Context
Înainte de inventarea ceasurilor mecanice, ceasurile foloseau mișcarea soarelui sau dispozitive simple de măsurare pentru a urmări timpul. Cadranul solar poate fi cel mai cunoscut păstrător antic al timpului și este încă fabricat ca un accesoriu popular de grădină – dar pentru interesul său vizual, nu pentru măsurarea practică a timpului. Este posibil ca Stonehenge, monumentul gigantic construit din pietre verticale pe câmpia Salisbury din Wiltshire, Anglia, să fi fost folosit ca un cadran solar și pentru alte scopuri legate de timp și calendar. Cadranele solare au dezavantaje evidente; nu pot fi folosite în interior, pe timp de noapte sau în zilele înnorate.
Alte dispozitive simple de măsurare au fost folosite pentru a marca durata timpului. Patru tipuri de bază puteau fi folosite în interior și indiferent de vreme sau de ora din zi. Ceasul cu lumânare este o lumânare cu linii trasate în jurul ei pentru a marca unități de timp, de obicei ore. Observând cât din lungimea unei lumânări ardea într-o oră, o lumânare făcută din același material era marcată cu linii care arătau intervale de o oră. O lumânare de opt ore arăta că au trecut patru ore atunci când aceasta se ardea dincolo de patru semne. Lumânarea cu ceas avea dezavantajele că orice modificare a fitilului sau a cerii modifica proprietățile de ardere și era foarte expusă la curenți de aer. Chinezii foloseau, de asemenea, un fel de ceas cu lumânare cu fire folosite pentru a marca intervalele de timp. Pe măsură ce lumânarea ardea, firele cu bile de metal la capetele lor cădeau, astfel încât cei din încăpere puteau auzi trecerea orelor în timp ce bilele se loveau de tava care ținea lumânarea.
Ceasul cu lampă cu ulei care a fost folosit până în secolul al XVIII-lea a fost o variație și o îmbunătățire a ceasului cu lumânare. Ceasul cu lampă cu ulei avea diviziunile marcate pe un suport metalic care înconjura rezervorul de sticlă care conținea uleiul. Pe măsură ce nivelul uleiului scădea în rezervor, trecerea timpului era citită pe baza marcajelor de pe suport. La fel ca și ceasul cu lumânare, ceasul cu lampă cu ulei furniza, de asemenea, lumină, dar era mai puțin predispus la inexactități ale materialelor sau la cele cauzate de camerele cu curent de aer.
Ceasurile cu apă erau, de asemenea, folosite pentru a marca trecerea timpului, lăsând apa să se scurgă dintr-un recipient în altul. Semnele mișcării soarelui erau făcute pe primul recipient și, pe măsură ce apa se scurgea din el și ajungea într-un alt bazin, scăderea nivelului apei arăta trecerea orelor. Cel de-al doilea recipient nu era întotdeauna folosit pentru a colecta și recicla apa; unele ceasuri de apă lăsau pur și simplu apa să se scurgă pe sol. Când ceasul cu apă de opt ore era gol, însemna că trecuseră opt ore. Ceasul cu apă este cunoscut și sub numele de clepsidră.
Istorie
Este posibil ca clepsidrele (numite și ochelari de nisip și ceasuri de nisip) să fi fost folosite de vechii greci și de romani, dar istoria nu poate documenta decât faptul că ambele culturi dispuneau de tehnologia de fabricare a sticlei. Primele afirmații despre clepsidre de nisip sunt atribuite grecilor în secolul al III-lea î.Hr. De asemenea, istoria sugerează că ceasurile de nisip erau folosite în Senatul Romei antice pentru a cronometra discursurile, iar clepsidrele deveneau din ce în ce mai mici, posibil ca o indicație a calității discursurilor politice.
Clepsidra a apărut pentru prima dată în Europa în secolul al VIII-lea și este posibil să fi fost realizată de Luitprand, un călugăr de la catedrala din Chartres, Franța. La începutul secolului al XIV-lea, clepsidra cu nisip era folosită în mod obișnuit în Italia. Se pare că a fost utilizat pe scară largă în întreaga Europă de Vest din acel moment până în anul 1500. Clepsidra sau ceasul cu nisip urmează exact același principiu ca și clepsidra. Două globuri (numite și fiole sau ampule) de sticlă sunt conectate printr-un gât îngust, astfel încât nisipul (cu granulație relativ uniformă) să curgă din globul superior în cel inferior. Clepsidrele au fost realizate în diferite dimensiuni pe baza unor măsurători pretestate ale fluxului de nisip în globuri de diferite dimensiuni. O carcasă sau un cadru care închidea globurile putea fi montat pe cele două globuri pentru a forma un vârf și un fund pentru clepsidră și era folosit pentru a inversa clepsidra și a porni din nou fluxul de nisip. Unele clepsidre sau seturi de clepsidre erau montate pe un suport pivotant, astfel încât puteau fi rotite cu ușurință.
