સમય માપવાનાં સાધનોનો ઇતિહાસ

સમય માપણીની હાલની સેક્સાજેસિમલ (60મા ભાગ પર આધારિત) પ્રણાલીનાં મૂળિયાં લગભગ ઈ.સ. પૂર્વે 2000ના વખતમાં, સુમેરમાં રહેલાં છે. પ્રાચીન મિસરના લોકોએ દિવસને 12-કલાકના સમયગાળાઓમાં વહેંચ્યો હતો, અને સૂર્યના હલનચલનની જાણકારી રાખવા માટે તેઓ વિશાળ અણીદાર સ્તંભો વાપરતા હતા. તેમણે જળ ઘડિયાળો પણ વિકસાવી હતી, જે મોટા ભાગે કદાચ સૌથી પહેલાં અમુન-રેના પરિસરમાં વપરાઈ હતી, અને પાછળથી મિસરની બહાર પણ વપરાતી થઈ હતી; પ્રાચીન ગ્રીકો તેને ક્લેપ્સાઈડ્રૅ (જળ ઘડિયાળ) કહેતાં, તેઓ તેનો બહુધા ઉપયોગ કરતા હતા. એ જ ગાળામાં શાંગ રાજવંશ બહાર વહેતો પ્રવાહ ધરાવતી જળ ઘડિયાળ વાપરતો હોવાનું માનવામાં આવે છે, જેને ઈ.સ. પૂર્વે 2000 જેટલા પહેલેના વખતમાં મેસોપોટેમિયામાંથી વિકસાવવામાં આવી હતી. અન્ય પ્રાચીન સમયદર્શક સાધનોમાં સામેલ છે ચીન, જાપાન, ઈંગ્લૅન્ડ અને ઈરાકમાં વપરાતી, મીણબત્તી ઘડિયાળ; ભારત અને તિબેટ તેમ જ યુરોપના કેટલાક હિસ્સાઓમાં વ્યાપક પણે વપરાતી, સમયછડી; અને જળ ઘડિયાળની જેમ જ કામ કરતી રેતીની ઘડિયાળ.

સૌથી પૂર્વકાલીન ઘડિયાળો સૂર્યના કારણે પડતા પડછાયાઓ પર આધાર રાખતી હતી, અને તેથી વાદળિયાં વાતાવરણમાં અથવા રાત્રે તેનો ઉપયોગ થઈ શકતો નહીં તેમ જ જેમ ઋતુઓ બદલાય તેમ (જો સમયદર્શક શંકુ પૃથ્વીની ધરી સાથે યોગ્ય રીતે ગોઠવાયેલો ન હોય તો) તેને પુનઃગોઠવવાની જરૂર પડતી હતી. જેણે આવર્તક ઊર્જાને રહી રહીને થતી ગતિમાં રૂપાંતરિત કરી, તે જળ શક્તિથી ચાલતી ગતિનિયામક કળની પ્રણાલી ધરાવતી સૌથી શરૂઆતની જાણીતી ઘડિયાળ, પ્રાચીન ગ્રીસમાં ઈ.સ. પૂર્વે 3જી સદીના વખતમાં બની હતી; તે પછી પાછળથી 10મી સદીમાં ચીની ઈજનેરોએ પારાની શક્તિથી ચાલતી ગતિનિયામક કળ પ્રણાલીઓ ધરાવતી ઘડિયાળોની શોધ કરી, અને ત્યારબાદ 11મી સદીમાં અરબી ઈજનેરોએ ગિયર અને વજનથી ચાલતી જળ ઘડિયાળોની શોધ કરી.

14મી સદીના પરોઢે, યુરોપમાં ધાર પર ગતિનિયામક કળ પ્રણાલીઓ ધરાવતી યાંત્રિક ઘડિયાળોની શોધ થઈ, અને 16મી સદીમાં સ્પ્રિંગ-સંચાલિત ઘડિયાળ અને ખિસ્સા ઘડિયાળ ન આવી ત્યાં સુધી તે સમય જાણવા માટેના ધોરણસરના સાધન તરીકે બની રહી, ત્યારબાદ 18મી સદીમાં લોલક ઘડિયાળ આવી. 20મી સદી દરમ્યાન, ક્વાર્ટઝ ઑસિલેટર(લોલક)ની શોધ થઈ, જેના પછી અણુ ઘડિયાળોની શોધ થઈ. શરૂઆતમાં ક્વાર્ટઝ ઑસિલેટરોનો ઉપયોગ અલબત્ત પ્રયોગશાળાઓમાં થતો હતો, પણ ઉત્પાદન કરવા માટે તથા ચોક્સાઈ બંનેમાં તે આસાન હતા, એટલે કાંડા ઘડિયાળોમાં તેમનો ઉપયોગ થવા માંડ્યો. અણુ ઘડિયાળો એ પહેલાંનાં કોઈ પણ સમયદર્શક સાધનો કરતાં ઘણી વધુ ચોક્કસ છે, અને અન્ય ઘડિયાળોને ગોઠવવા માટે તથા પૃથ્વી પર સાચો સમય ગણવા માટે તેમનો ઉપયોગ થાય છે; પ્રમાણભૂત લૌકિક પ્રણાલી, કો-ઓર્ડિનેટેડ યુનિવર્સલ ટાઈમ (સંયોજિત વિશ્વ સમય) એ અણુ સમય પર આધારિત છે.

