380) من أوائل عهد أسرة مينغ ساعة عجلة تعمل بالرمل، طوّرها تشو شوكسيو (حوالي 1530-1558). [ 20 ]  

بدأ استخدام الساعات ذات العجلات الدوارة لتشغيل آليات تجسيد الظواهر الفلكية مع العالم الموسوعي تشانغ هنغ (78-139) من أسرة هان عام 117، والذي استخدم أيضًا عجلة مائية . [ 21 ] كان تشانغ هنغ أول من أضاف في الصين خزان تعويض إضافي بين الخزان الرئيسي ووعاء التدفق، مما حل مشكلة انخفاض ضغط الماء في الخزان الرئيسي. [ 16 ] أدى ابتكار تشانغ إلى قيام عالم الرياضيات والمهندس يي شينغ (683-727) من أسرة تانغ وليانغ لينغزان عام 725 بصنع ساعة تعمل بآلية ميزان حلزوني تعمل بعجلة مائية . [ 22 ] استخدم العالم الموسوعي سو سونغ (1020-1101) من أسرة سونغ الآلية نفسها عام 1088 لتشغيل برج ساعته الفلكية ، بالإضافة إلى نظام نقل الحركة بالسلسلة . [ 23 ] كان برج ساعة سو سونغ ، الذي يزيد ارتفاعه عن 9.1 متر ، يضم كرة فلكية برونزية تعمل بالطاقة لأغراض الرصد، وكرة سماوية تدور تلقائيًا ، وخمس لوحات أمامية مزودة بأبواب تسمح بمشاهدة تماثيل متحركة تدق الأجراس أو الطبول، وتحمل ألواحًا تشير إلى الساعة أو أوقات خاصة أخرى من اليوم. في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، في برج الطبول ببكين ، تعمل ساعة دوارة آلية (كليبسيدرا) وتُعرض للسياح. وهي متصلة بأجهزة آلية بحيث يقوم تمثال صغير من النحاس الأصفر لرجل بالتصفيق على صنجاته كل ربع ساعة. [ 24 ] 

بلاد فارس

ساعة فارسية قديمة

يعود استخدام الساعات المائية في إيران الكبرى ، وخاصة في المناطق الصحراوية مثل يزد وأصفهان وزيباد وجون آباد ، إلى عام 500 قبل الميلاد. [ 25 ] لاحقًا، استُخدمت أيضًا لتحديد الأيام المقدسة بدقة في الديانات ما قبل الإسلامية، مثل عيد النوروز ( الاعتدال الربيعي )، ومهرجان ( الاعتدال الخريفي )، وترجان ( الانقلاب الصيفي ) ، وليلة يلدا ( الانقلاب الشتوي ) - وهي أقصر وأطول أيام السنة، وتتساوى فيها مدة النهار والليل. كانت الساعات المائية، التي تُسمى "بنجان " (ثم "فنجان ")، من أكثر الأدوات القديمة العملية لتحديد توقيت التقويم السنوي. [ 26 ] [ 27 ] كانت الساعة المائية أدق أجهزة ضبط الوقت وأكثرها شيوعًا لحساب كمية أو وقت سحب المزارع للماء من القناة أو البئر للري، إلى أن حلت محلها الساعات الحديثة الأكثر دقة. [ 28 ] [ 29 ]

كانت الساعات المائية الفارسية أداة عملية ومفيدة وضرورية لمساهمي القناة لحساب المدة الزمنية التي يمكنهم خلالها تحويل المياه إلى مزارعهم أو حدائقهم. كانت القناة المصدر الوحيد للمياه للزراعة والري في المناطق القاحلة، لذا كان التوزيع العادل والمنصف للمياه بالغ الأهمية. ولذلك، كان يُنتخب شخص مسنّ يتمتع بالعدل والحكمة ليكون مديرًا للساعة المائية أو " مير آب" ، وكان لا بد من وجود مديرين متفرغين على الأقل لمراقبة عدد الساعات وإعلان الوقت الدقيق للنهار والليل من شروق الشمس إلى غروبها، لأن المساهمين كانوا ينقسمون عادةً بين مالكي النهار ومالكي الليل. [ 30 ]