Cele mai vechi scrieri care fac referire la clepsidre de nisip sunt din 1345, când Thomas de Stetsham, un funcționar pe o navă numită La George în serviciul regelui Edward al III-lea (1312-1377) al Angliei, a comandat 16 clepsidre. În 1380, în urma morții regelui Carol al V-lea (1337-1380) al Franței, un inventar al posesiunilor sale includea un „ceas mare de mare … într-o cutie mare de lemn legată cu alamă”.
John Harrison și fratele său James au fost inițiați în repararea ceasurilor de către tatăl lor, Henry. La acea vreme, orologeria, sau horologia, trecea printr-o revoluție de dezvoltare. Ceasurile mecanice existau încă din secolul al XIV-lea, dar rămăseseră destul de primitive în funcționarea lor până când Christiaan Huygens a inventat ceasul cu greutate și pendul în 1656. Una dintre limitări era faptul că acestea depindeau în totalitate de gravitația pământului pentru funcționarea lor. Acest lucru însemna că nu puteau ține ora exactă pe mare și nu puteau fi adaptate pentru a fi portabile. Chiar și mutarea lor într-o cameră ar fi necesitat ajustări.
Frații Harrison au început să lucreze la dezvoltarea unui cronometru marin în 1728. Factorul motivator a fost reprezentat de bani. În 1714, Amiralitatea engleză a stabilit un premiu de 20.000 de lire sterline pentru oricine ar putea oferi marinarilor un ceas fiabil care, atunci când este folosit cu observații cerești, i-ar putea ține la curent cu longitudinea lor pe mare. Marinarii au fost nevoiți să se bazeze în mare măsură pe calculele de estimare pentru a-și găsi drumul, ceea ce a dus adesea la rezultate tragice.
Strategia lui Harrison a fost de a proiecta un instrument care să fie nu numai precis din punct de vedere intern, ci și stabil din punct de vedere extern. Familia Harrison a realizat mai multe modele de cronometre marine. Cel de-al patrulea model s-a dovedit a fi cel mai de succes. Într-o călătorie de nouă săptămâni din Anglia până în Jamaica, în 1761, dispozitivul a avut o eroare de numai cinci secunde.
The Board of Longitude, aparent supărat că un meșter de rând atinsese obiectivul râvnit, a renunțat cu reticență doar la jumătate din premiu. John, mai puțin fratele său, a refuzat să accepte doar jumătate din recompensă și a insistat până când s-a renunțat la cealaltă jumătate.
Consiliul i-a supus invenția la o examinare nejustificată și i-a cerut să proiecteze un al cincilea model. De data aceasta, Harrison s-a întrecut pe sine, proiectând un ceas compact care semăna cu un ceas de buzunar din zilele noastre. Era mult mai comod decât modelele anterioare, care erau grele și voluminoase. Consiliul a refuzat totuși să capituleze. În cele din urmă, doar un apel personal către regele George al III-lea și intervenția regelui au putut îndrepta lucrurile, iar Harrison a primit recompensa integrală în 1773, la vârsta de șaptezeci și nouă de ani. Harrison a mai trăit doar trei ani.
Aceste două asocieri timpurii ale ceasurilor de nisip cu marea arată cum navigația devenise o știință dependentă de timp. Busolele și hărțile, dezvoltate în secolele al XI-lea și al XII-lea, îi ajutau pe navigatori să determine orientarea și direcția, dar măsurarea timpului era esențială pentru estimarea distanței parcurse. Este posibil ca paharul de nisip să fi fost inventat – sau perfecționat – pentru a fi folosit pe mare, unde se măsurau unități egale de timp pentru a estima distanța; în schimb, pe uscat, măsurătorile inegale de timp erau mai importante, deoarece activitățile depindeau de durata zilei.
