Hourglass

Background

Before the invention of mechanical clocks, timepieces used the sun’s motion or simple measurement devices to track time. Zegar słoneczny może być najbardziej znanym starożytnym strażnikiem czasu i nadal jest produkowany jako popularne akcesorium ogrodowe – ale dla jego wizualnego zainteresowania, a nie dla praktycznego pomiaru czasu. Stonehenge, gigantyczny pomnik zbudowany z pionowych kamieni na równinie Salisbury w hrabstwie Wiltshire w Anglii, mógł być używany jako zegar słoneczny oraz do innych celów związanych z czasem i kalendarzem. Zegary słoneczne mają oczywiste wady; nie można ich używać w pomieszczeniach, w nocy lub w pochmurne dni.

Inne proste urządzenia pomiarowe były używane do oznaczania czasu. Cztery podstawowe typy mogły być używane w pomieszczeniach zamkniętych, niezależnie od pogody i pory dnia. Zegar świecowy to świeca z narysowanymi wokół niej liniami oznaczającymi jednostki czasu, zwykle godziny. Obserwując, jak duża część długości świecy spala się w ciągu godziny, świecę wykonaną z tego samego materiału oznaczano liniami pokazującymi jednogodzinne odstępy. Świeca ośmiogodzinna pokazywała, że minęły cztery godziny, gdy wypaliła się poza cztery kreski. Świeca zegarowa miała tę wadę, że wszelkie zmiany w knocie lub wosku zmieniały właściwości spalania, a ponadto była bardzo podatna na przeciągi. Chińczycy używali również rodzaju zegara świecowego z nitkami służącymi do oznaczania odstępów czasowych. Gdy świeca się paliła, nici z metalowymi kulkami na końcach opadały, tak że osoby znajdujące się w pomieszczeniu mogły usłyszeć upływ godzin, gdy kulki uderzały o tacę, na której stała świeca.

Zegar z lampą olejową, który był używany przez XVIII wiek był odmianą i ulepszeniem zegara świecowego. Zegar lampy olejowej miał podziały zaznaczone na metalowym uchwycie, który otaczał szklany zbiornik zawierający olej. Gdy poziom oleju spadał w zbiorniku, upływ czasu był odczytywany z oznaczeń na oprawie. Podobnie jak zegar świecowy, zegar lampowy również zapewniał światło, ale był mniej podatny na niedokładności materiałów lub niedokładności spowodowane przeciągami w pomieszczeniach.

Zegary wodne były również używane do oznaczania upływu czasu, pozwalając wodzie kapać z jednego pojemnika do drugiego. Ślady ruchu słońca były wykonywane na pierwszym naczyniu, a gdy woda kapała z niego do innego naczynia, spadek poziomu wody wskazywał upływ godzin. Drugi pojemnik nie zawsze służył do zbierania i recyklingu wody; niektóre zegary wodne po prostu pozwalały wodzie kapać na ziemię. Gdy ośmiogodzinny zegar wodny był pusty, oznaczało to, że upłynęło osiem godzin. Zegar wodny jest również znany jako clepsydra.

Historia

Klepsydry (zwane również klepsydrami piaskowymi i zegarami piaskowymi) mogły być używane przez starożytnych Greków i Rzymian, ale historia może jedynie udokumentować fakt, że obie kultury miały technologię do produkcji szkła. Pierwsze twierdzenia o szklankach piaskowych przypisuje się Grekom w trzecim wieku p.n.e. Historia sugeruje również, że zegary piaskowe były używane w senacie starożytnego Rzymu do odmierzania czasu przemówień, a klepsydry stawały się coraz mniejsze, prawdopodobnie jako wskaźnik jakości przemówień politycznych.

Klepsydra po raz pierwszy pojawiła się w Europie w VIII wieku i mogła zostać wykonana przez Luitpranda, mnicha z katedry w Chartres we Francji. Na początku XIV wieku szkło piaskowe było powszechnie używane we Włoszech. Wydaje się, że od tego czasu do roku 1500 było ono powszechnie używane w całej Europie Zachodniej. Zasada działania klepsydry lub zegara piaskowego jest dokładnie taka sama jak klepsydry. Dwie szklane kule (zwane również fiolkami lub ampułkami) połączone są wąską gardzielą, tak aby piasek (o względnie jednolitej wielkości ziaren) przesypywał się z górnej kuli do dolnej. Klepsydry były wykonywane w różnych rozmiarach na podstawie wstępnie sprawdzonych pomiarów przepływu piasku w różnej wielkości kulach. Obudowa lub rama, która obejmowała kule, mogła być zamontowana na dwóch kulach, tworząc górę i dół klepsydry, i była używana do odwrócenia klepsydry i ponownego rozpoczęcia przepływu piasku. Niektóre klepsydry lub zestawy klepsydr były osadzone w obrotowym uchwycie, aby można je było łatwo obracać.