كانت الساعة المائية الفارسية تتألف من إناء كبير مملوء بالماء ووعاء به ثقب صغير في وسطه. عندما يمتلئ الوعاء بالماء، يغوص في الإناء، فيقوم المسؤول بتفريغه وإعادته إلى سطح الماء في الإناء. وكان يسجل عدد مرات غوص الوعاء بوضع حصى صغيرة في جرة. [ 30 ] يُعرف المكان الذي توجد فيه الساعة والمسؤولون عنها مجتمعين باسم " خانه بنغان" . وعادةً ما يكون هذا المكان في الطابق العلوي من حانة، بنوافذ تطل على الغرب والشرق لعرض وقت غروب الشمس وشروقها. ظلت ساعة "زيباد" المائية مستخدمة حتى عام 1965، [ 27 ] حين استُبدلت بساعات حديثة. [ 26 ]

العالم اليوناني الروماني

رسم توضيحي من أوائل القرن التاسع عشر [ 31 ] لساعة كليبسيدرا الخاصة بكتيسيبيوس (285-222 قبل الميلاد) من القرن الثالث قبل الميلاد. يرتفع مؤشر الساعة مع تدفق الماء. كما تقوم سلسلة من التروس بتدوير أسطوانة لتتوافق مع الساعات الزمنية.
إعادة بناء حديثة لساعة كتيسيبيوس الهيدروليكية (كلبسيدرا)، في متحف كوتساناس للآثار اليونانية القديمة في أثينا .

كلمة " كلبسيدرا " مشتقة من اليونانية وتعني "سارق الماء". [ 32 ] وقد طوّر الإغريق الساعة المائية بشكل ملحوظ من خلال معالجة مشكلة تناقص تدفق الماء. فقد ابتكروا أنواعًا عديدة من الكليبسيدرا ذات التدفق الداخلي، أحدها مزود بنظام تحكم تغذية راجعة بدائي. [ 33 ] كما اخترع كتيسيبيوس نظام مؤشر نموذجي للساعات اللاحقة، مثل القرص والمؤشر. [ 34 ] ووصف المهندس الروماني فيتروفيوس ساعات منبه بدائية، تعمل باستخدام الأجراس أو الأبواق. [ 34 ] وكانت الكليبسيدرا البسيطة ذات التدفق الخارجي من الساعات المائية الشائعة الاستخدام. وهي عبارة عن وعاء فخاري صغير به ثقب في جانبه بالقرب من قاعدته. وفي كل من العصرين اليوناني والروماني، استُخدم هذا النوع من الكليبسيدرا في المحاكم لتحديد فترات زمنية للمتحدثين. ففي القضايا المهمة، مثل تلك التي تكون فيها حياة شخص ما على المحك، كان يُملأ الوعاء بالكامل، أما في القضايا الأقل أهمية، فكان يُملأ جزئيًا فقط. إذا انقطعت الإجراءات لأي سبب من الأسباب، مثل فحص المستندات، يتم سد الثقب الموجود في جهاز العرض بالشمع حتى يتمكن المتحدث من استئناف مرافعته. [ 35 ]

كليبسيدرا لضبط الوقت

يشتبه بعض الباحثين في أن ساعة الكليبسيدرا ربما استُخدمت كساعة توقيت لفرض حد زمني على زيارات الزبائن في بيوت الدعارة الأثينية . [ 36 ] بعد ذلك بقليل، في أوائل القرن الثالث قبل الميلاد، استخدم الطبيب الهلنستي هيروفيلوس ساعة كليبسيدرا محمولة خلال زياراته المنزلية في الإسكندرية لقياس نبضات قلب مرضاه. ومن خلال مقارنة المعدل حسب الفئة العمرية مع مجموعات البيانات التي تم الحصول عليها تجريبياً، تمكن من تحديد شدة الاضطراب. [ 36 ]

