Taustaa
Ennen mekaanisten kellojen keksimistä kellot käyttivät ajanseurantaan auringon liikettä tai yksinkertaisia mittalaitteita. Aurinkokello on ehkä tunnetuin muinainen ajanvartija, ja sitä valmistetaan edelleen suosittuna puutarhan lisävarusteena – mutta sen visuaalisen kiinnostavuuden vuoksi, ei käytännön ajan mittaamiseksi. Stonehengeä, Englannissa Wiltshiren Wiltshiressä sijaitsevalle Salisburyn tasangolle pystykivistä rakennettua jättiläismäistä muistomerkkiä, on ehkä käytetty aurinkokellona ja muuhun ajan ja kalenterin mittaamiseen. Auringonkelloissa on selviä haittoja: niitä ei voi käyttää sisätiloissa, yöllä tai pilvisinä päivinä.
Ajan keston merkitsemiseen käytettiin muitakin yksinkertaisia mittalaitteita. Neljää perustyyppiä voitiin käyttää sisätiloissa ja säästä tai vuorokaudenajasta riippumatta. Kynttiläkello on kynttilä, jonka ympärille on piirretty viivoja merkitsemään aikayksiköitä, yleensä tunteja. Havainnoimalla, kuinka suuri osa kynttilän pituudesta paloi tunnissa, merkittiin samasta materiaalista tehtyyn kynttilään viivat, jotka osoittivat tunnin välein. Kahdeksan tunnin kynttilä osoitti, että neljä tuntia oli kulunut, kun se oli palanut yli neljän merkin. Kellokynttilällä oli se haittapuoli, että kaikki muutokset sydänlangassa tai vahassa muuttivat palamisominaisuuksia, ja se oli hyvin altis vedolle. Kiinalaiset käyttivät myös eräänlaista kynttiläkelloa, jossa aikavälien merkitsemiseen käytettiin lankoja. Kynttilän palaessa langat, joiden päissä oli metallipalloja, putosivat, joten huoneessa olijat saattoivat kuulla tuntien kulun, kun pallot osuivat kynttilää pitelevään tarjottimeen.
Öljylamppukello, jota käytettiin 1700-luvulla, oli muunnelma ja parannus kynttiläkellosta. Öljylamppukellossa oli jakoja, jotka oli merkitty metallitelineeseen, joka ympäröi öljyä sisältävää lasisäiliötä. Kun öljyn taso laski säiliössä, ajan kuluminen luettiin kiinnikkeessä olevista merkinnöistä. Kynttiläkellon tavoin myös öljylamppukello antoi valoa, mutta se oli vähemmän altis materiaalien epätarkkuuksille tai vetoisista huoneista johtuville virheille.
Vesikelloja käytettiin myös ajan kulumisen merkitsemiseen antamalla veden tippua yhdestä astiasta toiseen. Auringon liikkeen merkit tehtiin ensimmäiseen astiaan, ja kun vettä tippui siitä toiseen astiaan, vedenpinnan lasku osoitti tuntien kulun. Toista astiaa ei aina käytetty veden keräämiseen ja kierrättämiseen; joissakin vesikelloissa veden annettiin yksinkertaisesti tippua maahan. Kun kahdeksan tunnin vesikello oli tyhjä, oli kulunut kahdeksan tuntia. Vesikello tunnetaan myös nimellä klepsydra.
Historia
Tiimalasit (joita kutsutaan myös hiekkalaseiksi ja hiekkakelloiksi) saattoivat olla käytössä muinaisilla kreikkalaisilla ja roomalaisilla, mutta historia voi dokumentoida vain sen, että molemmissa kulttuureissa oli tekniikka lasin valmistamiseksi. Ensimmäiset väitteet hiekkalaseista liitetään kreikkalaisiin kolmannella vuosisadalla eaa. Historia viittaa myös siihen, että antiikin Rooman senaatissa käytettiin hiekkakelloja puheiden ajoittamiseen, ja tiimalasit pienenivät ja pienenivät, mahdollisesti osoituksena poliittisten puheiden laadusta.