 

અનેક પ્રાચીન સભ્યતાઓ, સમય, તારીખો અને ઋતુઓ નક્કી કરવા માટે ખગોળશાસ્ત્રીય પદાર્થો, મોટા ભાગે સૂર્ય અને ચંદ્રનું નિરીક્ષણ કરતી હતી. અત્યારે પશ્ચિમી સમાજમાં સમયદર્શક જે સેક્સાજેસિમલ (60મા ભાગ પર આધારિત) પદ્ધતિઓ સામાન્ય છે, તેનો ઉદ્ભવ સૌથી પહેલાં આશરે 4,000 વર્ષો અગાઉ મેસોપોટૅમિયા અને મિસર (ઈજિપ્ત)માં થયો હતો; એવી જ એક પ્રણાલી પાછળથી મધ્ય-અમેરિકામાં પણ વિકસિત થઈ હતી. પહેલવહેલાં કૅલેન્ડરો કદાચ છેલ્લા હિમાવર્તી સમયગાળા દરમ્યાન રચાયાં હશે, જેમની રચના ચંદ્રના તબક્કાઓ(કળાઓ) અથવા ઋતુઓની માહિતી રાખવા માટે લાકડીઓ અને હાડકાંઓ જેવાં સાધનોને ઉપયોગમાં લેતાં શિકારી-અનુમાન કરનારાઓ કરી હશે. વિશ્વના વિવિધ ભાગોમાં, ઈંગ્લૅન્ડના સ્ટોનહેન્જ જેવા, પાષાણ વર્તુળો બાંધવામાં આવ્યા હતાં, ખાસ કરીને પ્રાગૈતિહાસિક યુરોપમાં, અને તેનો ઉપયોગ સમય જાણવા અને સંપાત અથવા અયન જેવી મોસમી અને વાર્ષિક ઘટનાઓનું અનુમાન કરવા માટે થતો હશે એવું ધારવામાં આવે છે. એ પાષાણયુગની સભ્યતાઓનો કોઈ નોંધાયેલો ઇતિહાસ નથી, એટલે તેમના કૅલેન્ડરો અથવા સમયદર્શક પદ્ધતિઓ અંગે ઘણું ઓછું જાણમાં છે.

ઈ.સ. પૂર્વે 3500 – ઈ.સ. પૂર્વે 500

છાયાયંત્ર/શંકુયંત્રનાં મૂળિયાં છાયા ઘડિયાળોમાં મળે છે, દિવસના જુદા જુદા ભાગોને માપવા માટે વપરાતાં તે પ્રથમ યંત્રો હતાં. જાણમાં હોય તેવી સૌથી પુરાણી છાયા ઘડિયાળ મિસર(ઈજિપ્ત)ની છે, અને તેને સ્તરવાળાં લીલા ખડકમાંથી બનાવવામાં આવી હતી. ઈ.સ. પૂર્વે આશરે 3500માં બંધાયેલાં, પ્રાચીન મિસરના સ્તંભો, પણ સૌથી પુરાણી છાયા ઘડિયાળોમાંના એક છે.

 

મિસરની છાયા ઘડિયાળો દિવસના સમયને 10 ભાગોમાં, અને તે ઉપરાંત બે સવારના, અને બે સાંજના – એમ ચાર "સંધિકાળ કલાકો"માં વહેંચતી હતી. એક પ્રકારની છાયા ઘડિયાળ પાંચ ચલ નિશાનીઓ ધરાવતા લાંબા થડ અને એક ઉન્નત આડા દાંડાની બનેલી હતી, આ આડો દાંડો એ નિશાનીઓ પર પડછાયો પાડે છે. સવારના તેને પૂર્વાભિમુખ ગોઠવવામાં આવતી, અને બપોરના તેને પશ્ચિમ દિશામાં ફેરવી દેવામાં આવતી. ઑબલિસ્કો (પાસાવાળા, અણીદાર સ્તંભો) ઘણું ખરું આ જ રીતે કામ કરે છેઃ તેની આસપાસ કરેલાં ચિહ્નો પર તેનો જે પડછાયો પડે તેના પરથી મિસરના લોકો સમયની ગણતરી કરતા. જો કે ઑબલિસ્ક સવાર છે કે બપોર, તેમ જ ઉત્તર(ઉનાળાનું) અને દક્ષિણ(શિયાળાનું) અયનો પણ દર્શાવતા. અંદાજે ઈ.સ. પૂર્વે 1500માં વિકસાવાયેલી, ત્રીજી છાયા ઘડિયાળ, આકારમાં વળેલા T-ચોરસને મળતી આવતી હતી. એક અરૈખિક માપપટ્ટી પર પોતાના આડા દાંડાના પડછાયા વડે તેમાં સમયના ગાળાને માપવામાં આવતો હતો. તેના T ને સવારના પૂર્વાભિમુખ રાખવામાં આવતો, અને લગભગ મધ્યાહ્નની આસપાસ તેને તેનાથી વિરુદ્ધ ગોઠવવામાં આવતો, જેથી તેનો પડછાયો વિરુદ્ધ દિશામાં પડે.