بين عامي 270 قبل الميلاد و500 ميلادي، كان علماء الساعات والفلك الهلنستيون ( مثل كتيسيبيوس ، وهيرو الإسكندري ، وأرخميدس ) والرومان يطورون ساعات مائية ميكانيكية أكثر تعقيدًا. وكان الهدف من هذا التعقيد الإضافي هو تنظيم تدفق الماء وتقديم عروض أكثر فخامة لمرور الوقت. فعلى سبيل المثال، كانت بعض الساعات المائية تدق أجراسًا وأصواتًا ، بينما كانت ساعات أخرى تفتح أبوابًا ونوافذ لعرض تماثيل بشرية، أو تحرك مؤشرات وأقراصًا. بل إن بعضها كان يعرض نماذج فلكية للكون. وقد أشار المهندس فيلو البيزنطي، الذي عاش في القرن الثالث قبل الميلاد ، في مؤلفاته إلى ساعات مائية مزودة بآلية ميزان الساعة، وهي أقدم آلية معروفة من نوعها. [ 37 ]

كان الإنجاز الأكبر لاختراع الساعات الشمسية خلال تلك الفترة من نصيب كتيسيبيوس، الذي أضاف تروسًا ومؤشرًا قرصيًا لعرض الوقت تلقائيًا مع تغير أطوال الأيام على مدار السنة، نظرًا لنظام التوقيت المستخدم آنذاك. كما أشرف الفلكي اليوناني أندرونيكوس القيصري على بناء ساعته الشمسية، المعروفة اليوم باسم برج الرياح ، في سوق أثينا (أو الأغورا ) في النصف الأول من القرن الأول قبل الميلاد. عرض هذا البرج المثمن الأضلاع على العلماء والمتسوقين ساعات شمسية ومؤشرًا للرياح . كان بداخله ساعة شمسية آلية، إلا أنه لا يمكن الجزم بنوع العرض المستخدم؛ ومن الاحتمالات: قضيب يتحرك لأعلى ولأسفل لعرض الوقت، أو آلة تعمل بالطاقة المائية تدق جرسًا للإشارة إلى الساعات، أو قرص نجمي متحرك في السقف. [ 38 ]

العالم الإسلامي في العصور الوسطى

ساعة الفيل المائية للجزري ( 1206). [ 39 ]

في العالم الإسلامي في العصور الوسطى (632-1280)، يعود استخدام الساعات المائية إلى عهد أرخميدس خلال صعود الإسكندرية في مصر ، واستمر حتى بيزنطة . إلا أن الساعات المائية التي صنعها المهندس العربي الجزري تُنسب إليها الفضل في تجاوز كل ما سبقها. في رسالته التي كتبها عام 1206، وصف الجزري إحدى ساعاته المائية، وهي ساعة الفيل . كانت هذه الساعة تسجل مرور الساعات، مما استلزم تغيير معدل تدفق الماء يوميًا لمراعاة اختلاف أطوال الأيام على مدار السنة. ولتحقيق ذلك، احتوت الساعة على خزانين، العلوي موصول بآلية عرض الوقت، والسفلي موصول بمنظم تدفق الماء . ببساطة، عند الفجر، يُفتح الصنبور ويتدفق الماء من الخزان العلوي إلى السفلي عبر منظم عائم يحافظ على ضغط ثابت في الخزان السفلي. [ 40 ]

ساعة قلعة تعمل بالطاقة المائية من صنع الجزري ، القرن الثاني عشر.

كانت ساعة قلعة الجزري ، التي بُنيت عام ١٢٠٦، أكثر الساعات الفلكية تطورًا التي تعمل بالطاقة المائية ، ويُعتبرها البعض مثالًا مبكرًا للحاسوب التناظري القابل للبرمجة. [ ٤١ ] كانت ساعة معقدة يبلغ ارتفاعها حوالي ٣.٤ متر ، وتضمنت وظائف متعددة إلى جانب ضبط الوقت. فقد احتوت على عرض للأبراج الفلكية ومدارات الشمس والقمر، ومؤشر على شكل هلال يتحرك فوق بوابة، تُحركه عربة مخفية، مما يؤدي إلى فتح أبواب أوتوماتيكية، يكشف كل منها عن دمية، كل ساعة. [ ٤٢ ] [ ٤٣ ] وكان من الممكن إعادة برمجة طول الليل والنهار لمراعاة تغيرهما على مدار العام، كما احتوت على خمسة موسيقيين آليين يعزفون الموسيقى تلقائيًا عند تحريكهم بواسطة أذرع تُشغلها كامة مخفية متصلة بعجلة مائية. [ 41 ] تضمنت المكونات الأخرى لساعة القلعة خزانًا رئيسيًا مزودًا بعوامة، وغرفة للعوامة ومنظم تدفق، ولوحة وحوض صمام، وبكرتين، وقرص هلالي يعرض الأبراج، واثنين من آلات الصقر التي تسقط الكرات في المزهريات. [ 44 ] 