Najwcześniejsze pisma odnoszące się do klepsydr piaskowych pochodzą z 1345 r., kiedy Thomas de Stetsham, urzędnik na statku La George w służbie króla Anglii Edwarda III (1312-1377), zamówił 16 klepsydr. W 1380 r., po śmierci króla Francji Karola V (1337-1380), w spisie jego majątku znalazł się „duży zegar morski … w dużej drewnianej skrzyni oprawionej w mosiądz”.

John Harrison

John Harrison i jego brat James zostali wprowadzeni do naprawy zegarów przez ich ojca, Henry’ego. W tym czasie produkcja zegarów, czyli horologia, przechodziła rewolucję rozwojową. Zegary mechaniczne istniały od XIV wieku, ale ich działanie było dość prymitywne, dopóki Christiaan Huygens nie wynalazł w 1656 roku zegara z wahadłem i wagą. Jednym z ograniczeń było to, że ich działanie było całkowicie uzależnione od ziemskiej grawitacji. Oznaczało to, że nie mogły odmierzać dokładnego czasu na morzu i nie mogły być przystosowane do przenoszenia. Nawet przeniesienie ich przez pokój wymagałoby regulacji.

Bracia Harrison rozpoczęli pracę nad stworzeniem chronometru morskiego w 1728 roku. Czynnikiem motywującym były pieniądze. W 1714 r. angielska Admiralicja wyznaczyła nagrodę w wysokości 20 000 funtów dla każdego, kto potrafiłby dostarczyć marynarzom niezawodny zegar, który, w połączeniu z obserwacjami nieba, mógłby informować ich o długości geograficznej na morzu. Marynarze musieli w dużej mierze polegać na rachubie czasu, aby znaleźć drogę, co często prowadziło do tragicznych skutków.

Strategia Harrison było zaprojektować instrument, który był nie tylko wewnętrznie dokładne, ale także zewnętrznie stabilny. Harrisons wykonane kilka modeli chronometrów morskich. Czwarty model okazał się być najbardziej udany. Podczas dziewięciotygodniowego rejsu z Anglii na Jamajkę w 1761 roku, urządzenie miało tylko pięciosekundowy błąd.

Rada Dalekiego Zasięgu, najwyraźniej rozgoryczona faktem, że zwykły rzemieślnik osiągnął upragniony cel, niechętnie oddała tylko połowę nagrody. Jan, pomniejszony o brata, odmówił przyjęcia tylko połowy nagrody i upierał się przy niej, dopóki nie zrezygnowano z drugiej połowy.

Zarząd poddał jego wynalazek nadmiernej kontroli i zażądał od niego zaprojektowania piątego modelu. Tym razem Harrison przeszedł samego siebie, projektując kompaktowy czasomierz, który przypominał współczesny zegarek kieszonkowy. Był on znacznie wygodniejszy niż poprzednie modele, które były ciężkie i nieporęczne. Zarząd nadal nie chciał skapitulować. W końcu, tylko osobisty apel do króla Jerzego III i interwencja króla mogły naprawić sytuację i Harrison otrzymał pełną nagrodę w 1773 roku w wieku siedemdziesięciu dziewięciu lat. Harrison żył jeszcze tylko trzy lata.

Te dwa wczesne skojarzenia zegarów piaskowych z morzem pokazują, jak nawigacja stała się nauką zależną od czasu. Kompasy i mapy, opracowane w jedenastym i dwunastym wieku, pomagały nawigatorom określić namiary i kierunek, ale pomiar czasu był niezbędny do oszacowania przebytej odległości. Szkło piaskowe mogło zostać wynalezione – lub udoskonalone – do użytku na morzu, gdzie mierzono równe jednostki czasu, aby oszacować odległość; dla kontrastu, na lądzie nierówne pomiary czasu były ważniejsze, ponieważ działania zależały od długości dnia.