ચોક્કસ હોવા છતાં, છાયા ઘડિયાળો સૂર્ય પર આધારિત હતી, અને એટલે રાત્રે અને વાદળિયા વાતાવરણમાં નકામી હતી. તેથી મિસરના લોકોએ સંખ્યાબંધ વૈકલ્પિક સમયમાપક સાધનો વિકસાવ્યાં, જેમાં જળ ઘડિયાળો, રેતી ઘડિયાળો, અને તારાઓના હલનચલનની જાણકારી રાખવાની પ્રણાલી સામેલ છે. જળ ઘડિયાળનું સૌથી જૂનું વિવરણ ઈ.સ. પૂર્વે 16મી સદીની એક કબર પરની કોતરણી પરથી મળે છે, જેમાં મિસરની કોર્ટનો અમલદાર આમેનેમહેત, પોતાને તેનો અન્વેષક દર્શાવે છે. ત્યારે વિવિધ પ્રકારની જળ ઘડિયાળો હતી, કેટલીક બીજી કરતાં વધુ વિકસિત. તેના એક પ્રકારમાં તળિયામાં નાનાં કાણાં ધરાવતો કટોરો હોય છે, જે પાણી પર તરતો રાખવામાં આવતો અને લગભગ સ્થાયી દરે તે ભરાય તેવી ગોઠવણ ધરાવતી હતી; જેમ કટોરામાં પાણી ભરાતું જાય, તેમ તેની બાજુઓ પર અંકિત કરેલી નિશાનીઓ વીતેલો સમય બતાવે. જાણમાં હોય તેવી સૌથી જૂની જળ ઘડિયાળ ફૅઅરો આમેનહોતેપ પ્રથમ(ઈ.સ. પૂર્વે 1525-1504)ની કબરમાંથી મળી હતી, જે તેનો સર્વપ્રથમ ઉપયોગ પ્રાચીન મિસરમાં થતો હતો તેમ દર્શાવતી હતી. રેતીની ઘડિયાળની શોધ પણ પ્રાચીન મિસરના લોકોએ કરી હતી એમ માનવામાં આવે છે, આ ઘડિયાળ બે ઊભા એક રેખામાં ગોઠવેલા કાચનાં ખાનાંઓની બનેલી છે, જે એકદમ નાનાં કાણાંથી એકબીજાં સાથે જોડાયેલાં છે. જ્યારે રેતીની ઘડિયાળને ઊંઘી કરીને મૂકવામાં આવતી, ત્યારે રેતી સ્થાયી દરે તેના એક ખાનામાંથી બીજા ખાનામાં સરતી. રાત્રે સમય નિશ્ચિત કરવાની બીજી મિસરની પદ્ધતિ એ મેરખેત તરીકે ઓળખાતી ઓળંબાની દોરીઓ વાપરવાની હતી. ઓછામાં ઓછા ઈ.સ. પૂર્વે 600થી વપરાશમાં રહેલાં, આ બે સાધનોને ઉત્તર ધ્રુવના તારા, પોલારિસ, સાથે સીધી રેખામાં ગોઠવવામાં આવતા, જેથી ઉત્તર-દક્ષિણ મધ્યાહ્ન રેખા રચાય. અમુક તારાઓનું નિરીક્ષણ કરીને, તેઓ જે મુજબ મેરખેત દ્વારા રચવામાં આવેલી રેખાને ઓળંગે તેના પરથી ચોક્સાઈપૂર્વક સમય માપવામાં આવતો હતો.

ઈ.સ. પૂર્વે 500 – ઈ.સ. પૂર્વે 1

 

પ્લેટોએ જળ ઘડિયાળો, અથવા ક્લેપ્સાઈડ્રૅની રજૂઆત કરી તે પછી પ્રાચીન ગ્રીસમાં તેમનો પ્રચલિતપણે ઉપયોગ થવા માંડ્યો હતો, પ્લેટોએ તો જળ આધારિત અલાર્મ ઘડિયાળ પણ શોધી હતી. પ્લેટોની અલાર્મ ઘડિયાળના એક વૃત્તાન્તમાં કરાયેલા વર્ણન અનુસાર તેનો આધાર સીસાંના દડાઓ ધરાવતા પાત્રના ઊભરાવા પર હતો, આ સીસાંના દડાઓ એક સ્તંભાકાર પીપમાં તરતાં હતાં. ટાંકીમાંથી આવતા પાણી થકી, પીપમાં એકધારી રીતે પાણીનું પ્રમાણ વધતું જતું. સવાર સુધીમાં, પાત્ર એટલું ભરાઈ જતું કે તેની ધાર પરથી પાણી છલકાય, અને તેથી સીસાંના દડાઓ તાંબાની મોટી તાટમાં પાણીના ધોધ સાથે પડતા. તેના પરિણામે થતા ખણખણાટથી પછી ઍકેડમીમાં પ્લેટોના વિદ્યાર્થીઓ જાગી જતા. બીજી શક્યતા એ છે કે તે બે મોટી બરણીઓની બનેલી હતી, જે એક બકનળીથી જોડાયેલી હતી. પાણી બકનળી સુધી પહોંચે ત્યાં સુધી તેમાં ઠલવાતું, પછી પાણી બકનળી વાટે બીજી બરણીમાં જતું. ત્યાં, પાણીની વધતી સપાટી હવાને દબાણ કરીને સિસોટી વગાડીને બહાર કાઢતી, જે અલાર્મ જેવી લાગતી. ગ્રીક અને શૅલડીયન્સ લોકો તેમના ખગોળશાસ્ત્રીય નિરીક્ષણોના આવશ્યક ભાગ રૂપે નિયમિતપણે સમયદર્શક રૅકોર્ડો સાચવતા હતા.

