'Bí mật giữ thời gian trong một chai thủy tinh': Hành trình khám phá về lịch sử của đồng hồ

Thời gian và công cụ để đo đạc nó, đồng hồ, luôn là nguồn cảm hứng bất tận trong thơ văn và nghệ thuật, đồng thời là một trong những công cụ, kỹ thuật hoặc công nghệ quan trọng nhất trong lịch sử phát triển của loài người. Bài viết này sẽ điểm lại một số loại đồng hồ đã xuất hiện trong quá trình lịch sử.

Đồng hồ Mặt Trời là loại đồng hồ đầu tiên mà con người sử dụng, nó là một cột trụ được đặt trên mặt đất. Khi hoàng hôn đến, bóng nắng sẽ dài ra và người ta sẽ đo thời gian dựa trên chiều dài của bóng nắng đổ, dựa vào một số vạch trên trụ để xác định giờ (tuy nhiên, cách này không hoàn hảo vì khi bóng nắng đổ dài ra, khoảng cách giữa các vạch trên trụ cũng sẽ tăng lên). Đây là loại đồng hồ đầu tiên mà con người đã biết đến, có lẽ trong tuổi thơ của mỗi người, ai cũng từng nhìn vào bóng nắng và cố gắng ước lượng thời gian dựa trên góc nghiêng của bóng nắng.

Tuy nhiên, điều rõ ràng là đồng hồ bóng Mặt Trời gặp khó khăn khi chỉ hoạt động trong điều kiện có nắng, nhưng khi trời mưa giông hoặc ban đêm, đồng hồ này trở nên vô dụng. Làm sao có thể đo thời gian khi Mặt Trời ... che mờ? Với biến đổi thời tiết, làm sao có thể 'giam' thời gian?

Đồng hồ nước ra đời như một giải pháp thay thế cho đồng hồ bóng Mặt Trời. Nó đơn giản chỉ là một bình hoặc một bát chứa nước, có một lỗ nhỏ để nước chảy ra (người ta đã cải tiến miệng lỗ để tránh hỏng do nước... ứng với các khoảng thời gian khác nhau. Mặc dù nước chảy mạnh khi bình đầy và chảy chậm hơn khi nước giảm, nhưng việc làm nhỏ dần miệng lỗ của bình đã giúp giảm sự không đều này. Ưu điểm của đồng hồ nước là rõ ràng hơn, có thể hoạt động cả ngày lẫn đêm.

Ban ngày sử dụng đồng hồ “săn” bóng mặt trời, ban đêm sử dụng đồng hồ nước. Như vậy liệu đã đủ hay chưa?

Một vấn đề khác là, ở các vùng có thời tiết khác nhau, độ chảy của nước thay đổi, gây khó khăn cho việc đo thời gian. Đó là lý do tại sao người ta đã nghĩ đến việc sử dụng cát để đo thời gian và tạo ra đồng hồ cát. Việc nâng cao chất lượng của cát và thiết kế đồng hồ sao cho không bị ảnh hưởng bởi độ ẩm trong không khí là những nỗ lực không ngừng của họ. Đồng hồ cát phù hợp hơn đồng hồ nước trong việc đo thời gian ngắn khi không có thiết bị đo khác.

Vì phải lộn đầu trở lại, đồng hồ cát cũng không tiện lợi cho việc đo thời gian ban đêm, một hạn chế tương tự với đồng hồ bóng Mặt Trời; hoặc phải làm đồng hồ cát lớn với nhiều cát đến nỗi phải lật ngược sau mỗi 12 giờ.

Sự sáng tạo của con người không ngừng, không ngừng tìm cách 'giam giữ' thời gian. Đồng hồ lửa ra đời để thay thế đồng hồ cát; đồng hồ nến không chỉ đo thời gian mà còn chiếu sáng trong đêm, sau đó là đồng hồ đèn dầu để đo lượng dầu còn lại. Tuy nhiên, nến đốt cháy rồi sẽ tàn, dầu sẽ cạn, giống như nước phải cạn.

Sau một thời gian dài, con người đã phát minh ra đồng hồ cơ khí, một bước tiến lớn trong lịch sử đồng hồ, giải phóng nó khỏi sự phụ thuộc vào Mặt Trời, ánh sáng và thời tiết. Đồng hồ cơ khí chỉ quan tâm đến quy luật cơ học. Mọi sáng tạo, phát minh lớn nhất dường như đều đơn giản về nguyên tắc, dựa trên một công cụ gọi là cái ngàm, cái ngàm này thay đổi đều đặn theo lực hút của vật nặng, nguyên tắc này là nền tảng của mọi đồng hồ cơ khí hiện đại.

Mặt Trời không còn là ám ảnh, thời tiết không còn là ám ảnh, các loại đồng hồ còn lại hầu như trở thành những thứ hoài cổ, chỉ còn lại trong tiềm thức của loài người, hoặc trở thành các món đồ trang trí, lưu niệm. Từ đây, con người đã 'nhốt' thời gian vào một khung tròn, chia thành đều 24 giờ, 60 phút, 60 giây, quay mãi không ngừng.

Tài liệu tham khảo:

Daniel Boorstin. 'Những nhà thám hiểm, lịch sử vĩ đại về tri thức và con người'. Nguyễn Việt Long và Thiên Nga dịch, NXB Thế Giới.

Việt Hùng soạn thảo.