Tiimalasi ilmestyi ensimmäisen kerran Eurooppaan kahdeksannella vuosisadalla, ja sen on saattanut valmistaa Luitprand, Chartresin katedraalin munkki Ranskassa. Neljännellätoista vuosisadan alkuun mennessä hiekkalasia käytettiin yleisesti Italiassa. Näyttää siltä, että sitä käytettiin laajalti koko Länsi-Euroopassa tuosta ajasta vuoteen 1500 asti. Tiimalasi tai hiekkakello noudattaa täsmälleen samaa periaatetta kuin klepsydra. Kaksi lasipalloa (joita kutsutaan myös maljoiksi tai ampulleiksi) on yhdistetty toisiinsa kapealla kurkulla siten, että hiekka (jonka raekoko on suhteellisen tasainen) virtaa ylemmästä pallosta alempaan palloon. Tiimalasit valmistettiin erikokoisina perustuen ennalta testattuihin mittauksiin hiekan virtauksesta erikokoisissa palloissa. Kahteen palloon voitiin asentaa kotelo tai kehys, joka ympäröi pallot ja muodosti tiimalasin ylä- ja alapuolen, ja sitä käytettiin tiimalasin kääntämiseen ja hiekan virtauksen käynnistämiseen uudelleen. Jotkin tiimalasit tai tiimalasikokonaisuudet oli asetettu kääntyvään kiinnikkeeseen, jotta niitä voitiin kääntää helposti.
Varhaisimmat hiekkalaseihin viittaavat kirjoitukset ovat vuodelta 1345, jolloin Englannin kuningas Edward III:n (1312-1377) palveluksessa olleen La George -nimisen laivan kirjuri Thomas de Stetsham tilasi 16 tiimalasia. Vuonna 1380, Ranskan kuningas Kaarle V:n (1337-1380) kuoleman jälkeen, hänen omaisuutensa inventaarioon sisältyi ”suuri merikello … suuressa puisessa messinkiin sidotussa kotelossa”.
John Harrison ja hänen veljensä James tutustuivat kellojen korjaamiseen isänsä Henryn toimesta. Tuohon aikaan kellojen valmistuksessa eli horologiassa oli meneillään kehitysmurros. Mekaanisia kelloja oli ollut olemassa jo 1300-luvulta lähtien, mutta niiden toiminta oli pysynyt melko alkeellisena, kunnes Christiaan Huygens keksi paino- ja heilurikellon vuonna 1656. Yksi rajoitus oli se, että niiden toiminta oli täysin riippuvainen maan painovoimasta. Tämä tarkoitti sitä, että ne eivät pystyneet pitämään tarkkaa aikaa merellä, eikä niitä voitu mukauttaa siirrettäviksi. Jopa niiden siirtäminen huoneen poikki vaati säätöä.
Harrisonin veljekset ryhtyivät kehittämään merikronometriä vuonna 1728. Motivaatiotekijänä oli raha. Vuonna 1714 Englannin amiraliteetti asetti 20 000 punnan palkinnon sille, joka pystyisi toimittamaan merenkulkijoille luotettavan kellon, joka taivaanhavainnon kanssa käytettynä voisi pitää merenkulkijat ajan tasalla heidän pituusasteestaan merellä. Merenkulkijat joutuivat turvautumaan suunnanmääritykseen, mikä johti usein traagisiin seurauksiin.
Harrisonin strategiana oli suunnitella mittalaite, joka oli paitsi sisäisesti tarkka myös ulkoisesti vakaa. Harrisonit valmistivat useita merimittarimalleja. Neljäs malli osoittautui menestyneimmäksi. Yhdeksän viikkoa kestäneellä matkalla Englannista Jamaikalle vuonna 1761 laitteessa oli vain viiden sekunnin virhe.
Pituuslukulautakunta, joka oli ilmeisen närkästynyt siitä, että tavallinen käsityöläinen oli saavuttanut himoitun tavoitteen, luopui vastentahtoisesti vain puolesta palkinnosta. John, miinus veljensä, kieltäytyi hyväksymästä vain puolta palkkiosta ja sinnitteli, kunnes toisesta puolesta luovuttiin.
