ประวัติของ นาฬิกา

นาฬิกา : เครื่องบอกเวลา

         มนุษย์ไม่สามารถอยู่อย่างโดดเดี่ยวได้  แต่ต้องอยู่ร่วมกันและประกอบกิจกรรมของสังคม กิจกรรมนั้นอาจเป็นด้านการเกษตร วัฒนธรรม การปกครองหรือพิธีกรรมทางศาสนา ซึ่งเกี่ยวข้องกับกำหนดเวลาฤกษ์ยาม  การนัดหมาย และ เงื่อนไขเกี่ยวกับเวลาในการทำสัญญาระหว่างกันเป็นต้น สังคมยิ่งเจริญซับซ้อนขึ้นเท่าใด  การบริหารเวลาก็สำคัญขึ้นเท่านั้น แต่การใช้เวลาอย่างมีประสิทธิภาพนั้นจำเป็นต้องมีเครื่องบอกเวลา นั่นคือ นาฬิกาและพัฒนาการของนาฬิกาก็เป็นเรื่องที่น่าสนใจไม่น้อย

เสาหิน โอเบลิสค์ (Obelisk) ทำหน้าที่คล้ายนาฬิกาแดด

           ในสมัยโบราณดูเหมือนพวกสุเมเรียนจะเป็นผู้รู้จักการประดิษฐ์นาฬิกาก่อนใคร แต่เราเรียนรู้เกี่ยวกับเรื่องนี้น้อยมาก อย่างไรก็ตาม ชาวอียิปต์ในโบราณซึ่งรับช่วงอารยธรรมโบราณจากชาวสุเมเรียน  เป็นกลุ่มชนต่อมาที่รู้จักแบ่งช่วงวันออกเป็นช่วงเวลาที่คล้ายๆ ชั่วโมงอย่างเป็นทางการเมื่อราว ๓๕๐๐  ปีก่อนคริสต์ ชาวอียิปต์ได้สร้างสิ่งที่เรียกว่า โอเบลิสก์ (Obelisk)  หรือเสาหินรูปสูงชะลูดขึ้นไปมีสี่ด้าน เงาแสงอาทิตย์ที่ทาบลงมาและเคลื่อนที่ไปทำหน้าที่คล้ายเป็นนาฬิกาแดด ซึ่งทำให้ชาวประชาสามารถแบ่งวันออกเป็นสองครึ่งโดยถือเอาเที่ยงวันออกเป็นเกณฑ์ นอกจากนี้โอเบลิสก์ยังบอกได้ว่า วันใดเป็นวันที่กลางวันนั้นสิ้นสุดและ วันใดเป็นวันที่กลางวันยาวที่สุดในรอบปีโดยสังเกตจากเงาแดดตอนเที่ยงวันที่ยาวที่สุดของปีในสมัยต่อมา ได้มีการทำเครื่องหมายรอบฐานวงกลมของเสาโอเบลิส แบ่งช่วงเวลาให้ละเอียดลงไปอีก

นาฬิกาแดด ที่สามารถ
เคลื่อนที่ได้

          ในราว ๕๑๐๐ ปีก่อนคริสตกาล ชาวอียิปต์ก็สามารถผลิตนาฬิกาแดด ซึ่งเคลื่อนย้ายได้ สำหรับช่วงเวลากลางวัน ได้แบ่งออกเป็น ๑๐  ชั่วโมงปกติกับชั่วโมงพิเศษตอนเช้าและตอนเย็น  ครั้นมาถึงราว ๖๐๐ ปีก่อนคริสตกาล ชาวอียิปต์ก็สามารถผลิตเครื่องมือดาราศาสตร์ที่เก่าที่สุดขึ้นมาได้สำเร็จ  เครื่องมือนี้เรียกว่า  เมิร์กเฮ็ต (Merkhet)  และใช้แบ่งช่วงเวลากลางคืนโดยดูว่าดวงดาวบางดวงโคจรผ่านเมริเดียน (Meridian) หรือจุดสูงสุดเมื่อใดสำหรับนาฬิกาแดดลดรูปลงไปเป็นครึ่งทรงกลม (hemicycle) ซึ่งมีแขนนาฬิกาละช่องบอกเวลารวมทั้งฤดูกาลด้วย เมื่อ ๓๐ ปีก่อนคริสตกาล วิตรูวิอัส (vitruvius) ชาวโรมันได้บรรยายถึงนาฬิกาแดดแบบต่างๆถึง ๑๓ แบบ ซึ่งมีใช้ในกรีซ เอเชียกลาง และอิตาลี