اخترع المهندس العربي ابن خلف المرادي أولى الساعات المائية التي تستخدم تروسًا قطاعية ودائرية معقدة في شبه الجزيرة الأيبيرية الإسلامية حوالي عام 1000. وكانت ساعاته المائية تُدار بواسطة عجلات مائية ، كما كان الحال في العديد من الساعات المائية الصينية في القرن الحادي عشر. [ 45 ] بُنيت ساعات مائية مماثلة في دمشق وفاس . ولا تزال الأخيرة ( دار المَجانة ) قائمة حتى اليوم، وقد أُعيد بناء آليتها. وكانت أول ساعة أوروبية تستخدم هذه التروس المعقدة هي الساعة الفلكية التي صنعها جيوفاني دي دوندي حوالي عام 1365. ومثل الصينيين، طوّر المهندسون العرب في ذلك الوقت أيضًا آلية ميزان الساعة التي استخدموها في بعض ساعاتهم المائية. وكانت آلية الميزان على شكل نظام رأس ثابت، بينما استُخدمت عوامات ثقيلة كأثقال. [ 45 ]

كوريا

ساعة تشانغ يونغسيل المائية ذاتية الدق، بوروجاك جاغيونغنو

في عام 718، أنشأت مملكة سيلا الموحدة نظام الساعة المائية (كليبسيدرا) لأول مرة في التاريخ الكوري، محاكاةً لسلالة تانغ. [ 46 ] في عام 1434، خلال حكم جوسون ، قام تشانغ يونغسيل ( بالكورية : 장영실 ؛ بالهانجا :蔣英實)، وهو حارس قصر ولاحقًا كبير مهندسي البلاط، ببناء ساعة بوروغاك جاغيونغنو أو الساعة المائية ذاتية الدق في جناح بوروغاك لسيجونغ العظيم .  

ما جعل ساعته المائية ذاتية الدق (أو أوتوماتيكية) هو استخدام آليات الرفع: ثلاث قطع خشبية أو "رافعات" تضرب الأشياء للإشارة إلى الوقت. لم يعد هذا الابتكار يتطلب الاعتماد على العمال، المعروفين باسم "رجال الديكة"، لإعادة تعبئتها باستمرار.

تميزت هذه الساعة بقدرتها الفريدة على إعلان الوقت المزدوج تلقائيًا بإشارات مرئية ومسموعة. [ 47 ] طور تشانغ تقنية لتحويل الإشارات مكّنت من قياس الوقت التناظري وإعلان الوقت الرقمي في آنٍ واحد، بالإضافة إلى فصل آليات الماء عن آليات الدق التي تعمل بالكرات. [ 48 ] سُمي جهاز التحويل "بانغموك" ، ووُضع فوق وعاء التدفق الذي يقيس الوقت، وهو أول جهاز من نوعه في العالم. [ 49 ] وبذلك، تُعد ساعة بوروجاك المائية أول ساعة ذات وقت مزدوج مصممة هندسيًا هيدروميكانيكيًا في تاريخ علم الساعات. [ 50 ] [ 51 ]

اليابان

صنع الإمبراطور تينجي أول ساعة مائية في اليابان تُسمى روكوكو (漏刻) . كانت هذه الساعات ذات أهمية اجتماعية كبيرة، وكان يديرها أطباء متخصصون في الساعات المائية.