Lautakunta asetti hänen keksintönsä kohtuuttoman tarkkailun kohteeksi ja vaati häntä suunnittelemaan viidennen mallin. Tällä kertaa Harrison ylitti itsensä suunnittelemalla kompaktin kellon, joka muistutti nykyajan taskukelloa. Se oli paljon kätevämpi kuin aiemmat mallit, jotka olivat raskaita ja tilaa vieviä. Johtokunta kieltäytyi silti antautumasta. Lopulta vain henkilökohtainen vetoomus kuningas Yrjö III:lle ja kuninkaan väliintulo saivat asiat kuntoon, ja Harrison sai täyden palkkion vuonna 1773 seitsemänkymmenenyhdeksän vuoden iässä. Harrison eli enää kolme vuotta.
Nämä kaksi varhaista hiekkakellojen ja meren välistä yhteyttä osoittavat, miten navigoinnista oli tullut ajasta riippuvainen tiede. Yhdellätoista ja kahdellatoista vuosisadalla kehitetyt kompassit ja kartat auttoivat merenkulkijoita määrittämään suuntia ja suuntaa, mutta ajan mittaaminen oli olennaisen tärkeää kuljetun matkan arvioimiseksi. Hiekkalasi saatettiin keksiä – tai kehittää – käytettäväksi merellä, jossa matkan arvioimiseksi mitattiin yhtä suuria aikayksiköitä; maalla sen sijaan epätasa-arvoiset aikamittaukset olivat tärkeämpiä, koska toiminta oli riippuvaista päivän pituudesta.
Meritieteen suuri edistysaskel tapahtui kahdellatoista vuosisadalla, kun magneettikompassi kehitettiin Italian Amalfissa. Muut italialaiset satamakaupungit, kuten Genova ja Venetsia, edistivät osaltaan navigoinnin astronomista kehitystä, ja sattumalta Venetsia oli maailman suurin lasinpuhalluskeskus. Lisäksi Carraran louhoksista peräisin oleva hienojakoinen marmoripöly sopi erinomaisesti käytettäväksi hiekkana navigoinnin hiekkakelloissa. Sen lisäksi, että tiimalasit mittasivat aikaa etäisyytenä merellä, useiden kansojen laivastot käyttivät niitä myös ”vahdin pitämiseen” tai miehistön työajan mittaamiseen. Laivapoika oli vastuussa tiimalasin kääntämisestä; päästäkseen aikaisin töistä hän ”nielaisi hiekan” tai käänsi lasin ennen kuin se oli tyhjä.
Erikoisimmat tiimalasit valmistettiin kuninkaallisten lahjaksi. Ranskan Kaarle Suuri (742-814) omisti 12-tuntisen tiimalasin. Kuudennellatoista vuosisadalla taiteilija Holbein (1497-1543) valmisti näyttäviä tiimalaseja Englannin Henrik VIII:lle (1491-1547). Muissa hiekkalaseissa oli useita välineitä. Esimerkiksi Italiassa 1600-luvulla tehdyssä hiekkalasissa oli neljä lasia. Yhdessä oli neljännestunnin verran hiekkaa, toisessa puolen tunnin verran hiekkaa, kolmannessa kolmen vartin verran hiekkaa ja neljännessä täyden tunnin verran hiekkaa. Joissakin laseissa oli myös osoittimilla varustetut kellotaulut, joten jokaisella lasin kääntämisellä voitiin osoittaa kierrosten lukumäärä osoittimella kumulatiivisen ajan kulumisen merkiksi.
Kunkin lasin ylempi ja alempi pallo puhallettiin erikseen, ja niissä oli avoimet aukot eli kurkut. Niiden yhdistämiseksi siten, että hiekka voisi virrata ylemmästä pallosta alempaan, lasin puolikkaat sidottiin yhteen narulla, joka päällystettiin vahalla. Kaksikartioista lasipulloa voitiin puhaltaa yhtenä kappaleena vasta noin vuonna 1800.