ઈ.સ. પૂર્વે 1લી સદીમાં, ગ્રીક ખગોળશાસ્ત્રી, સાયરહુસના ઍન્ડ્રોનિકસે, ઍથેન્સમાં ટાવર ઓફ ધ વિન્ડ્સના બાંધકામ પર દેખરેખ રાખી હતી. ગ્રીક પરંપરામાં, કોર્ટમાં ક્લેપ્સાઈડ્રૅ(જળ ઘડિયાળ)નો ઉપયોગ કરવામાં આવતો; પાછળથી, રોમનોએ પણ આ પ્રથા અપનાવી હતી. ઐતિહાસિક રૅકોર્ડો અને જે-તે યુગના સાહિત્યમાં આ અંગેના કેટલાક ઉલ્લેખો છે; ઉદાહરણ તરીકે, થીએટેટસ(Theaetetus) માં, પ્લેટો કહે છે કે "બીજી તરફ, પેલા લોકો, હંમેશાં ઉતાવળે બોલે છે, કારણ કે વહેતું પાણી તેમને આગળ ધપવા દબાણ કરે છે". આવો બીજો ઉલ્લેખ લુસિયસ ઍપુલીયસના ધ ગોલ્ડન એસ(The Golden Ass) માં જોવા મળે છેઃ "કોર્ટના ક્લાર્કે ફરીથી બૂમ પાડી, આ વખતે ફરિયાદપક્ષના મુખ્ય સાક્ષીને રજૂ થવા માટેનો હુકમ આપવા માટે. એક ઘરડો માણસ આગળ આવ્યો, જેને હું જાણતો નહોતો. જ્યાં સુધી ઘડિયાળમાં પાણી રહે તેટલો વખત તેને બોલવા માટે આમંત્રણ આપવામાં આવ્યું; આ (ઘડિયાળ) એક પોલો ગોળો હતી જેમાં તેની ગરદનમાં ગળણી મૂકીને પાણી રેડવામાં આવતું હતું, અને જેમાંથી તે ધીરે ધીરે તળિયામાંના ઝીણા કાણાંમાંથી બહાર જતું હતું." જળ ઘડિયાળના જે અમુક પ્રકારો વપરાશમાં હતા તેમાંના એકનું વર્ણન અહીં ઍપુલીયસે આપ્યું હતું. બીજી એક જળ ઘડિયાળ બરાબર વચ્ચે કાણું હોય તેવા કટોરાની બનેલી હતી, જે પાણી પર તરતો રહેતો. એ કટોરાની પાણીથી પૂરેપૂરો ભરાઈ જતા કેટલો વખત લાગે છે તેના નિરીક્ષણના આધરે સમય માપવામાં આવતો.

અલબત્ત, ક્લેપ્સાઈડ્રૅ (જળ ઘડિયાળ) છાયાયંત્ર જેટલી ચોક્કસ નહોતી, છતાં તે તેમનાથી વધુ ઉપયોગી હતી- તેને મકાનની અંદર, રાતના વખતે, અને જ્યારે આકાશ વાદળછાયું હોય ત્યારે પણ વાપરી શકાતી; આથી, ગ્રીકોએ તેમની જળ ઘડિયાળોને વધુ સારી કરવાનો રસ્તો શોધ્યો. ભલે છાયાયંત્રો જેટલી ચોક્કસ નહીં, પણ ગ્રીક જળ ઘડિયાળો ઈ.સ. પૂર્વે 325ની આસપાસ વધુ ચોક્કસ બની હતી, અને કલાકના કાંટાને તેમાં ઉમેરવામાં આવ્યો હતો, જેનાથી ઘડિયાળ વાંચવી વધુ ચોક્કસ અને સગવડભરી બની હતી. મોટા ભાગના પ્રકારની ક્લેપ્સાઈડ્રૅ(જળ ઘડિયાળ)માં થતી સૌથી સામાન્ય સમસ્યાઓમાંની એક તે પાણીના દબાણને કારણે ઊભા થતા પ્રશ્નની હતીઃ જ્યારે પાત્ર પાણીથી પૂરું ભરેલું હોતું, ત્યારે તેનું વધી ગયેલું દબાણ પાણીને વધુ ઝડપથી વહેવડાવતું. ઈ.સ. પૂર્વે 100ની શરૂઆતમાં ગ્રીક અને રોમન ઘડિયાળશાસ્ત્રીઓએ આ સમસ્યાનો સામનો કર્યો હતો, અને એ પછીની કેટલીક સદીઓ સુધી તેમાં સતત સુધારા થતા રહ્યા હતા. પાણીના વધુ પ્રવાહને બિનઅસરકારક બનાવવા માટે, જળ ઘડિયાળના પાત્રો- સામાન્ય રીતે કટોરા અથવા બરણીઓ-ને શંકુ આકાર આપવામાં આવ્યો; જેમાં તેના પહોળા ભાગને ઉપર તરફ રાખવામાં આવતો, જેથી જ્યારે શંકુમાં પાણી ઓછું હોય ત્યારે વધુ માત્રામાં પાણી વહે ત્યારે જ એટલું અંતર કપાતું હતું. આ સુધારા સાથે, આ સમયગાળામાં વધુ સુંદર ઘડિયાળો બનવા માંડી હતી, જેમાં કલાકો ઝાલર કે ચંદ્રક વડે દર્શાવેલા હોય, તે સાથે લઘુચિત્ર પૂતળાંઓ, ઘંટડીઓ, અથવા હાલતી-ચાલતી યંત્રરચનાઓ માટેના દ્વાર ખૂલ્યાં હતાં. જો કે, કેટલીક સમસ્યાઓ બાકી રહી હતી, જે કદી સુલઝી શકી નહોતી, જેમ કે તાપમાનની અસર. જ્યારે ઠંડી વધુ હોય ત્યારે પાણી વધુ ધીમેથી વહે છે, અથવા ક્યારેક થીજી પણ જઈ શકે છે.

