Clocks | الساعات

اهتم الناس بالزمن ومروره منذ أقدم العصور. اهتموا بتبادل الأيام والليالي، بتقلب المواسم، بمراحل القمر وأطواره. ذكرنا في مقال سابق عن مراحل تطور نظام حفظ الوقت المستخدم حاليا حول العالم. في هذا المقال، سنتكلم عن الآلات والأجهزة التي استخدمها البشر لحفظ الوقت على مر العصور

وكالعادة لاتنسوا مساعدتنا بنشر المقال على تويتر و فيسبوك. وإضافة ايميلكم لقائمتنا البريدية

People cared for passage of time since the dawn of man. How days and nights alternate, seasons change and the moon phases in and out. We have mentioned earlier in an earlier article, how our current time keeping system developed. In this article, we will present to you how people of older times kept time. Specifically, the different devices that they developed to help them keep track of time.

As usual, don’t forget to help us by sharing this article on Twitter and Facebook. Also, add your email to our mailing list.

Astronomical Clock | ساعة فلكية

Astronomical Clock | ساعة فلكية

Conceptually, the whole idea of time keeping is based on measuring a certain regular movement. Once people knew how much time this movement takes, they knew what time of day it is. The movement of celestial objects comes to mind first. However, human ingenuity developed many clocks until we arrived to the modern crystal oscillators and atomic clocks.

An Obelisk | مسلة مصرية

An Obelisk | مسلة مصرية

Ancient Egyptians used their famous obelisks to keep track of time. Obelisks leave a shadow on a the ground and, by mapping where the shadow lies, they knew what time of day it was. The locations of these obelisks where picked with elaborate care such that the angles they produced were accurate.

Another way to keep track of time was by burning a certain amount of material. Candle clocks and incense clocks; both used by the ancient Chinese. Behind the candle clock there would be a measured background to signify how much time has passed since igniting the candle. Incense clocks were more elaborate, had aesthetic designs and served another function; pleasant aromas. It can be used for measuring short and long periods, depending on the length of the stick used. An incense stick is placed on a plate and on top of it strings were arranged on specific times. Those strings are weighed down by metallic balls on each side. As the stick burns, the each pair of balls drop on a gong producing a sound that signifies the passage of time.

Incense Clock | ساعة بخور

Incense Clock | ساعة بخور

Most of us used or seen an hourglass. That simple device that we flip upside down so sand moves from one bulb to another. Water clocks used the same concept but with, obviously, water. The only difference here is that water clocks have to be measured differently because the pressure decreases on the bottom of the bulb as time passes by. This pressure decrease makes the water move slower toward the end of the cycle. This renders the water clock inaccurate as the water trickled down. Another flaw in water clocks that it was affected by the variation of temperature. A Chinese engineer, used mercury instead because it stays liquid in a bigger range of temperature than water.

All the clocks we mentioned so far are simple devices with barely any mechanical parts. Obviously, not all clocks were like that. Al Jazari (12th century, an Arab polymath) made a mechanical clock that uses the weight of water to produce a sound every half an hour; famously known as the elephant clock. This machine used water tanks within the body of the elephant. In the middle of a tank there is a bowl with a hole at the center. This bowl takes half an hour to fill triggering a mechanism where the the elephant rider hits a cymbal and restarting the cycle. For a better explanation of how the elephant clock works take a look at this video. (Thank you Duha for sharing it!)

Al Jazari also reinvented the Chinese astronomical clocks. These clocks served many purposes. Other than keeping time, it tracked the position of the sun and moon, was reprogrammable to account for the length of days as seasons changed and indicated current zodiac sign. It also included animated figures that played music through the day. This device is based on the a very famous astronomical device, can you guess what it is in the comment section?

We’ve all seen the cuckoo clock and been amused by them while watching cartoons. Cuckoo clocks are one example of automaton clocks. Those were first developed in first century BCE. One famously known automaton clock is Munich’s Glockenspiel in the town square of Marienplatz. It consists of 43 bells and 32 figures which dance and act different scenes of Munich’s history.

Verge Escapement | ميزان ساعة

Verge Escapement | ميزان ساعة

An important development in time keeping is the Verge Escapement as it made the shift from continuous processes (liquid flow and sun movement) to oscillatory movement (a pendulum, for example). Oscillatory movement is the basis of clocks nowadays. The Verge Escapement is the first mechanical time keeping device that uses ‘ticks’. It does so by advancing a gear train in regular intervals.

In more modern times, clocks use a quartz crystal. The crystal vibrates to create a mechanical resonance. Using piezoelectric effect, the crystal produces an electric signal with a certain frequency which, in turn, is used to keep time. Finally, the currently most accurate time keeping device is the atomic clock. The most common version of it uses the spin property of a cesium atom. It has an error of a few seconds over many thousands years.