Wielkie postępy w nauce morskiej nastąpiły w XII wieku wraz z rozwojem kompasu magnetycznego w Amalfi we Włoszech. Inne włoskie miasta portowe, takie jak Genua i Wenecja, przyczyniły się do astronomicznych postępów w nawigacji, a przez przypadek Wenecja była największym na świecie centrum dmuchania szkła. Co więcej, drobny pył marmurowy z kamieniołomów w Carrarze doskonale nadawał się do wykorzystania jako piasek w nawigacyjnych zegarach piaskowych. Oprócz mierzenia czasu jako odległości na morzu, klepsydry były używane przez marynarki wojenne wielu narodów do „trzymania wachty” lub mierzenia czasu pracy załogi. Chłopiec okrętowy był odpowiedzialny za obracanie klepsydry; aby wyjść wcześniej z pracy, „połykał piasek” lub obracał szkło, zanim było puste.

Najbardziej niezwykłe klepsydry były wykonywane jako prezenty dla rodzin królewskich. Karol Wielki (742-814) z Francji posiadał 12-godzinną klepsydrę. W XVI wieku artysta Holbein (1497-1543) wykonał spektakularne klepsydry dla Henryka VIII (1491-1547) z Anglii. Inne szklanki piaskowe zawierały wiele instrumentów. Na przykład klepsydra z piasku wykonana we Włoszech w XVII wieku zawierała cztery szkła. W jednym znajdowała się jedna czwarta godziny piasku, w drugim pół godziny piasku, w trzecim trzy czwarte godziny piasku, a w czwartym pełna miara godzinowa piasku. Niektóre szklanki miały również tarcze ze wskazówkami, więc przy każdym obrocie szklanki można było wskazać wskazówką liczbę obrotów, aby zaznaczyć łączny upływ czasu.

Górna i dolna kula każdego kieliszka były wydmuchiwane oddzielnie z otwartymi otworami lub gardzielami. Aby połączyć je tak, aby piasek mógł przepływać z górnej części do dolnej, obie połówki szkła wiązano razem sznurkiem, który następnie pokrywano woskiem. Fiolka szklana z dwoma stożkami nie mogła być wydmuchiwana jako jedna całość aż do około 1800 roku.

Około 1500 roku zaczęły pojawiać się pierwsze zegary dzięki wynalezieniu sprężyny spiralnej lub sprężyny głównej. Niektóre zegary napędzane ciężarem zostały wykonane przed 1500 rokiem, ale ich rozmiar ograniczał ich praktyczność. W miarę udoskonalania sprężyny głównej zaczęto produkować mniejsze zegary stołowe i pierwsze zegarki. Zegary napędzane sprężyną główną tworzyły osobliwości z klepsydr i szkieł piaskowych, ale, co ciekawe, najpiękniejsze klepsydry zostały wykonane po 1500 roku jako elementy dekoracyjne. To właśnie te klepsydry są wystawiane w muzeach.

Do 1400 roku wiele prywatnych domów miało zegary piaskowe do użytku domowego i kuchennego. Klepsydry były używane w kościołach do śledzenia długości kazania ministra. Klepsydry były również rutynowo używane w salach wykładowych Uniwersytetu Oksfordzkiego, w zakładach rzemieślniczych (do regulowania godzin pracy) oraz w angielskiej Izbie Gmin, gdzie dzwony sygnalizujące głosowanie i długość przemówień były odmierzane na podstawie zegarów piaskowych. W czasach świetności szkieł piaskowych lekarze, aptekarze i inni praktycy medyczni nosili przy sobie miniaturowe lub kieszonkowe szkiełka piaskowe o czasie trwania półtorej lub jednej minuty, które służyły do odmierzania impulsów; praktyka noszenia takich szkieł trwała aż do XIX wieku. Dziś miniaturowe wersje zawierające trzyminutową porcję piasku sprzedawane są jako czasomierze do jajek i pamiątki z podróży. Większe zegary piaskowe są do dziś wykonywane z ozdobnych materiałów i w ciekawych stylach do wykorzystania jako dekoracja. Wszystkie te urządzenia pomiarowe (świece zegarowe, zegary wodne i zegary piaskowe) mają tę wadę, że muszą być uważnie obserwowane.