આમ જળ ઘડિયાળની ટૅકનોલૉજીમાં ગ્રીકો અને રોમનોએ ઘણી પ્રગતિ સાધી હતી, છતાં તેમણે છાયા ઘડિયાળોનો ઉપયોગ કરવો ચાલુ રાખ્યો હતો. ઉદાહરણ તરીકે, ગણિતશાસ્ત્રી અને ખગોળશાસ્ત્રી, બિથીનિયાના થિઓડોસિયસે, એક એવું વૈશ્વિક છાયાયંત્ર શોધ્યું હોવાનું કહેવાય છે કે જે પૃથ્વી પર ગમે ત્યાં ચોક્કસ સમય બતાવતું, અલબત્ત તેના વિશે ઘણું ઓછું જાણમાં છે. અન્યોએ એ સમયગાળાના ગણિતનાં પુસ્તકો અને સાહિત્યમાં છાયાયંત્ર વિશે લખ્યું હતું. દ આર્કિટેક્ચુરા(De Architectura) ના રોમન લેખક, માર્કસ વિત્રુવિયસ પોલીઓએ, છાયાયંત્રના શંકુઓના ગણિતશાસ્ત્ર પર, અથવા છાયાયંત્રના સમયદર્શક પાનાંઓ વિશે લખ્યું હતું. સમ્રાટ ઑગસ્ટસના શાસન દરમ્યાન, રોમનોએ ત્યાર સુધીનું સૌથી વિશાળ છાયાયંત્ર બાંધ્યું હતું, સોલેરિઅમ ઑગસ્ટી. હેલિઓપોલિસમાંથી લાવેલા પથ્થરમાંથી તેનો શંકુનો સ્તંભ બનાવવામાં આવ્યો હતો. તેવી જ રીતે, કૅમ્પસ માર્ટિયસમાંથી લાવેલા સ્તંભનો ઉપયોગ ઑગસ્ટસના રાશિચક્રના છાયાયંત્રનો શંકુ બનાવવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. પ્લિની ધ એલ્ડર નોંધે છે કે રોમમાં પહેલું છાયાયંત્ર ઈ.સ. પૂર્વે 264માં આવ્યું હતું, જે કૅટાનિયા, સિસિલીમાંથી લૂંટીને લાવવામાં આવ્યું હતું; તેના જણાવ્યા મુજબ, જ્યાં સુધી રોમના અક્ષાંશ અનુરૂપ તેની નિશાનીઓ અને કોણને બદલવામાં ન આવ્યા ત્યાં સુધી- લગભગ એક સદી સુધી- તેણે ખોટો સમય દર્શાવ્યા કર્યો હતો.

ઈ.સ. 1 – ઈ.સ. 1500

2500BC.

 

 

જળ ઘડિયાળો

 

જૉસેફ નીધામનું અનુમાન હતું કે ચીનમાં, કદાચ મેસોપોટૅમિયામાંથી, બહાર પ્રવાહ ધરાવતી ક્લેપ્સાઈડ્રૅ(જળ ઘડિયાળ)નું આગમન, ઈ.સ. પૂર્વે 2જી સહસ્ત્રાબ્દી જેટલું પહેલાં, શાંગ રાજવંશ દરમ્યાન, અને છેલ્લામાં છેલ્લું ઈ.સ. પૂર્વે 1લી સહસ્ત્રાબ્દીમાં થઈ ગયું હતું. ઈ.સ. પૂર્વે 202માં, હાન રાજવંશની શરૂઆતમાં, બહાર પ્રવાહ ધરાવતી ક્લેપ્સાઈડ્રૅનું સ્થાન ધીમે ધીમે અંદર પ્રવાહ ધરાવતી ક્લેપ્સાઈડ્રૅએ લીધું, જે સપાટી પર સૂચક સળિયો પણ ધરાવતી હતી. પાત્ર જેમ ભરાતું જાય તેમ સમયદર્શકને ધીમું કરનારા, જલાશયમાંના પાણીના ઉપરના દબાણના ઘટાડાને ભરપાઈ કરવા માટે, ઝાંગ હેંગે જલાશય અને પાણી જે પાત્રમાં ભરાય તેની વચ્ચે એક વધારાની ટાંકી ઉમેરી. ઈ.સ. 550ની આસપાસ, આ શ્રેણીમાં ઊભરાઈને પડતી અથવા સ્થિર-સ્તરની ટાંકી ઉમેરવાની વાત લખનાર યિન ગુઈ ચીનમાં પ્રથમ હતા, જેને પાછળથી અન્વેષક શેન કુઓ દ્વારા વિગતવાર સમજાવવામાં આવી હતી. 610ની આસપાસ, સુઈ રાજવંશના અન્વેષકો, જેંગ ઝુન અને યુવેન કાઈએ, આ ડિઝાઈનને ઉપાડી લીધી, સ્ટીલયાર્ડ સંતુલન માટે નિયત સ્થિતિઓ સાથેની સંતુલિત ક્લેપ્સાઈડ્રૅ રચનારા તેઓ પ્રથમ હતા. જૉસેફ નીધમે લખ્યું છે કેઃ ઢાંચો:Bquote