درجة الحرارة، ولزوجة الماء، ودقة الساعة

عند إهمال اللزوجة، يخضع معدل تدفق الماء لقانون توريتشيلي ، أو بشكل أعم، لمبدأ برنولي . تُهيمن اللزوجة على معدل التدفق إذا تدفق الماء عبر فوهة طويلة ورفيعة بما يكفي، كما هو موضح في معادلة هاجن-بوازوي . [ 52 ] تقريبًا، يتناسب معدل التدفق في هذا التصميم عكسيًا مع اللزوجة، التي تعتمد على درجة الحرارة . عمومًا، تقل لزوجة السوائل مع ارتفاع درجة الحرارة. في حالة الماء، تتغير اللزوجة بمعامل سبعة تقريبًا بين صفر و100 درجة مئوية. وبالتالي، ستعمل ساعة مائية مزودة بمثل هذه الفوهة أسرع بسبع مرات تقريبًا عند 100  درجة مئوية مقارنةً بصفر  درجة مئوية. تكون لزوجة الماء أعلى بنحو 25% عند درجة حرارة 20  درجة مئوية مقارنةً بدرجة حرارة 30  درجة مئوية، ويؤدي تغير درجة الحرارة بمقدار درجة مئوية واحدة، ضمن نطاق " درجة حرارة الغرفة "، إلى تغير في اللزوجة بنحو 2%. [ 53 ] لذلك، فإن الساعة المائية ذات الفوهة المناسبة، والتي تحافظ على دقة الوقت عند درجة حرارة معينة، ستتقدم أو تتأخر بنحو نصف ساعة يوميًا إذا كانت درجة حرارتها أعلى أو أقل بدرجة مئوية واحدة. ولجعلها تحافظ على الوقت بدقة دقيقة واحدة يوميًا، يتطلب الأمر ضبط درجة حرارتها في حدود 0.30 درجة مئوية (حوالي 0.17 درجة فهرنهايت). لا يوجد دليل على أن هذا كان يُطبق في العصور القديمة، لذا فإن الساعات المائية القديمة ذات الفوهات الرقيقة والطويلة (على عكس الساعة الحديثة التي تعمل بالبندول والموصوفة أعلاه) لا يمكن أن تكون دقيقة وفقًا للمعايير الحديثة. ومع ذلك، في حين أن الساعات الحديثة قد لا تُعاد ضبطها لفترات طويلة، فمن المرجح أن الساعات المائية كانت تُعاد ضبطها يوميًا عند إعادة ملئها، بالاعتماد على الساعة الشمسية، لذا فإن الخطأ التراكمي لم يكن كبيرًا.