Marile progrese în știința maritimă au avut loc în secolul al XII-lea, odată cu dezvoltarea busolei magnetice în Amalfi, Italia. Alte orașe portuare italiene, cum ar fi Genova și Veneția, au contribuit la progresele astronomice în navigație și, prin coincidență, Veneția a fost cel mai mare centru de suflare a sticlei din lume. În plus, praful fin de marmură din carierele de la Carrara era perfect pentru a fi folosit ca nisip în ceasurile de nisip pentru navigație. Pe lângă măsurarea timpului ca distanță pe mare, clepsidrele au fost folosite de către marinele militare ale mai multor națiuni pentru a „ține ceasul” sau pentru a măsura timpul de lucru al echipajului. Băiatul de pe navă era însărcinat cu întoarcerea clepsidrei; pentru a pleca mai devreme de la muncă, el „înghițea nisipul” sau întorcea paharul înainte ca acesta să fie gol.
Cele mai extraordinare clepsidre au fost făcute ca daruri pentru regalitate. Carol cel Mare (742-814) al Franței a posedat o clepsidră de 12 ore. În secolul al XVI-lea, artistul Holbein (1497-1543) a realizat clepsidre spectaculoase pentru Henric al VIII-lea (1491-1547) al Angliei. Alte clepsidre de nisip conțineau mai multe instrumente. De exemplu, o sticlă de nisip fabricată în Italia în secolul al XVII-lea conținea patru pahare. Unul avea un sfert de oră de nisip; al doilea, o jumătate de oră de nisip; al treilea, trei sferturi de oră de nisip; iar al patrulea conținea măsura completă a unei ore de nisip. Unele pahare aveau, de asemenea, cadrane cu indicatoare, astfel încât, la fiecare rotire a paharului, numărul de rotații putea fi indicat cu ajutorul indicatorului pentru a marca trecerea cumulativă a timpului.
Globurile de sus și de jos ale fiecărui pahar erau suflate separat, cu deschideri sau gâturi deschise. Pentru a le uni, astfel încât nisipul să poată curge din globul superior în cel inferior, cele două jumătăți ale paharului erau legate împreună cu un cordon care era apoi acoperit cu ceară. Flaconul de sticlă cu două conuri nu a putut fi suflat ca o singură bucată până în jurul anului 1800.
În jurul anului 1500, primele ceasuri au început să apară odată cu inventarea arcului spiralat sau a resortului principal. Unele ceasuri acționate cu greutăți fuseseră realizate înainte de 1500, dar dimensiunile lor le limitau caracterul practic. Pe măsură ce resortul principal a fost îmbunătățit, au fost fabricate ceasuri mai mici, de masă, și au fost realizate primele ceasuri. Ceasurile acționate de resortul principal au făcut curiozități din clepsidre și pahare de nisip, dar, în mod interesant, cele mai frumoase clepsidre au fost fabricate după 1500 ca piese decorative. Acestea sunt clepsidrele care sunt expuse în muzee.
Până în anii 1400, multe case particulare aveau ceasuri de nisip pentru uz casnic și pentru bucătărie. Ochelarii de predică erau folosiți în biserici pentru a urmări durata predicii preotului. Clepsidrele erau, de asemenea, folosite în mod obișnuit în sălile de curs ale Universității Oxford, în magazinele meșteșugarilor (pentru a regla orele de lucru) și în Camera Comunelor din Anglia, unde clopotele care semnalizau votul și durata discursurilor erau cronometrate pe baza ceasurilor cu nisip. În perioada de apogeu a ceasurilor de nisip, medicii, speologii și alți practicieni din domeniul medical purtau la ei ochelari de nisip miniaturali sau de buzunar cu durate de o jumătate sau un minut, pe care îi foloseau pentru a cronometra pulsurile; practica de a purta aceste ceasuri a continuat până în secolul al XIX-lea. Astăzi, versiunile în miniatură care conțin nisip de trei minute sunt vândute ca cronometre pentru ouă și ca suveniruri de călătorie. Ceasuri de nisip mai mari sunt fabricate și astăzi din materiale ornamentale și în stiluri interesante pentru a fi folosite ca decor. Toate aceste dispozitive de măsurare (lumânări de ceas, ceasuri cu apă și ceasuri cu nisip) au dezavantajul că trebuie să fie supravegheate cu atenție.