ઈ.સ. પૂર્વે 270 અને ઈ.સ. 500 વચ્ચે, હેલેનિસ્ટિક (સ્ટેસિબિયસ, ઍલેક્ઝાન્ડ્રિયાનો નાયક, આર્કિમિડિઝ) અને રોમન ઘડિયાળશાસ્ત્રીઓ અને ખગોળશાસ્ત્રીઓએ વધુ ઝીણવટભરી યાંત્રિક સંરચનાવાળી જળ ઘડિયાળો વિકસાવી હતી. પ્રવાહ નિયત કરવાના અને સમયના ગાળાઓ માટે વધુ સુંદર, રસભરી ગોઠવણીઓ આપવાના ઉદ્દેશથી તેમણે તેમાં જટીલતાઓ ઉમેરી હતી. ઉદાહરણ તરીકે, કેટલીક જળ ઘડિયાળો ઘંટડીઓ રણકાવતી અને ડંકા બજાવતી, જ્યારે બીજી કેટલીક દરવાજા અને બારીઓ ખોલીને લોકોનાં નાનાં પૂતળાં બતાવતી, અથવા પોઈન્ટરો, અને ડાયલોને ખસેડતી. કેટલીક જળ ઘડિયાળો વિશ્વના ફલજ્યોતિષનાં મૉડલો સુદ્ધાં દર્શાવતી.

કેટલીક સૌથી વધુ વિસ્તૃત જળ ઘડિયાળો મુસ્લિમ ઈજનેરોએ બનાવી હતી. ખાસ કરીને, 1206માં અલ-જાઝારીએ બનાવેલી જળ ઘડિયાળોને તેમનાથી પહેલાંની તમામ ઘડિયાળો કરતાં "કશાથી પણ પર" તરીકે નવાજવામાં આવી હતી. તેના ગ્રંથમાં, તેણે પોતાની જળ ઘડિયાળોમાંથી એક, હાથી ઘડિયાળનું વર્ણન આપ્યું છે. આ ઘડિયાળ સમયના કલાકોના ગાળાઓ નોંધતી, તેનો અર્થ એમ થયો કે આખા વર્ષ દરમ્યાન દિવસોની બદલાતી રહેતી લંબાવી સાથે અનુરૂપ બનવા માટે તેના વહેવાના દરને દૈનિક ધોરણે બદલવો પડે. આમ કરવા માટે, ઘડિયાળમાં બે ટાંકીઓ હતીઃ તેની ઉપરની ટાંકી સમય દર્શક યંત્રરચના સાથે જોડાયેલી હતી અને તળિયાની ટાંકી પ્રવાહ નિયંત્રિત કરતા રૅગ્યુલેટર સાથે જોડાયેલી હતી. દિવસ થાય ત્યારે તેની ચકલી ખોલી નાખવામાં આવતી અને પાણી ઉપરની ટાંકીમાંથી તળિયાની ટાંકીમાં પ્રવાહ નિયંત્રકમાં થઈને વહેતું, જે પાણી મેળવનાર ટાંકીમાં સ્થિર દબાણ જાળવી રાખવાનું કામ કરતું હતું.

મીણબત્તી ઘડિયાળો

 

મીણબત્તી ઘડિયાળો સૌથી પહેલાં ક્યાં અને ક્યારે વાપરવામાં આવી હતી તે ચોક્કસપણે જાણમાં નથી; જો કે, તેમનો પહેલવહેલો ઉલ્લેખ એક ચીની કવિતામાં જોવા મળ્યો હતો, જે 520માં યૂ જિઆનફુ દ્વારા લખવામાં આવી હતી. એ કવિતા અનુસાર, ઓગળતી જતી અંશાંકિત મીણબત્તી એ રાતના વખતે સમય નિશ્ચિત કરવા માટેનું સાધન હતી. 10મી સદીના આરંભ સુધી જાપાનમાં પણ એવી જ મીણબત્તીઓનો ઉપયોગ થતો હતો.

સૌથી વધુ ઉલ્લેખ પામેલી અને જેના વિશે લખાયું હતું તેવી મીણબત્તી ઘડિયાળ તે રાજા અલ્ફ્રેડ ધ ગ્રેટની હતી. તે 72 પેનિવજનના મીણની છ મીણબત્તીઓની બનેલી હતી, દરેક 12 inches (30 cm) જેટલી ઊંચી, અને એકસરખી જાડાઈ ધરાવતી હતી, તથા તેના પર પ્રત્યેક ઈંચ (2.5 સે.મી.) પર અંકન કરેલું હતું. ચાર કલાકમાં આ તમામ મીણબત્તીઓ ઓગળી જતી, એટલે દરેક અંકન 20 મિનિટનો સમય સૂચવતું હતું એમ કહી શકાય. એકવાર પેટાવ્યા પછી, આ મીણબત્તીઓને લાકડાની ફ્રેમવાળા કાચના ખોખાંઓમાં મૂકવામાં આવતી, જેથી તેની જ્યોત હોલવાઈ ન જાય.