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. ↑ تيرنر 1984 ، ص 1 
  2. ↑ ميلز، أ.أ. (أغسطس 1982). "ساعات نيوتن المائية وميكانيكا الموائع في الساعات المائية" . ملاحظات وسجلات الجمعية الملكية في لندن . 37 (1): 35-61 . doi : 10.1098/rsnr.1982.0004 . JSTOR 531476. تاريخ الاسترجاع: 18 يونيو 2024 . 
  3. ↑ بينغري، ديفيد (1998). "الإرث في علم الفلك والفأل السماوي". في ستيفاني دالي (محررة). إرث بلاد ما بين النهرين . أكسفورد: مطبعة جامعة أكسفورد. ص 125-126 . ISBN  0-19-814946-8.
  4. ↑ إيفانز، جيمس (1998). تاريخ وممارسة علم الفلك القديم . أكسفورد: مطبعة جامعة أكسفورد. ص 15. ISBN  0-19-509539-1.
  5. ↑ نويغباور 1947 .
  6. 1 2 نيوجيباور 1947 ، ص 39-40 
  7. 1 2 كوتريل و كامينجا 1990 ، ص 59-61.
  8. ↑ بيرليف، أوليغ (1997). "البيروقراطيون". في دونادوني، سيرجيو (محرر). المصريون . ترجمة بيانكي، روبرت وآخرون . شيكاغو: مطبعة جامعة شيكاغو. ص 118. ISBN  0-226-15555-2.
  9. ↑ كوتيريل وكامينغا 1990
  10. ↑ أشار، ن. ناراهاري (ديسمبر 1998). "حول معنى AV XIX. 53.3: قياس الزمن؟" . المجلة الإلكترونية للدراسات الفيدية . مؤرشف من الأصل في 23 سبتمبر 2015. تم الاطلاع عليه في 11 مايو 2007 .
  11. ↑ كاك، سوبهاش (17 فبراير 2003). "علم الفلك البابلي والهندي: الروابط المبكرة". في: باندي، جي سي (محرر). تاريخ العلوم والفلسفة والثقافة في الحضارة الهندية . المجلد 1، الجزء 4. الصفحات 847-869 . arXiv : physics/0301078 . Bibcode : 2003physics...1078K .  
  12. ↑ راو، ن. كاميسوارا (ديسمبر 2005). "جوانب من علم الفلك في عصور ما قبل التاريخ في الهند" (ملف PDF) . نشرة الجمعية الفلكية الهندية . 33 (4): 499-511 . رمز Bibcode : 2005BASI...33..499R . تاريخ الاسترجاع: 11 مايو 2007. يبدو أن قطعتين أثريتين من موهينجو دارو وهارابا قد تتوافقان مع هاتين الأداتين. يذكر جوشي وباربولا (1987) بعض الأواني المخروطية من الأسفل والتي تحتوي على ثقب جانبي من الحفريات في موهينجو دارو (الشكل 3). يشبه الإناء ذو ​​الثقب الصغير لتصريف الماء إلى حد كبير الكليبسيدرا التي وصفها أوهاشي لقياس الوقت (على غرار الإناء المستخدم فوق اللينغوم في معبد شيفا لأبهيشيكام).
  13. ↑ "إناء نحاسي (على شكل النصف السفلي من جرة الماء) به ثقب صغير في قاعه، وعند وضعه على ماء نظيف في حوض، يغرق 60 مرة بالضبط في اليوم وفي الليل." – الفصل 13، الآية 23 من سوريا سيدانتا .
  14. ^ شارفي، هارتموت (2002). التعليم في الهند القديمة . ليدن: بريل الأكاديمية للناشرين. ص. 171 . رقم ISBN  90-04-12556-6.
  15. ↑ «إناء نحاسي يزن 10 بالات، وارتفاعه 6 أنجولات، وعرضه عند الفوهة ضعف ذلك - هذا الإناء الذي تبلغ سعته 60 بالات من الماء، وشكله نصف كروي، يُسمى غاتي.» هذا الإناء النحاسي، الذي تم ثقبه بإبرة، ومصنوع من 3 1/8 ماسا من الذهب، وطوله 4 أنجولات، يُملأ في ناديكا واحدة.
  16. 1 2 3 نيدهام 2000 ، ص 479 
  17. ↑ نيدهام 1995 ، الصفحات 321-322 
  18. ↑ تيمبل 1986 ، ص 107.
  19. ↑ الزئبق في موسوعة بريتانيكا
  20. ↑ نيدهام 1986 ، الصفحات 510-511 
  21. ↑ نيدهام 2000 ، ص 30، 532 
  22. ↑ نيدهام 2000 ، الصفحات 471، 490، 532 
  23. ↑ نيدهام 2000 ، ص 462 
  24. ↑ إليوا (1 أغسطس 2007). "كليبسيدرا في برج الطبل، بكين، الصين" – عبر ويكيميديا ​​كومنز.
  25. ↑ رحيمي، غ.هـ. "إدارة تقاسم المياه في إيران القديمة، مع إشارة خاصة إلى البانغان (الكأس) في إيران" (ملف PDF) . مجلة العلوم بجامعة طهران .
  26. ١ ٢ "مؤتمر القنوات في إيران - الساعة المائية في بلاد فارس ١٣٨٣" . www.aftabir.com (باللغة الفارسية). مؤرشف من الأصل بتاريخ ٢٠١٧-٠١-٠٤.
  27. 1 2 "القناة هي تراث ثقافي واجتماعي وعلمي في إيران" .
  28. ↑ "الساعة المائية أو البنغان في إيران، المؤتمر الوطني 2004 غوناباد" . parssea.org . مؤرشف من الأصل بتاريخ 10-06-2017.
  29. ↑ vista.ir. "قناة هي تراث ثقافي واجتماعي وعلمي في إيران" .
  30. 1 2 "الساعة المائية في بلاد فارس" . amordadnews.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 29-04-2014.