Noin vuonna 1500 ensimmäiset kellot alkoivat ilmestyä, kun kierrejousi eli pääjousi keksittiin. Joitakin painokäyttöisiä kelloja oli valmistettu jo ennen vuotta 1500, mutta niiden koko rajoitti niiden käytännöllisyyttä. Kun pääjousitusta parannettiin, valmistettiin pienempiä pöytäkelloja ja ensimmäisiä kelloja. Pääjousivoimalla toimivista kelloista tehtiin kuriositeetteja klepsydroista ja hiekkalaseista, mutta mielenkiintoista on, että kauneimmat tiimalasit valmistettiin vuoden 1500 jälkeen koriste-esineiksi. Näitä tiimalaseja on esillä museoissa.
1400-luvulle tultaessa monissa yksityiskodeissa oli hiekkakelloja kotitalous- ja keittiökäyttöön. Saarnamittareita käytettiin kirkoissa seuraamaan papin saarnan pituutta. Tiimalaseja käytettiin rutiininomaisesti myös Oxfordin yliopiston luentosaleissa, käsityöläisten liikkeissä (työaikojen säätelemiseksi) ja Englannin alahuoneessa, jossa äänestyksen merkiksi annetut kellot ja puheiden pituudet ajoitettiin hiekkakellojen perusteella. Hiekkakellojen kukoistuskaudella lääkärit, apteekkarit ja muut lääketieteen harjoittajat kantoivat mukanaan miniatyyri- tai taskuhiekkakelloja, joiden kesto oli puoli minuuttia tai yksi minuutti ja joita käytettiin pulssien ajoittamiseen; näiden kantaminen jatkui 1800-luvulle asti. Nykyään pienoismalleja, jotka sisältävät hiekkaa kolmen minuutin ajan, myydään munakelloina ja matkamuistoina. Suurempia hiekkakelloja valmistetaan vielä nykyäänkin koristeellisista materiaaleista ja mielenkiintoisissa tyyleissä koristeeksi. Kaikilla näillä mittalaitteilla (kellokynttilät, vesikellot ja hiekkakellot) on se haittapuoli, että niitä on tarkkailtava huolellisesti.
Raaka-aineet
Tiimalasien lasi on samaa materiaalia kuin muunkin puhalletun lasin. Erikoistuneet toimittajat valmistavat sitä eripituisiksi putkiksi, jotka poltetaan ja muotoillaan koneellisesti tai suupuhaltamalla. Myös valmiiksi muotoilluista hehkulamppuaihioista voidaan tehdä tiimalaseja liittämällä ne yhteen hehkulamppujen pohjien kohdalta. Vastaavasti purkit voidaan koukata yhteen kaulastaan, jolloin niistä saadaan tiimalasit; niiden ulkonäkö voi vaihdella maalaismaisesta moderniin riippuen purkkien ”luonteesta”.
Tiimalasien kehykset tai kotelot ovat suunnittelijan mielikuvituksen varassa. Raaka-aineet koostuvat useimmiten hienoista puupaloista, jotka voidaan työstää tai veistää tiettyyn tyyliin, sisustukseen, muotoiluun tai teemaan sopiviksi. Bambu, hartsi ja erilaiset metallit, kuten messinki, pronssi ja tina, ovat myös kauniita kehysmateriaaleja. Erikoistuneita tiimalaseja valmistetaan niin pieniä määriä, että raaka-aineita ostetaan ulkopuolisista lähteistä rajoitetusti
kysymys. Joskus asiakkaat toimittavat tiimalasien tekijöille omia materiaalejaan. Munakellon tiimalasit kehystetään myös puusta tai muovista. Näitä pieniä esimerkkejä varten valmistajat ostavat muovilastuja tavarantoimittajilta ja valmistavat kehykset tehtaillaan ruiskupuristamalla tai suulakepuristamalla.