પોતાના સમયની સૌથી વધુ વિકસિત મીણબત્તી ઘડિયાળો એ 1206માં અલ-જાઝારીની હતી. તેની મીણબત્તી ઘડિયાળોમાંથી એકમાં સમય દર્શાવતી તકતી હતી, અને સૌ પ્રથમ વખત, તેમાં પકડ માટેની યાંત્રિકી રચના જે આજના આધુનિક સમયમાં પણ વપરાશમાં છે તે બેયોનેટ ફિટિંગ કરવામાં આવ્યું હતું. ડોનાલ્ડ રાઉટલેજ હિલે અલ-જાઝીરીની મીણબત્તી ઘડિયાળોને આ પ્રમાણે વર્ણવી હતીઃ

The candle, whose rate of burning was known, bore against the underside of the cap, and its wick passed through the hole. Wax collected in the indentation and could be removed periodically so that it did not interfere with steady burning. The bottom of the candle rested in a shallow dish that had a ring on its side connected through pulleys to a counterweight. As the candle burned away, the weight pushed it upward at a constant speed. The automata were operated from the dish at the bottom of the candle. No other candle clocks of this sophistication are known.

 

આ જ પ્રકારની કંઈક જુદી રચનાની ઘડિયાળો હતી તેલના દીવાની ઘડિયાળો. આ આરંભના સમયદર્શક સાધનો તેમાં બેસાડેલા દીવાને તેલ પહોંચાડતા કાચના અંશાંકિત પાત્રોનાં બનેલાં હતાં- જેમાં સામાન્ય રીતે સ્વચ્છ રીતે અને એકધારું બળતું વહેલની ચરબીનું તેલ વાપરવામાં આવતું હતું. જેમ પાત્રમાં તેલનું સ્તર ઘટતું જાય, તેના પરથી પસાર થયેલા સમયનો કાચો અંદાજો મળતો.

ધૂપ ઘડિયાળો

જળ ઘડિયાળો, યંત્ર, અને મીણબત્તી ઘડિયાળો ઉપરાંત, દૂર પૂર્વના (પૂર્વ એશિયાના) દેશોમાં ધૂપ ઘડિયાળો વપરાતી હતી, અને તે અમુક જુદા જુદા સ્વરૂપમાં તેની બનાવટ હોતી. ધૂપ ઘડિયાળોનો સૌથી પહેલો ઉપયોગ 6ઠ્ઠી સદીની આસપાસ ચીનમાં થયો હતો; જાપાનમાં, આજે પણ એક ધૂપ ઘડિયાળ શોસોઈન(Shōsōin)માં અસ્તિત્વ ધરાવે છે, અલબત્ત તેના અક્ષરો ચાઈનીઝમાં નથી, પણ દેવનાગરી લિપિમાં છે. દેવનાગરી અક્ષરોનો વારંવારનો ઉપયોગ, તે બૌદ્ધ મઠોમાં વપરાતી હોવાનું સૂચવે છે, તેના પરથી એડવર્ડ એચ. શાફેર એવું અનુમાન બાંધે છે કે ધૂપ ઘડિયાળો ભારતમાં શોધાઈ હતી. મીણબત્તી ઘડિયાળોને મળતી આવતી હોવા છતાં, ધૂપ ઘડિયાળો એકસમાન રીતે અને જ્યોત વિના બળતી હતી; તેથી, તે વધુ ચોક્કસ અને મકાનની અંદર વાપરવા માટે વધુ સલામત હતી.

ધૂપ ઘડિયાળોનાં વિવિધ પ્રકારો મળી આવ્યા છે, તેમાં સૌથી પ્રચલિત સ્વરૂપોમાં ધૂપ લાકડી અને ધૂપ ચકતાંનો સમાવેશ થાય છે. એક ધૂપ લાકડીની ઘડિયાળ એ અંશાંકન કરેલી ધૂપ લાકડી હતી; જેમાંની મોટા ભાગની ઘણી વિકસિત, ક્યારેક એકસરખા અંતરાલે, દોરાઓ સાથે વજનિયાં ધરાવતી હતી. અમુક પ્રમાણમાં સમય વીતી ગયો છે એમ દર્શાવવા, તેની સાથેનું વજનિયું નીચેની તાટ અથવા ડંકાની ચપટી થાળી પર પડતું. કેટલીક ધૂપ ઘડિયાળો ખૂબસુંદર ટ્રેમાં મૂકવામાં આવતી; ખુલ્લા-તળિયાવાળી ટ્રે પણ વપરાતી હતી, જેથી સુશોભિત ટ્રેની સાથે સાથે વજનિયાંનો ઉપયોગ પણ થઈ શકે. જુદી જુદી સુગંધ ધરાવતી ધૂપ લાકડીઓ પણ વપરાતી હતી, જેથી કલાકો મુજબ સુગંધમાં બદલાવ આવે. આ ધૂપ લાકડીઓ સીધી અથવા સર્પિલ આકારની મળતી; સર્પિલ ધૂપ લાકડીઓ લાંબી રહેતી, અને તેથી લાંબા સમયગાળાના વપરાશ માટે વપરાતી, અને તેને ઘણે ભાગે ઘરો અને મંદિરોનાં છાપરાંઓ પર લટકાવવામાં આવતી હતી.