Materii prime
Sticla pentru clepsidre este același material ca și cel folosit pentru alte tipuri de sticlă suflată. Este fabricat în tuburi de diferite lungimi de către furnizori specializați pentru ardere și modelare la mașină sau prin suflare cu gura. Eboșele de becuri preformate pot fi, de asemenea, transformate în clepsidre prin îmbinarea lor la baza becurilor. În mod similar, borcanele pot fi agățate împreună la gât pentru a face clepsidre; acestea pot avea un aspect de la rustic la modern, în funcție de „caracterul” borcanelor.
Ramele sau carcasele pentru clepsidre sunt deschise la capriciile designerului. Materiile prime constau cel mai adesea din bucăți de lemn fin care pot fi lucrate sau sculptate pentru a se potrivi unui anumit stil, decor, design sau temă. Bambusul, rășina și diverse metale precum alama, bronzul și staniolul sunt, de asemenea, materiale frumoase pentru rame. Clepsidrele specializate sunt fabricate în număr atât de mic încât materiile prime sunt achiziționate din surse externe pentru cantități limitate
problemă. Uneori, clienții furnizează propriile materiale producătorilor de clepsidre. Clepsidrele cu ceas de ou sunt, de asemenea, înrămate în lemn sau plastic. Pentru aceste mici exemplare, producătorii achiziționează așchii de plastic de la furnizori și produc rame în fabricile lor prin turnare prin injecție sau extrudare.
Nisipul este cea mai complexă dintre componentele clepsidrelor. Nu toate tipurile de nisip pot fi folosite, deoarece granulele pot fi prea unghiulare și pot să nu curgă corect prin gâtul clepsidrei. Nisipul de cuarț alb, nisipul care se găsește pe plajele de un alb strălucitor, este atractiv, dar nu este cel mai bun pentru fabricarea clepsidrelor, deoarece este prea unghiular și nu curge ușor. Praful de marmură, alt praf de rocă și făină de rocă – praf provenit din tăierea sticlei – și granulele de nisip rotunde, precum cele din nisipul de râu, sunt cele mai bune pentru ceasurile de nisip. În timpul Evului Mediu, cărțile pentru gospodine includeau rețete nu numai pentru gătit, ci și pentru a face clei, cerneală, săpun și, de asemenea, nisip pentru clepsidre. Poate că cel mai bun nisip nu este deloc nisip; ballotini, mărgele de sticlă mici sau alice (ca niște bile în miniatură cu un diametru de aproximativ 40-160 microni) sunt folosite în clepsidre, deoarece marginile lor rotunde curg ușor prin sticlă. În plus, ballotini pot fi fabricate în culori diferite, astfel încât nisipul din clepsidră poate fi ales pentru a se potrivi cu decorul camerei sau cu alte preferințe de culoare.
Design
Designul și conceptualizarea sunt, de obicei, cea mai complicată parte a fabricării clepsidrei. Creatorul de clepsidre trebuie să fie meșter, artist și expert în relații publice în consilierea clienților cu privire la aspectele practice ale designului și construcției clepsidrelor. Întreprinderile comandă clepsidre ca și cadouri legate de anul 2000, dar doresc, de asemenea, să reflecte caracterul afacerii lor sau să încorporeze materiale asociate cu produsele lor. După ce designul este finalizat, construcția propriu-zisă a clepsidrei este relativ simplă.
Modelele de ceasuri de nisip pot, de asemenea, să varieze considerabil în dimensiune. Cele mai mici clepsidre cunoscute sunt de mărimea unui buton de manșetă, iar cele mai mari au o înălțime de până la 1 m (3 ft). Clepsidrele pot avea diverse forme, de la rotunde la alungite și pot fi gravate. Mai multe (mai mult de două) mănuși de sticlă pot fi legate între ele, iar mai multe clepsidre pot fi montate în același cadru și pot fi rotite pe un turnichet.
Potrivit unui meșter, designul clepsidrei nu are limite. El își dezvoltă propriile modele, realizează clepsidre pe baza modelelor sau a cererilor furnizate de clienții săi sau creează modele pentru a satisface un anumit interes de piață. El a sculptat perechi de mâini proprii ca rame pentru a ține ochelarii, a folosit materiale neobișnuite, cum ar fi bambusul sau marmura, pentru a confecționa ramele și a apelat la alte clepsidre, cum ar fi clepsidra cu ramă de gărgăriță din versiunea cinematografică a Vrăjitorului din Oz, pentru a se inspira. El a realizat clepsidre care conțin nisip de cărbune, zgură minieră, nisip din Marele Zid Chinezesc și nisip din rășină de polietilenă. Rețelele de cumpărături de la televizor vând în prezent clepsidre cu un design futurist, în concordanță cu interesul pentru noul mileniu.