                   

ภาพจำลอง นาฬิกาน้ำ

             นอกจากนาฬิกาแดดแล้ว นาฬิการุ่นแรกๆของโลกยังมีที่เป็นนาฬิกาน้ำด้วยนาฬิกาน้ำที่เก่าที่สุดพบในหลุมฝังศพฟาโรห์อามูนโฮเตปที่ ๑ (Amenhotep I) และมีอายุราว ๑๕๐๐ ปีก่อน ชาวกรีกเริ่มใช้นาฬิกาน้ำแบบนี้ ซึ่งเรียกว่า เคลปสิดรัส (Clepsidras) ในราว ๓๒๕เป็นภาชนะทำด้วยหินมีด้านที่ทำให้น้ำไหลออกอย่างสม่ำเสมอผ่านรูเล็กๆตรงก้น ข้างในของภาชนะนี้มีเครื่องหมายที่สลักไว้เพื่อเป็นเครื่องบ่งชี้ว่า เวลาผ่านไปกี่ชั่วโมงนาฬิกาแบบอื่นๆอีก เช่น เป็นขันโลหะซึ่งเจาะรูไว้ เมื่อจะใช้บอกเวลาที่ผ่านไปก็เอาไปวางบนภาชนะที่ใส่น้ำไว้ เมื่อน้ำเข้าในขันจนเต็มและล้นเป็นเวลาผ่านไปนานเท่าใด  นาฬิกาน้ำมีความแม่นยำมากขึ้นในสมัยต่อๆมา และมีความวิจิตรในการออกแบบมากขึ้น เช่น ทำให้ตีบอกเวลาได้ด้วยเสียงฆ้องหรือระฆัง

หอคอยแห่งวายุ” หรือ Tower of the Winds

                   นักดาราศาสตร์ชาวกรีกผู้หนึ่งชื่อ แอนโดนิกอส (Andronikos) ได้ควบคุมการสร้าง “หอคอยแห่งวายุ” หรือ Tower of the Winds ขึ้นในกรุงเอเธนส์ เมื่อก่อนคริสตกาลเล็กน้อย หอคอยนี้อยู่ในที่ชุมชน และ แสดงเวลาจากนาฬิกาแดดนอกจากบอกชั่วโมงที่ผ่านไปแล้ว ยังบอกฤดูกาล และวันกับปีทางดาราศาสตร์ด้วย

ภาพจำลองนาฬิกาดาราศาสตร์ขับเคลื่อนด้วยน้ำ
ของซูซ่ง นักประดิษฐ์ชาวจีน
สมัยราชวงศ์ซ่ง

          การสร้างนาฬิกาบอกเวลาในโลกตะวันออกนั้นรุ่งเรืองในจีนระหว่าง ค.ศ. ๒๐๐ ถึง๑๓๐๐ นาฬิกาของจีนเป็นนาฬิกากลไกเพื่อแสดงถึงปรากฏการณ์ทางดาดราศาสตร์ ซูซ่งและเพื่อนร่วมงานของเขาได้สร้างหอนาฬิกาที่มีกลไกและใช้ฟันเฟืองอันซับซ้อนขึ้นใน ค.ศ.๑๐๘๘ กลไกของนาฬิกานี้ขับเคลื่อนของน้ำถือว่าเป็นนาฬิกาที่ซับซ้อนที่สุดของสมัยนั้นและทำหน้าที่หลายอย่าง ตั้งแต่มีเครื่องมือสำรวจดวงดาวแผนที่ดวงดาวและจักรวาลที่หมุนได้โดยอัตโนมัติ และ บอกชั่วโมงและช่วงเวลาพิเศษของวันได้

