Buzz
Thời gian là một yếu tố thiết yếu, ảnh hưởng mạnh mẽ đến cuộc sống của con người. Bài viết này sẽ chia sẻ về cách chúng ta đã đo lường thời gian và những chiếc đồng hồ đầu tiên của nhân loại.Các phương pháp đo thời gian của con người
Con người đã tìm cách theo dõi thời gian từ xa xưa, nhưng lịch sử không ghi nhận rõ ràng thời điểm bắt đầu. Dù vậy, có những bằng chứng cho thấy tổ tiên chúng ta đã thiết lập lịch nguyên thủy bằng cách quan sát mặt trời mọc, lặn và độ cao của nó. Ví dụ, họ đã ghi lại vị trí đường chân trời nơi mặt trời đi qua mỗi ngày, giúp con người nhận biết sự thay đổi của ngày và mùa theo thời gian. Trong năm, các vị trí này dần thay đổi:
- Gần hạ chí, mặt trời mọc và lặn ở các điểm xa nhất về phía bắc.
- Gần đông chí, mặt trời mọc và lặn ở các điểm xa nhất về phía nam.
Ngoài ra, con người còn theo dõi độ cao của mặt trời qua bóng đổ hoặc sử dụng các góc đo dựa trên đường đi của mặt trời. Vào buổi trưa mỗi ngày, mặt trời đạt tới điểm cao nhất trên bầu trời và độ cao này thay đổi trong suốt năm:
- Vào mùa hè, mặt trời đạt độ cao hơn, cho thấy ngày dài và thời tiết ấm áp hơn.
- Vào mùa đông, mặt trời thấp hơn rất nhiều, dẫn đến ngày ngắn và thời tiết lạnh hơn.
Đế đồng hồ mặt trời cổ xưa nhất được phát hiện ở Ai Cập
Đồng hồ mặt trời của người La Mã tại Pompeii
Người La Mã cũng đã phát minh ra đồng hồ mặt trời đầu tiên vào năm 260 TCN, và thiết bị này có ảnh hưởng lớn đến cuộc sống của họ. Plautus, một nhà viết kịch nổi tiếng của La Mã, đã thổ lộ rằng trước khi có đồng hồ, ông thường đếm thời gian bằng cái bao tử của mình khi đến giờ ăn. Nhưng "khốn nạn" thay, người nào đã chế tạo ra đồng hồ tính từng giây từng phút, giờ đây ông chỉ được ăn khi đồng hồ điểm giờ trưa.
Đồng hồ nước được phát minh
Khi loài người thành công trong việc chế tạo các công cụ đo thời gian, tổ tiên chúng ta đã tiếp tục tối ưu hóa để phát minh ra những phương pháp đo lường khác. Đồng hồ nước là một trong những phát minh của người Ai Cập và Babylon cách đây 3500 năm. Những chiếc đồng hồ nước đầu tiên (clepsydra) gồm một bình đá với một lỗ nhỏ ở đáy, cho phép nước nhỏ giọt ra ngoài với tốc độ đều đặn, và thời gian trôi qua được biểu thị bằng mực nước trong bình. Một phương pháp khác mà người Ai Cập sử dụng là để nước chảy vào một hồ chứa có sẵn các chỉ mục để thể hiện sự trôi qua của thời gian.
Đồng hồ nước clepsydra của Ai Cập khi nước chảy vào phần đáy để chỉ dấu thời gian
Ngoài người Ai Cập, người Trung Quốc cũng đã phát minh ra đồng hồ nước, với lịch sử ghi nhận về một nhân vật hư cấu tên là Hoàng Đế, vào khoảng năm 2717 đến 2599 trước Công Nguyên.
Đồng hồ nước Tô Tùng với những cải tiến và hệ thống bánh răng phức tạp
Vào năm 1194 sau Công Nguyên, dưới triều đại Nhà Tống ở Trung Quốc, một quan chức và nhà bác học tên là Tô Tùng (Su Song) đã cải tiến thiết kế đồng hồ nước trước đó. Ông phát triển một chiếc đồng hồ cơ cao 12 mét, vô cùng hiện đại. Chiếc đồng hồ này là một bước tiến lớn trong việc đo thời gian và hoạt động giống như các đồng hồ cơ với các cơ chế bánh răng phức tạp, mà sau này sẽ được phát minh ở châu Âu khoảng 200 năm sau. Công trình của Tô Tùng đánh dấu một cột mốc quan trọng trong cả lĩnh vực đo thời gian và thiết kế cơ khí, thể hiện sự tiên tiến và phức tạp của công nghệ Trung Quốc trong thời kỳ đó.