Surowce

Szkło na klepsydry jest takim samym materiałem jak to używane do innych dmuchanych szkieł. Jest ono produkowane w rurkach o różnej długości przez wyspecjalizowanych dostawców do wypalania i kształtowania maszynowego lub przez wydmuchiwanie przez usta. Wstępnie uformowane półfabrykaty żarówek można również przekształcić w klepsydry, łącząc je ze sobą przy podstawach żarówek. Podobnie, słoiki mogą być zaczepione na szyjkach, aby stworzyć klepsydry; mogą one mieć wygląd od rustykalnego do nowoczesnego, w zależności od „charakteru” słoików.

Ramy lub obudowy klepsydr są otwarte na kaprysy projektanta. Surowce najczęściej składają się z kawałków szlachetnego drewna, które można spreparować lub wyrzeźbić, aby pasowały do konkretnego stylu, wystroju, projektu lub tematu. Bambus, żywica i różne metale, takie jak mosiądz, brąz i pewter są również piękne materiały ramowe. Specjalistyczne klepsydry są wykonane w tak małych ilościach, że surowce są nabywane ze źródeł zewnętrznych dla ograniczonych

Klepsydra była szeroko stosowana jako urządzenie do pomiaru czasu aż do XVI wieku w Europie Zachodniej. Jej konstrukcja była prosta. Dwie szklane kule (zwane również fiolkami lub ampułkami) były połączone wąską gardzielą, tak aby piasek (o względnie jednolitej wielkości ziaren) przesypywał się z górnej kuli do dolnej. Klepsydry były wykonywane w różnych rozmiarach na podstawie wstępnych pomiarów przepływu piasku w różnej wielkości kulach. We Włoszech w XVII wieku wykonano ramę, w której umieszczono cztery klepsydry. Każda klepsydra zawierała inną ilość piasku. Jedna zawierała jedną czwartą godziny piasku, druga pół godziny piasku, trzecia trzy czwarte godziny piasku, a czwarta pełną miarkę godzinną.

kwestia. Czasami klienci dostarczają producentom klepsydr własne materiały. Klepsydry z zegarem jajecznym są również oprawiane w drewno lub plastik. W przypadku tych małych przykładów producenci kupują plastikowe wióry od dostawców i produkują ramy w swoich fabrykach metodą wtrysku lub wytłaczania.

Piasek jest najbardziej złożonym z komponentów klepsydry. Nie wszystkie rodzaje piasku mogą być używane, ponieważ ziarna mogą być zbyt kanciaste i mogą nie przepływać prawidłowo przez szyjkę klepsydry. Biały piasek kwarcowy, piasek spotykany na lśniących, białych plażach, jest atrakcyjny, ale nie najlepszy do produkcji klepsydr, ponieważ jest zbyt kanciasty i nie przepływa gładko. Pył marmurowy, inny pył skalny i mąka skalna – proszek z cięcia szkła – oraz okrągłe ziarna piasku, jak te z piasku rzecznego, są najlepsze dla zegarów piaskowych. W średniowieczu w książkach dla gospodyń domowych znajdowały się przepisy nie tylko na gotowanie, ale także na robienie kleju, atramentu, mydła, a także piasku do klepsydr. Być może najlepszym piaskiem wcale nie jest piasek; ballotini, maleńkie szklane koraliki lub śrut (jak miniaturowe marmurki o średnicy około 40-160 mikronów) są używane w klepsydrach, ponieważ ich okrągłe krawędzie gładko przesypują się przez szkło. Ponadto, ballotini mogą być wykonane w różnych kolorach, więc piasek w klepsydrze może być wybrany, aby dopasować wystrój pokoju lub inne preferencje kolorystyczne.

Projekt

Projekt i konceptualizacja są zazwyczaj najbardziej skomplikowaną częścią tworzenia klepsydry. Twórca klepsydry musi być rzemieślnikiem, artystą i ekspertem od public relations w doradzaniu klientom praktycznych aspektów projektowania i budowy klepsydry. Przedsiębiorstwa zamawiają klepsydry jako prezenty związane z rokiem 2000, ale chcą również odzwierciedlić charakter swojej firmy lub włączyć materiały związane z ich produktami. Po sfinalizowaniu projektu, faktyczna budowa klepsydry jest stosunkowo prosta.