        นาฬิกาในยุโรปมักทำไว้ประดับหอคอยและสร้างไว้ในเมืองสำคัญของอิตาลีในช่วงต้นและคริสต์ศตวรรษที่ ๑๔ แต่พลังขับเคลื่อนกลไกและฟันเฟืองกอร์ปกับแรงเสียดสีที่เกิดขึ้นทำให้เวลาคลาดเคลื่อนไปมาก ครั้นมาถึงคริสต์ศตวรรษที่ ๑๖ นักประดิษฐ์ชาวเยอรมันผู้หนึ่งชื่อว่า ปีเตอร์ เฮนไลน์ (Peter Henlein) แห่งเมืองนูเรมเบิร์ก ก็สามารถประดิษฐ์นาฬิกาประเทใหม่ที่ใช้สปริงเป็นตัวขับเคลื่อนกลไกและฟันเฟืองขึ้นสำเร็จ ทำให้ขนาดของนาฬิกาลดลงได้จนกลายเป็นนาฬิกาพกพาและนาฬิกาข้อมือ การสร้างนาฬิกาที่ใช้สปริงนี้ถือว่าเป็นการวางรากฐานของการสร้างนาฬิกาที่มีความแม่นยำสูงในระยะต่อมา นักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ชื่อว่า คริสเตียน ฮุยเกนส์ (Chirtiaan Huygens)   ได้ประดิษฐ์นาฬิกาซึ่งใช้ระบบลูกตุ้มขึ้นเป็นครั้งแรกใน ค.ศ. ๑๖๕๖  หรือ  พ.ศ.๒๑๙๙  ในชั้นต้น เขาสามารถทำให้นาฬิกาเที่ยงตรงขนาดคลาดเคลื่อนเล็กน้อยเพียง ๑๐ วินาทีต่อวันเท่านั้น  ท้ายที่สุดใน ค.ศ. ๑๖๗๕ หรือ พ.ศ.๒๒๑๘ ฮุยเกนส์ ได้พัฒนานาฬิกาของเขาไปอีกระดับหนึ่งคือ การใช้กลไกผสมระหว่างเฟืองวงล้อกลมกับสปริงซึ่งเป็นพื้นฐานของนาฬิกาข้อมือในปัจจุบัน

     ภายหลังการปฏิวัติอุตสาหกรรมและการปฏิวัติภูมิปัญญาในโลกตะวันตกการกำหนดมาตรฐานเวลากลายเป็นเรื่องจำเป็นขึ้นมา  เพราะประเทศต่างๆ หรือ ในประเทศอังกฤษเองก็พึ่งเริ่มใช้มาตรฐานเวลาแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ( Greenwich standard time)  เมื่อคริสต์ทศวรรษ ๑๘๔๐ นี้เอง ผู้กำหนดเวลามาตรฐานนี้ก็คือ The Royal Greenwich Observatory   ที่กรุงลอนดอน เนื่องจากมีบทบาทสำคัญในการจัดการสัญจรทางทะเลโดยอาศัยความถูกต้องแม่นยำของเวลา

      เวลามาตรฐานกลางกรีนิช (Greenwich Mean Time)  หรือที่เรียกกันว่า  GMT  ได้กลายเป็นเวลาทางราชการของโลกจนถึง ค.ศ. ๑๙๗๒  สาเหตุคือ ตั้งแต่ ค.ศ. ๑๙๖๗ หรือ พ.ศ.๒๕๑๐  เป็นต้นมา นักวิทยาศาสตร์หาพอใจกับเวลามาตรฐานกรีนิชที่คำนวณบนพื้นฐานของการหมุนรอบตัวเองของโลกอย่างคร่าวๆ ไม่ เนื่องจากการหมุนรอบตัวเองของโลกมิได้มีอัตราคงที่หากเปลี่ยนแปลงไปวันละประมาณเศษหนึ่งส่วนพันของวินาทีต่อวัน ดังนั้น จึงได้มีการกำหนดมาตรฐานเวลากลางใหม่ที่เรียกว่า  Coordinated Universal Time  (UTC)  ในวันที่ ๑ มกราคม ค.ศ. ๑๙๗๒  ความเปลี่ยนแปลงนี้มากเครื่องมือวัดเวลาที่ถูกต้องแม่นยำสูงเกือบไม่คลาดเคลื่อน และ ได้เรียกเวลาที่เป็นมาตรฐานนี้ว่า เวลาอะตอมิก  (atomic time)

     สำหรับการแบ่งเขตเวลาของโลกนั้น มีที่มาจากข้อตกลงเกี่ยวกับการกำหนดเส้นแบ่งเวลาในการประชุม International Meridian Conference   ที่ กรุงวอชิงตันดีซี เมื่อวันที่ ๑  พฤศจิกายน  ค.ศ. ๒๔๒๗ ตามข้อตกลงนั้นให้ถือว่าตำบลกรีนิช ลอนดอน เป็นเส้นองศาที่ ๐  ถัดจากนั้นออกไปทางตะวันตก และ ตะวันออกทุก ๑๕ องศา ให้ถือป็นเขตเวลาหนึ่ง ทั้งโลกจึงมี ๒๔ เขตเวลา (Time zone)