Hiekka on monimutkaisin tiimalasien komponenteista. Kaikkia hiekkatyyppejä ei voida käyttää, koska rakeet voivat olla liian kulmikkaita eivätkä ne välttämättä virtaa kunnolla tiimalasin kaulan läpi. Valkoinen kvartsihiekka, eli hiekka, jota löytyy kimaltelevan valkoisilta rannoilta, on houkuttelevaa, mutta ei parasta tiimalasin valmistukseen, koska se on liian kulmikasta eikä virtaa tasaisesti. Marmoripöly, muu kivipöly ja kivijauho – lasinhiontajauhe – sekä pyöreät hiekkarakeet, kuten jokihiekka, ovat parhaita hiekkakellojen valmistukseen. Keskiajalla kotiäitien kirjat sisälsivät reseptejä paitsi ruoanlaittoon myös liiman, musteen, saippuan ja myös hiekan valmistamiseen tiimalaseja varten. Ehkäpä paras hiekka ei olekaan hiekkaa; pallotini, pieniä lasihelmiä tai hauleja (halkaisijaltaan noin 40-160 mikrometrin kokoisia miniatyyrimarmorikuulia) käytetään tiimalaseissa, koska niiden pyöreät reunat kulkevat sulavasti lasin läpi. Lisäksi ballotineja voidaan valmistaa erivärisinä, joten tiimalasin hiekka voidaan valita huoneen sisustukseen tai muuhun väritoiveeseen sopivaksi.
Suunnittelu
Suunnittelu ja konseptointi ovat yleensä monimutkaisin osa tiimalasin valmistusta. Tiimalasintekijän on oltava käsityöläinen, taiteilija ja suhdetoiminnan asiantuntija neuvoessaan asiakkaita tiimalasin suunnitteluun ja rakentamiseen liittyvistä käytännön seikoista. Yritykset tilaavat tiimalasit 2000-lukuun liittyviksi lahjoiksi, mutta ne haluavat myös kuvastaa yrityksensä luonnetta tai käyttää tuotteisiinsa liittyviä materiaaleja. Suunnittelun viimeistelyn jälkeen tiimalasin varsinainen rakentaminen on suhteellisen suoraviivaista.
Hiekkakellon mallit voivat myös vaihdella huomattavasti kooltaan. Pienimmät tunnetut tiimalasit ovat kalvosinnapin kokoisia, ja suurimmat ovat jopa 1 m (3 ft) korkeita. Lasit voivat olla muodoltaan erilaisia pyöreistä pitkulaisiin, ja niihin voidaan kaivertaa kaiverruksia. Useita (useampia kuin kaksi) tiimalasia voidaan yhdistää toisiinsa, ja useita tiimalaseja voidaan asentaa samaan kehykseen ja kääntää kääntölaitteella.
Erään käsityöläisen mukaan tiimalasin muotoilulla ei ole rajoja. Hän kehittää omia mallejaan, valmistaa tiimalasit asiakkaidensa toimittamien mallien tai toiveiden perusteella tai luo malleja tietyn markkinaintressin mukaan. Hän on veistänyt omat kätensä kehyksiksi, joissa lasit pysyvät, käyttänyt kehysten valmistukseen epätavallisia materiaaleja, kuten bambua tai marmoria, ja ottanut inspiraationsa muista tiimalaseista, kuten Ozin velhon elokuvaversiossa esiintyvästä Gargoyle-kehyksisestä tiimalasista. Hän on tehnyt tiimalasit, joissa on käytetty hiilihiekkaa, kaivoskuonaa, Kiinan muurista peräisin olevaa hiekkaa ja polyeteenihartsihiekkaa. Television ostosverkoissa myydään nykyään tiimalaseja, jotka ovat futuristisen muotoilun mukaisia ja jotka ovat kiinnostuneita uudesta vuosituhannesta.
Valmistusprosessi
- Kun muotoilu ja materiaalit on valittu, tiimalasin runko puhalletaan lasisorvilla tiimalasin kokoon (aikaväliin) sopivaksi.
