Per migliaia di anni l'uomo ha utilizzato diversi strumenti per tenere traccia dello scorrere del tempo. L'attuale sistema sessagesimale per la misurazione del tempo viene datato fino al XXI secolo a.C., ad opera dei Sumeri, popolazione che ha abitato la Mesopotamia.
Gli egizi dividevano il giorno in due parti da 12 ore ciascuna, utilizzando grossi obelischi per tracciare il movimento del Sole. A loro si deve inoltre lo sviluppo delle clessidre ad acqua, utilizzate probabilmente per la prima volta nel Grande tempio di Amon diffusesi poi anche al di fuori dell'Egitto; esse vennero utilizzate molto anche dagli antichi greci, i quali le chiamavano clepsydrae. Si ritiene che anche la dinastia Zhou abbia utilizzato degli orologi ad acqua simili, introdotti in Mesopotamia fin dal XXI secolo a.C., intorno allo stesso periodo.
Altri antichi strumenti di misura del tempo sono stati utilizzati nel corso della storia: la candela oraria, utilizzata nella Cina antica, nel Giappone antico, in Inghilterra e in Mesopotamia; la clessidra, dal funzionamento simile agli orologi ad acqua; la meridiana, che sfrutta l'ombra proiettata dal Sole su una superficie per stimare l'ora esatta in giorni soleggiati (questo la rende inutile di notte o in presenza di nuvole, e necessitava di essere ricalibrata al cambiare delle stagioni per allineare lo gnomone con l'asse terrestre).
Il primo orologio conosciuto a scappamento alimentato ad acqua, che trasferiva energia rotazionale a un meccanismo di movimento intermittente,[1] risale al III secolo a.C. nell'antica Grecia.[2] Gli ingegneri cinesi, nel X secolo, svilupparono degli orologi con meccanismi di scappamento a mercurio,[3] seguiti dagli ingegneri iraniani che, nell'XI secolo, svilupparono degli orologi ad acqua movimentati da pesi ed ingranaggi.[4]
I primi orologi meccanici, che sfruttavano un sistema a scappamento a verga con bilanciere, vennero inventati in Europa agli inizi del XIV secolo, e costituirono lo standard nella misurazione del tempo fino all'invenzione dell'orologio a pendolo nel 1656. L'invenzione della molla di richiamo all'inizio del XV secolo permise lo sviluppo di orologi portatili, portando all'arrivo dei primi orologi da tasca nel XVII secolo, i quali però non furono molto precisi fino all'implementazione della molla a spirale nel bilanciere a metà del XVII secolo.
L'orologio a pendolo rimase lo strumento di misura più preciso fino agli anni 1930, quando vennero inventati gli oscillatori al quarzo, seguiti dagli orologi atomici dopo la seconda guerra mondiale. Inizialmente relegati all'uso da laboratorio, grazie allo sviluppo della microelettronica negli anni 1960 gli orologi al quarzo divennero ben presto compatti e economici da produrre, ed entro gli anni 1980 si imposero a livello mondiale come la tecnologia più diffusa sia negli orologi da tavolo che negli orologi da polso.
Gli orologi atomici sono di gran lunga gli strumenti più accurati per la misurazione del tempo, e sono quindi utilizzati per calibrare gli altri orologi e per determinare il tempo atomico internazionale (TAI). Anche il tempo coordinato universale (UTC), il fuso orario standard di riferimento, è basato sulla misura del tempo tramite orologi atomici.
- ^ (EN) David Landes, Revolution in Time: Clocks and the Making of the Modern World, Cambridge, Harvard University Press, 2000, p. 18, ISBN 0-674-00282-2.
- ^ Lewis, pp. 343–369.
- ^ (EN) Joseph Needham, Physics and Physical Technology, Part 2, Mechanical Engineering, in Science and Civilisation in China, vol. 4, Taipei, Caves Books, 1986.
- ^ (EN) Ahmad Y. al-Hassan, Transfer Of Islamic Technology To The West, Part II: Transmission Of Islamic Engineering (PDF), in History of Science and Technology in Islam, Foundation for Science Technology and Civilisation, 2006.