  31. ↑ هذا النقش مأخوذ من كتاب "ساعات ريس، وساعات اليد، وساعات التوقيت 1819-20". تم تعديل تصميم الرسم التوضيحي من رسومات كلود بيرو في ترجمته عام 1684 لكتاب فيتروفيوس Les Dix Livres d'Architecture (القرن الأول قبل الميلاد)، والذي يصف فيه ساعة كتيسيبيوس بشكل مطول.
  32. ↑ ليفي ، جاني (2004). حفظ الوقت عبر العصور: تاريخ الأدوات المستخدمة لقياس الوقت . روزن كلاس روم. ص 11. ISBN  9780823989171أطلق اليونانيون على الساعة المائية اسم "clepsydra" (KLEP-suh-druh)، والذي يعني "سارق الماء" .
  33. ↑ جودينو، أور وروس (2007) ، ص 7 
  34. 1 2 جون ج. لاندلز: "الساعات المائية وقياس الوقت في العصور الكلاسيكية القديمة"، "إنديفور"، المجلد 3، العدد 1 (1979)، الصفحات 32-37 (35)
  35. ↑ هيل 1981 ، ص 6 
  36. 1 2 لاندلز، جون ج. (1979). "الساعات المائية وقياس الوقت في العصور الكلاسيكية القديمة". إنديفور . 3 (1): 33. doi : 10.1016/0160-9327(79)90007-3 .
  37. ↑ لويس 2000 ، ص. 356 وما بعدها. 
  38. ↑ نوبل، جوزيف ف.؛ دي سولا برايس، ديريك (أكتوبر 1968). "الساعة المائية في برج الرياح" . المجلة الأمريكية لعلم الآثار . 72 (4): 345-355 . doi : 10.2307/503828 . JSTOR 503828. تاريخ الاسترجاع: 19 يونيو 2024 . 
  39. ↑ ابن الرزاز الجزري (1974). كتاب معرفة الحيل الميكانيكية . ترجمة وتعليق دونالد روتليدج هيل . دوردريخت: دي. ريدل. ISBN 969-8016-25-2.
  40. ↑ الحسن وهيل 1986 ، ص 57-59 
  41. ١ ٢ "اكتشافات قديمة، الحلقة ١١: الروبوتات القديمة" . قناة التاريخ . مؤرشف من الأصل في ١ مارس ٢٠١٤. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٠٠٨-٠٩-٠٦ .
  42. ↑ هوارد ر. تيرنر (1997)، العلم في الإسلام في العصور الوسطى: مقدمة مصورة ، ص 184. مطبعة جامعة تكساس ، رقم ISBN 0-292-78149-0.
  43. ↑ روتليدج هيل، دونالد ، "الهندسة الميكانيكية في الشرق الأدنى في العصور الوسطى"، مجلة ساينتفك أمريكان ، مايو 1991، ص 64-69. ( انظر: دونالد روتليدج هيل ، الهندسة الميكانيكية، مؤرشف في 25 ديسمبر 2007 على موقع Wayback Machine ).
  44. ↑ " صقران آليان يسقطان كرات في مزهريات - بحث جوجل" . www.google.com.my
  45. 1 2 حسن، أحمد ي ، نقل التكنولوجيا الإسلامية إلى الغرب، الجزء الثاني: نقل الهندسة الإسلامية ، تاريخ العلوم والتكنولوجيا في الإسلام
  46. ↑ شو، ز. (2021). "انتشار الرياضيات الصينية التقليدية في المجال الصيني وتأثيرها" (ملف PDF) . المد العالي لتطور العلوم والتكنولوجيا في الصين: تاريخ العلوم والتكنولوجيا في الصين . المجلد 3. الصفحات 413-426 . doi : 10.1007/978-981-15-7847-2_11 . ISBN   978-981-15-7846-5.
  47. ↑ كوتسير، تون؛ سيكاريلي، ماركو (5 أبريل 2012). استكشافات في تاريخ الآلات والآليات: وقائع مؤتمر HMM2012 . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص 90. ISBN  9789400741324تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 مارس 2017 .
  48. ↑ كوتسير، تون؛ سيكاريلي، ماركو (5 أبريل 2012). استكشافات في تاريخ الآلات والآليات: وقائع مؤتمر HMM2012 . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص 95. ISBN  9789400741324تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 مارس 2017 .
  49. ↑ عجائب كوريا الخمسون - المجلد 2. KSCPP. مؤرشف من الأصل بتاريخ 27 مارس 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 مارس 2017 .
  50. ↑ سيكاريلي، ماركو (21 مايو 2014). شخصيات بارزة في علم الآليات والآلات: إسهاماتهم وإرثهم . سبرينغر. ص 111. ISBN  9789401789479تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 مارس 2017 .
  51. ↑ بيزانو، رافاييل (30 يونيو 2015). جسر بين الأطر المفاهيمية: دراسات العلوم والمجتمع والتكنولوجيا . سبرينغر. ص 364. ISBN  9789401796453تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 مارس 2017 .
  52. ↑ جودينو، أور وروس (2007) ، ص. 6 
  53. ↑ دليل CRC للكيمياء والفيزياء ، صفحة F-36