Projekty zegarów piaskowych mogą się również znacznie różnić pod względem wielkości. Najmniejsze znane klepsydry są wielkości spinki do mankietów, a największe mają do 3 stóp (1 m) wysokości. Szkła mogą mieć różne kształty od okrągłych do podłużnych i mogą być wygrawerowane. Wiele (więcej niż dwa) szklanych rękawic może być połączonych razem, a kilka klepsydr może być zamontowanych w tej samej ramie i obracanych na kołowrocie.

Według jednego z rzemieślników, projektowanie klepsydr nie ma granic. On rozwija swoje własne projekty, robi klepsydry oparte na projektach lub prośbach dostarczonych przez jego klientów, lub tworzy projekty odpowiadające szczególnym zainteresowaniom rynku. Rzeźbił pary własnych dłoni jako oprawki do klepsydr, używał niezwykłych materiałów, takich jak bambus czy marmur, a także czerpał inspirację z innych klepsydr, takich jak klepsydra w kształcie gargulca z filmowej wersji Czarnoksiężnika z Krainy Oz. Wykonał klepsydry zawierające piasek węglowy, żużel górniczy, piasek z Wielkiego Muru Chińskiego i piasek z żywicy polietylenowej. Sieci handlowe w telewizji sprzedają obecnie klepsydry o futurystycznym wyglądzie, zgodnie z zainteresowaniem nowym tysiącleciem.

Proces produkcyjny

1. Po wybraniu projektu i materiałów korpus klepsydry jest dmuchany na tokarce do szkła do rozmiaru odpowiedniego dla rozmiaru (przedziału czasu) klepsydry.
2. Wykonywana jest rama; w zależności od projektu może to być pojedynczy element lub wiele elementów, w tym dno, góra i trzy lub cztery słupki. Ta produkcja zależy od materiału. Jeśli rama jest wykonana z żywicy, formy mogą być skonstruowane, żywica jest wlewana i pozwalana na utwardzenie, kawałki są szlifowane lub w inny sposób wygładzane i polerowane, a następnie dopasowywane razem. Kawałki ramy mogą być dopasowane tak, aby się zazębiały; lub mogą być klejone, łączone lub spawane, ponownie w zależności od zastosowanych materiałów.
3. Jednym z najczęstszych błędnych przekonań na temat klepsydr jest to, że istnieje wzór na ilość piasku zawartego w szkle. Ilość piasku w danym wzorze lub kształcie klepsydry nie jest oparta na nauce lub formule pomiarowej. Rodzaje ziaren, krzywizny szkła oraz kształt i wielkość otworu narzucają zbyt wiele zmiennych na szybkość przepływu piasku przez szkło, więc ilość piasku nie może być obliczona matematycznie. Przed uszczelnieniem górnej części ramy dodaje się piasek i pozwala się mu przepływać przez szybę przez określony czas. Po upływie tego czasu, piasek pozostały w górnej części szkła jest wysypywany i szkło jest uszczelniane.

Kontrola jakości

Kontrola jakości jest nieodłącznym elementem produkcji klepsydr, ponieważ projektant lub producent wykonuje wszystkie aspekty pracy. Klient jest również zaangażowany w konceptualizację projektu i wybór materiałów i kolorów. W efekcie końcowym klienci otrzymują ręcznie wykonane produkty, które odpowiadają ich wymaganiom i wywołują historyczne i artystyczne skojarzenia; klepsydry są raczej estetycznymi ozdobami niż dokładnymi czasomierzami.

Produkty uboczne/odpady

Niewielkie ilości odpadów powstają przy konstruowaniu klepsydr, w zależności od rodzaju użytych materiałów. Drewno, które jest rzeźbione, aby wykonać ramę klepsydry będzie tworzyć pewne odpady, na przykład. Szkło, które jest zbyt cienkie lub wadliwe może być stopione i ponownie wydmuchane. Nadmiar piasku może być zachowany do wykorzystania w przyszłości.

Przyszłość

Wydawać by się mogło, że klepsydra nie ma przyszłości. W rzeczywistości, piękny kształt samego szkła i jego wykonana na zamówienie rama oraz kolorowy piasek mogą być dobrane do wystroju, atmosfery lub okazji. Podczas gdy przyszła produkcja może być ograniczona, klepsydra jako obiekt ze starożytnymi skojarzeniami, jak również wbudowaną elegancją, zawsze będzie się podobać kolekcjonerom i tym, którzy doceniają tajemnice sztuki i czasu.

.