Giờ cố định và giờ theo mùa hoạt động song song
Trong thời hiện đại, một giờ luôn có độ dài cố định là 60 phút, không phân biệt ngày hay đêm, mùa hè hay mùa đông. Định nghĩa về giờ cố định 60 phút thực ra có nguồn gốc từ thiên văn học Babylon cổ đại khoảng 2000 TCN, khi người Babylon áp dụng hệ thống tính toán sexagesimal (cơ số 60). Họ chia một ngày thành 24 phần bằng nhau (giờ), mỗi giờ thành 60 phút, và mỗi phút thành 60 giây. Tuy nhiên, khái niệm này chưa được chuẩn hóa ngay lập tức trên toàn cầu.
Đồng hồ của người Babylon
Trong thời cổ đại, con người đã có những phương pháp đo thời gian phong phú và đa dạng, tùy thuộc vào từng nền văn hóa. Một số nền văn minh cổ đại chia ngày thành 12 phần cho cả ban ngày và ban đêm, tương tự như cách chúng ta hiểu về 12 giờ ban ngày và 12 giờ ban đêm. Tuy nhiên, có sự khác biệt lớn: độ dài của các giờ này thay đổi theo mùa. Vì vậy, mỗi “giờ” trong ngày hoặc đêm không cố định như hiện tại. Những “giờ theo mùa” này sẽ kéo dài hoặc rút ngắn dựa vào lượng ánh sáng ban ngày. Ví dụ, vào mùa hè, ban ngày dài hơn, dẫn đến các giờ ban ngày dài hơn và giờ ban đêm ngắn hơn. Ngược lại, mùa đông sẽ có các giờ ban đêm dài hơn và giờ ban ngày ngắn hơn. Hệ thống này được áp dụng ở nhiều nơi mà độ dài ban ngày biến đổi theo năm, trừ khu vực gần xích đạo, nơi ngày và đêm gần như cân bằng. Cách đo thời gian này cho thấy tính linh hoạt và sự thay đổi theo mùa của mỗi giờ.
Sự chuyển tiếp sang đồng hồ cơ học: Kỷ nguyên mới của đo thời gian
Sự xuất hiện của đồng hồ cơ học đánh dấu một bước tiến lớn trong công nghệ đo thời gian. Khác với đồng hồ nước hay đồng hồ mặt trời phụ thuộc vào dòng chảy nước hoặc ánh sáng, đồng hồ cơ học hoạt động nhờ vào hệ thống bánh răng, quả nặng và cơ chế phức tạp. Đổi mới này mang lại độ chính xác cao hơn và chính thức mở ra kỷ nguyên giờ cố định, tác động mạnh mẽ đến cuộc sống hàng ngày. Các cộng đồng có thể điều chỉnh hoạt động hiệu quả hơn, theo một hệ thống thời gian có cấu trúc và thống nhất.
Đồng hồ cơ học đã trở thành một phần không thể thiếu trong lịch sử Châu Âu. Hình ảnh này được chụp tại ga King Cross, London
Trước khi đồng hồ cơ học xuất hiện, hệ thống giờ cố định và giờ theo mùa vẫn song song tồn tại cho đến thế kỷ 14 - 15 ở Châu Âu. Tương tự, ở Nhật Bản, giờ theo mùa vẫn được sử dụng cho đến thế kỷ 19. Tuy nhiên, sự phát triển của Thiên Chúa Giáo cùng với việc lan rộng của đồng hồ cơ học từ Châu Âu sang các khu vực khác đã khiến loại đồng hồ này trở nên phổ biến hơn. Những chiếc đồng hồ lớn tại quảng trường trở thành biểu tượng, đảm bảo mọi người tuân thủ một lịch trình chung. Những chiếc đồng hồ cơ học đầu tiên đã đặt nền tảng cho nghệ thuật chế tạo đồng hồ hiện đại và mở đường cho các thiết bị đo thời gian chính xác hơn như đồng hồ quả lắc.
Sự phát triển của đồng hồ này trên toàn cầu đã củng cố sự chuẩn hóa giờ cố định vào thế kỷ 19, đặc biệt khi thương mại, du lịch và giao tiếp quốc tế cần một hệ thống thời gian đồng nhất. Điều này đã được chính thức hóa trong Hội nghị Kinh tuyến Quốc tế năm 1884, khi các múi giờ được thiết lập và khái niệm thời gian chuẩn được thống nhất toàn cầu.
Kể từ đó, con người ngày càng gắn bó với việc quản lý thời gian và các công cụ này trở nên quan trọng hơn trong cuộc sống, bao gồm cả việc hình thành các hệ thống giao dịch tài chính và GPS với độ chính xác cao.
Nguồn: Scientific America