Procesul de fabricare
- După selectarea designului și a materialelor, corpul clepsidrei este suflat pe un strung de sticlă la o dimensiune potrivită pentru mărimea (intervalul de timp) clepsidrei.
- Se confecționează cadrul; în funcție de designul său, acesta poate fi o singură piesă sau mai multe piese care includ un fund, un vârf și trei sau patru stâlpi. Această fabricare depinde de material. Dacă rama este făcută din rășină, pot fi construite matrițe, rășina este turnată și lăsată să se întărească, piesele sunt șlefuite sau altfel netezite și lustruite și sunt montate împreună. Piesele cadrului pot fi montate pentru a se întrepătrunde; sau pot fi lipite, lipite sau sudate, din nou în funcție de materialele implicate.
- Una dintre cele mai frecvente concepții greșite despre clepsidre este aceea că există o formulă pentru cantitatea de nisip conținută în sticlă. Cantitatea de nisip dintr-un anumit design sau formă de clepsidră nu se bazează pe știință sau pe o formulă de măsurare. Tipurile de granule, curbele sticlei, precum și forma și dimensiunea deschiderii impun prea multe variabile asupra vitezei de curgere a nisipului prin sticlă, astfel încât cantitatea de nisip nu poate fi calculată matematic. Înainte ca partea superioară a ramei să fie sigilată, se adaugă nisip și se lasă să curgă prin sticlă pentru intervalul de timp prescris. La sfârșitul acestei perioade de timp, nisipul rămas în partea superioară a sticlei este turnat și sticla este sigilată.
Controlul calității
Controlul calității este inerent în fabricarea clepsidrelor, deoarece proiectantul sau producătorul realizează toate aspectele lucrării. Clientul este, de asemenea, implicat în conceptualizarea designului și în alegerea materialelor și culorilor. Rezultatul final este că clienții primesc produse realizate manual care se potrivesc cerințelor lor și evocă asociații istorice și artistice; clepsidrele sunt mai degrabă ornamente plăcute din punct de vedere estetic, decât ceasuri precise.
Produse secundare/deșeuri
Cantități minore de deșeuri rezultă din construcția de clepsidre, în funcție de tipurile de materiale utilizate. Lemnul care este cioplit pentru a face rama clepsidrei va crea unele deșeuri, de exemplu. Sticla care este prea subțire sau cu defecte poate fi topită și suflată din nou. Cantitățile excedentare de nisip pot fi păstrate pentru utilizare ulterioară.
Viitorul
Se pare că clepsidra nu ar avea niciun viitor. De fapt, forma frumoasă a sticlei în sine și rama sa personalizată și nisipul colorat pot fi selectate pentru a se potrivi decorului, atmosferei sau ocaziei. Deși producția viitoare ar putea fi limitată, clepsidra, ca obiect cu asociații antice, precum și cu eleganță încorporată, va atrage întotdeauna colecționarii și pe cei care apreciază misterele artei și ale timpului.
Where to Learn More
Books
Branley, Franklyn M. Keeping Time: De la începuturi și până în secolul al XXI-lea. Boston: Houghton Mifflin Company, 1993.
Cowan, Harrison J. Time and Its Measurement: Din epoca de piatră până în epoca nucleară. New York: The World Publishing Company, 1958.
Guye, Samuel și Henri Michel. Timpul & Spațiul: Instrumente de măsură din secolul al XV-lea până în secolul al XIX-lea. New York: Praeger Publishers, 1970.
Smith, Alan. Ceasuri și ceasuri: American, European and Japanese Timepieces. New York: Crescent Books, 1975.
Publicații periodice
Morris, Scot. „The floating hourglass” (Clepsidra plutitoare). Omni (septembrie 1992): 86.
Peterson, Ivars. „Trickling sand: cum ticăie o clepsidră”. Science News (11 septembrie 1993): 167.
Altele
The Hourglass Connection. http://www.hourglass.com/ (29 iunie 1999).
– Gillian S. Holmes
.