المصادر المستخدمة

  • الحسن، أحمد ي.؛ هيل ، دونالد ر. (1986). التكنولوجيا الإسلامية: تاريخ مصور . مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 0-521-26333-6. OCLC 13332728 . 
  • كوتيريل، برايان؛ كامينغا، يوهان (1990). ميكانيكا التكنولوجيا ما قبل الصناعية: مقدمة في ميكانيكا الثقافة المادية القديمة والتقليدية . مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 0-521-42871-8. OCLC 18520966 . 
  • كوان، هاريسون ج. (1958). الزمن وقياسه: من العصر الحجري إلى العصر النووي . أوهايو: شركة النشر العالمية. Bibcode : 1958tmfs.book.....C .
  • جودينو، جينيفر؛ أور، ريتشارد؛ روس، ديفيد (2007)، النماذج الرياضية للساعات المائية (ملف PDF) ، معهد روتشستر للتكنولوجيا
  • هيل، د. ر. (1981). الساعات المائية العربية . سوريا: جامعة حلب.
  • لويس، مايكل (2000). "الهيدروليكا النظرية، والآلات ذاتية الحركة، والساعات المائية". في: ويكاندر، أورجان (محرر). دليل تكنولوجيا المياه القديمة . التكنولوجيا والتغير في التاريخ. المجلد  2. ليدن. الصفحات  343-369 (356 وما بعدها). ISBN 90-04-11123-9.{{cite book}}: CS1 maint: موقع الناشر مفقود ( رابط )
  • نيدهام، جوزيف (1986). العلم والحضارة في الصين: المجلد 4، الفيزياء والتكنولوجيا الفيزيائية، الجزء 2، الهندسة الميكانيكية . تايبيه: دار نشر كيفز بوكس.
  • نيدهام، جوزيف (1995). العلم والحضارة في الصين: المجلد 3، الرياضيات وعلوم السماء والأرض . مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 0-521-05801-5. OCLC 153247126 . 
  • نيدهام، جوزيف (2000). العلم والحضارة في الصين: المجلد 4، الفيزياء والتكنولوجيا الفيزيائية، الجزء 2، الهندسة الميكانيكية . مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 0-521-05803-1. OCLC 153247141 . 
  • نويغباور، أوتو (1947). "دراسات في علم الفلك القديم. الجزء الثامن: الساعة المائية في علم الفلك البابلي". مجلة إيزيس . 37 (1/2): 37-43 . doi : 10.1086/347965 . PMID: 20247883. S2CID : 120229480 .  (أعيد طبعه في نويغباور، أوتو (1983). علم الفلك والتاريخ: مقالات مختارة . ص 239-245 ). )
  • تيمبل، روبرت (1986). عبقرية الصين: 3000 عام من العلم والاكتشاف والاختراع . نيويورك: سيمون وشوستر. ص  55. ISBN 9780671620288.
  • تيرنر، أنتوني ج. (1984). متحف الزمن . المجلد  الأول: أدوات قياس الزمن ، الجزء 3: الساعات المائية ، الساعات الرملية ، الساعات النارية . روكفورد، إلينوي: المتحف. ISBN 0-912947-01-2. OCLC 159866762 . 

فهرس