- Valmistetaan kehys; muotoilusta riippuen se voi olla yksiosainen tai useampiosainen, johon kuuluu pohja, yläosa ja kolme tai neljä pylvästä. Tämä valmistus riippuu materiaalista. Jos kehys on valmistettu hartsista, voidaan valmistaa muotit, hartsi valetaan ja sen annetaan kovettua, kappaleet hiotaan tai muuten tasoitetaan ja kiillotetaan ja ne sovitetaan yhteen. Rungon osat voidaan sovittaa toisiinsa, tai ne voidaan liimata, liimata tai hitsata, jälleen materiaalista riippuen.
- Yksi yleisimmistä tiimalaseihin liittyvistä väärinkäsityksistä on, että lasin sisältämän hiekan määrälle on olemassa kaava. Hiekan määrä tietyssä tiimalasimallissa tai -muodossa ei perustu tieteeseen tai mittauskaavaan. Jyvästyypit, lasin kaarevuus sekä aukon muoto ja koko vaikuttavat liikaa muuttujia hiekan virtausnopeuteen lasin läpi, joten hiekan määrää ei voida laskea matemaattisesti. Ennen kuin kehyksen yläosa suljetaan, hiekka lisätään ja sen annetaan virrata lasin läpi määrätyn ajan. Tämän ajanjakson päätyttyä lasin yläosaan jäänyt hiekka kaadetaan pois ja lasi suljetaan.
Laadunvalvonta
Laadunvalvonta on luontaista tiimalasien valmistuksessa, koska suunnittelija tai valmistaja tekee työn kaikilta osin. Asiakas osallistuu myös suunnittelun ideointiin sekä materiaalien ja värien valintaan. Lopputuloksena asiakkaat saavat käsintehtyjä tuotteita, jotka vastaavat heidän tarpeitaan ja herättävät historiallisia ja taiteellisia mielleyhtymiä; tiimalasit ovat pikemminkin esteettisesti miellyttäviä koriste-esineitä kuin tarkkoja kelloja.
Sivutuotteet/jäte
Tiimalasien valmistuksessa syntyy vähäisiä määriä jätettä riippuen käytetyistä materiaaleista. Esimerkiksi puusta, joka on veistetty tiimalasin kehyksen valmistamiseksi, syntyy jonkin verran jätettä. Liian ohut tai virheellinen lasi voidaan sulattaa ja puhaltaa uudelleen. Ylimääräinen hiekka voidaan säästää myöhempää käyttöä varten.
Tulevaisuus
Tiimalasilla ei näyttäisi olevan tulevaisuutta. Itse asiassa itse lasin kaunis muoto ja sen mittatilaustyönä tehty kehys ja värillinen hiekka voidaan valita sisustukseen, tunnelmaan tai tilaisuuteen sopivaksi. Vaikka tuleva tuotanto voi olla rajallista, tiimalasi esineenä, jolla on muinaisia mielleyhtymiä sekä sisäänrakennettua eleganssia, tulee aina vetoamaan keräilijöihin ja niihin, jotka arvostavat taiteen ja ajan salaisuuksia.
Mistä lisätietoja
Kirjat
Branley, Franklyn M. Keeping Time: Alkuajoista ja 2000-luvulle. Boston: Houghton Mifflin Company, 1993.
Cowan, Harrison J. Time and Its Measurement: From the Stone Age to the Nuclear Age. New York: The World Publishing Company, 1958.
Guye, Samuel ja Henri Michel. Aika & Avaruus: Mittausvälineet 1400-luvulta 1800-luvulle. New York: Praeger Publishers, 1970.
Smith, Alan. Clocks and Watches: American, European and Japanese Timepieces. New York: Crescent Books, 1975.
Periodicals
Morris, Scot. ”Kelluva tiimalasi”. Omni (syyskuu 1992): 86.
Peterson, Ivars. ”Juoksevaa hiekkaa: miten tiimalasi tikittää”. Science News (11. syyskuuta 1993): 167.
Muut
The Hourglass Connection. http://www.hourglass.com/ (29. kesäkuuta 1999).
– Gillian S. Holmes