Time keeping was and still is a monumental advancement of human civilization. The current system is a culmination of inputs of many civilizations.

For more article like this, follow us on Twitter and Facebook. Also, add your email address to our mailing list.

Sources:

المصادر

1) http://www.smashinglists.com/10-early-firsts-in-timekeeping-devices/

2) http://listverse.com/2013/06/26/10-ingenious-ancient-time-keeping-devices/

3) https://en.wikipedia.org/wiki/Al-Jazari

4) https://en.wikipedia.org/wiki/Elephant_clock

من ناحية نظرية، تعتمد فكرة كل الساعات على قياس حركة منتظمة ومعينة. ما إن يعرف الزمن الذي تستغرقه هذه الحركة حتى تتم، يمكن للناس تقدير الزمن. بطبيعة الحال قياس حركة الأجرام السماوية كانت من أولى الطرق التي استخدمها البشر. ولكن ذكاء وعبقرية البشر انتجت كثير من الأجهزة إلى أن وصلنا لتقنيات المتذبذب البلوري الحديث والساعات الذرية

بنى المصريون القدامى مسلاتهم المشهورة لتساعدهم على معرفة الوقت. المسلات تترك ظلا على الأرض وبرسم علامات على الأرض يدل الظل على الوقت من اليوم. الأماكن التي اختارها المصريون القدامى لبناء مسلاتهم كانت مختارة بعناية حتى يمكنهم تحديد زوايا دقيقة لظل المسلة

Candle Clock | ساعة شمسية

Candle Clock | ساعة شمسية

طريقة أخرى لحفظ الوقت كانت تعتمد على حرق كمية معينة من مواد معينة. ساعات الشمع وساعات البخور تم استخدامها من قبل الصينيون القدامى. استخدم الصينيون قطعة معدن عليها علامات توضع خلف الشمعة لتحديد الفترة التي مضت منذ ايقاد الشمع.. من ناحية أخرى كانت ساعات البخور أكثر أناقة وتعقيدا. كانت تحمل تصميمات جميلة وتعطي رائحة زكية بالإضافة إلى الوقت. من مميزاتها أنها يتم اختيار عود البخور على حسب طول المدة المراد قياسها. يوضع عود البخور على قاعدة وتعلق عدة خيوط على ناحيتي العود وعلى طرفي كل خيط تعلق كرتين من المعدن. عندما يحرق العود يسقط زوج من الكرات على طبق من المعدن مصدرين صوتا يعلن مرور الفترة المختارة من الوقت

Hour Glass | ساعة رملية

Hour Glass | ساعة رملية

كلنا رأينا أو استخدمنا الساعات الرملية من قبل. جهاز بسيط نقلبه رأسا على عقب لينزل الرمل من حاوية لأخرى. الساعات المائية استخدمت نفس الفكرة ولكن باستخدام الماء طبعا بدلا من الرمل. من ناحية فيزيائية، يتم حساب الماء على درجات مختلفة لأنه مع نزول الماء من وعائه يقل الضغط على قاع الماء. وبالتالي ينزل الماء منه ببطء. وبطبيعة الحال تفقد الساعة المائية الدقة مع بطء نزول الماء. مشكلة أخرى للساعات المائية هي عدم قدرة الماء على تحمل الفروقات في درجة الحرارة. في بعض المناطق يتجمد الماء وفي أخرى يتبخر سريعا. قام مهندس صيني باستخدام الزئبق بدلا من الماء لأنه يتحمل مدى أكبر من فرق درجة الحرارة

Elephant Clock | ساعة الفيل

Elephant Clock | ساعة الفيل

كل الساعات الاتي ذكرناها حتى الآن جدا بسيطة ولا تتكون من أية قطع ميكانيكية. ولكن الجزري، العالم العربي في القرن السادس الهجري الثاني عشر الميلادي، اخترع ساعة ميكانيكية تعتمد على وزن الماء لتصدر صوتا بعد كل نصف ساعة. هذه الساعة المعروفة بساعة الفيل تعتمد على خزانين من الماء في داخل جسم الخزان. في وسط كل خزان يوجد وعاء. وفي كل وعاء حفرة في قاعه، يدخل الماء من هذه الحفرة. يأخذ كل وعاء مدة نصف ساعة ليمتلئ. حينما يمتلئ الوعاء تبدأ القطع الميكانيكية بالحركة إلى أن يضرب قائد الفيل الطبلة وتقوم بإعادة دورة الوعاء من جديد. قارئة تعرف دي، ضحى الحسيني شاركتنا بمقطع فيديو يشرح كيفية عمل ساعة الفيل شاهدوا. شكراً ضحى

الجزري قام بإعادة تصميم الساعة الفلكية الصينية. هذه الساعات كانت لها عدة استخدامات. بالإضافة إلى حفظ الوقت، كان بإمكان الساعة هذه تتبع موقع القمر والشمس في السماء، وإعادة برمجتها وتغيير طول اليوم على حسب فصول السنة، وأخيرا يمكنها إطلاع الناس على البرج الحالي. قام الجزري بتصميمها لتضم عدة رجال آليين يلعبون الموسيقى على مرور اليوم. هذه الساعة تعتمد على اختراع آخر فلكي مشهور، إذا كنت تعلم ما هو هذا الاختراع يمكنك ترك إجابة في الجزء المخصص للتعليقات بالأسفل

Munich Marienplatz | ساعة ميونخ مارينبلاتز

Munich Marienplatz | ساعة ميونخ مارينبلاتز

بمتابعتنا لأفلام الكرتون كلنا رأينا ساعة الوقواق. ساعة الوقواق هذه مثال على ساعات الآلية الذاتية والتي تم اختراعها في القرن الأول قبل الميلاد. أحد هذه الساعات هي ساعة جلوكنسبيل ميونخ في ميدان مدينة مارينبلاتز. هذه الساعة تحتوي على 43 جرس و 32 رجل آلي يرقصون ويمثلون حكايا من تاريخ ميونخ

أحد أهم الاختراعات هي ما يسمى بميزان الساعة . هذا الاختراع هو ما حول آلات حفظ الوقت من حركات مستمرة (حركة السوائل أو حركة الشمس) إلى حركة متذبذبة (كالبندول مثلا). الحركات المتذبذبة هي الأساس التي تقوم عليه كل الساعات الحديثة. ميزان الساعة هي أول آلة تستخدم الدقات في آليتها. يستخدم ميزان الساعة عدة تروس ويحركها كل ثانية

ِAtomic Clock | ساعة ذرية

ِAtomic Clock | ساعة ذرية

في الأزمنة الحديثة، أصبحت الساعات تستخدم كريستالة مصنوعة من الكوارتز. تتذبذب هذه الكريستالة لتصنع ما يسمى برنين ميكانيكي. هذه الحركة الميكانيكية تولد ضغط ينتج تيار كهربي بتردد معين. تستخدم الساعات هذا التردد لمعرفة مرور الثواني. أخيرا، أكثر الساعات دقة حاليا هي ما تسمى بالساعات الذرية. أكثر الساعات الذرية انتشارا تستخدم حركة خاصية دوران ذرة السيزيوم. معدل الخطأ في هذه الساعات هو عدة ثواني كل عدة آلاف سنة

حفظ الوقت هو أحد أعظم التقنيات التي اخترعها الإنسان. الساعات وأنظمة الوقت الموجودة حاليا هي نتيجة إضافات لحضارات كثيرة وذروة من ذروات البشرية

لمقالاتنا الأخرى، تابعونا على تويتر و فيسبوك. وأيفوا ايميلاتكم لقائمتنا البريدية

 

  • Astrolabium

    Reading further on the Elephant Clock I was awed by the fact “In addition to its mechanical innovations, the clock itself is seen as an early example of multiculturalism represented in technology. The elephant represents the Indian and African cultures, the dragon representsChinese culture, the phoenix represents ancient Egyptian culture, the water work represents ancient Greek culture, and the turban represents Islamic culture.” - Wiki/Elephant_clock

    Is the other technology the Elephant Clock utilized the astronomical clock?

    • http://t3rfde.com/ amrush

      That fact is one of the things that urged me to write about the elephant clock .. multicultralism !!

      The astronomical clock, my dear friend, utilized something else.. I expect you to know about it more than others, judging by your nickname :P

      • Astrolabium

        SH**! I knew it but didn’t want to sound so obsessed especially when wikipedia didn’t help me to make sure! It makes sense since Muslims REALLY utilized the Astrolabe..

        • http://t3rfde.com/ amrush

          You know I had you in mind to come answer and comment here .. lol

  • ضُحى الحسيني

    This is a video explaining how the Elephant water clock works, the written description is a bit confusing.
    http://vimeo.com/51900276

    • http://t3rfde.com/ amrush

      Thank you Duha, will edit it in the article!!

  • ضُحى الحسيني

    Al-Jazarri Castle clock, that used the zodiac and other technologies can be found at http://museum.kaust.edu.sa/explore-4-technology.html

  • http://t3rfde.com/ amrush

    طيب في دي الحالة اقرأ المقال دا
    http://t3rfde.com/360-24-and-7/