જાપાનમાં, ગેશેને તેની હાજરીમાં જેટલી સેનકોડોકેઈ (ધૂપ લાકડીઓ) વપરાઈ ગઈ હોય તેની સંખ્યા પ્રમાણે મહેનતાણું ચૂકવવામાં આવતું, આ પ્રથા 1924 સુધી ચાલુ રહી હતી. ધૂપ ચકતાંની ઘડિયાળોને પણ ધૂપ લાકડીઓ જેવા જ પ્રયોજનો અને પરિણામ માટે વાપરવામાં આવતી હતી; ત્યારે ધાર્મિક હેતુઓ માટે તે પ્રધાનરૂપે મહત્ત્વની ગણાતી હતી, છતાં આ ઘડિયાળો સામાજિક મેળાવડાઓમાં પણ લોકપ્રિય હતી, અને ચીની અભ્યાસુઓ અને બૌદ્ધિકો પણ તેનો ઉપયોગ કરતા હતા. તેનું ચકતું એક કે વધુ નકશીદાર ખાંચાઓ પાડેલા હોય તેવી લાકડાની કે પથ્થરની તકતીનું બનેલું રહેતું, આ ખાંચાઓમાં ધૂપ મૂકવામાં આવતો. ચીનમાં આ ઘડિયાળો સામાન્ય હતી, પણ જાપાનમાં તે ઘણી ઓછી સંખ્યામાં બનતી હતી. અમુક ચોક્કસ માત્રામાં સમય પસાર થયાનું દર્શાવવા માટે, સુગંધી લાકડાના નાના ટુકડાઓ, રાળ, અથવા વિવિધ સુગંધની ધૂપોને ધૂપ પાવડરના ચીલામાં મૂકવામાં આવતા. જુદા જુદા પાઉડરની ધૂપ ઘડિયાળો ધૂપના વિવિધ પ્રકારોને વાપરતી હતી, જે ઘડિયાળને કેવી રીતે મૂકવામાં આવતી હતી તેની પર આધાર રાખતી હતી. ધૂપના ચીલાની લંબાઈ, ચકતાંની સાઈઝ સાથે સીધી રીતે સંબંધિત હતી, અને ઘડિયાળ કેટલો લાંબો સમય ટકશે તે નિશ્ચિત કરનારું મુખ્ય પરિબળ હતું; તમામ સમયના લાંબા ગાળાઓ માટે બળતી, જે 12 કલાકથી માંડીને એક મહિના સુધીના ગાળાઓ હોઈ શકતા.

શરૂઆતમાં આ ધૂબ ચકતાંઓ લાકડાં અથવા પથ્થરના બનેલાં હતાં, પછી ચીની લોકોએ ધીમે ધીમે ધાતુની બનેલી તકતીઓ વાપરવી શરૂ કરી, મોટા ભાગે સોંગ રાજવંશની શરૂઆત દરમ્યાન. આ ફેરફારના કારણે કારીગરો માટે મોટા અને નાના એમ બંને પ્રકારનાં ચકતાંઓ બનાવવા, તેમ જ તેની સાજ-સજાવટ કરીને વધુ સૌંદર્યપૂર્ણ ઘડવા સરળ થયા. બીજો એક લાભ તે વર્ષમાં દિવસોની બદલાતી લંબાઈ માટે ખાંચાઓના ચીલામાં ફેરફાર કરવાની ક્ષમતાનો હતો. નાનાં ચકતાંઓ વધુ સરળતાથી ઉપલબ્ધ બન્યા, અને ચીનીઓમાં આ ઘડિયાળોની લોકપ્રિયતા વધતી ગઈ, તેને ભેટ રૂપે આપવાનું ચલણ પણ વધ્યું. આધુનિક-સમયના ઘડિયાળ સંગ્રાહકો મોટા ભાગે ધૂપ ચકતાં ઘડિયાળો શોધતાં રહે છે; જો કે, હજી ખરીદાઈ ન હોય અથવા કોઈ મ્યુઝિઅમ કે મંદિરોમાં પ્રદર્શનમાં ન મૂકવામાં આવી હોય એવી કોઈ ચકતાં ધૂપ ઘડિયાળ ભાગ્યે જ બાકી રહી હશે.

ગિઅર અને ગતિનિયામક કળ ધરાવતી ઘડિયાળો

પ્રવાહી-સંચાલિત ગતિનિયામક કળનો સૌથી પહેલું ઉદાહરણ ગ્રીક ઈજનેર બ્યઝાન્ટિયમના ફિલોએ (fl. ઈ.સ. પૂર્વે 3જી સદી) તેના તકનિકી ગ્રંથ પ્નેયુમેટિક્સ (પ્રકરણ 31)માં વર્ણવ્યું છે જેમાં તે વૉશ-સ્ટેન્ડની ગતિનિયામક કળની યંત્રરચનાને (જળ) ઘડિયાળોમાંની રચના સાથે સરખાવે છે. ગતિનિયામક કળનો ઉપયોગ કરતી અન્ય એક શરૂઆતની ઘડિયાળ ઈ.સ. 7મી સદી દરમ્યાન ચાંગ'અનમાં તાંત્રિક સાધુ અને ગણિતશાસ્ત્રી, યી ઝિંગ, અને સરકારી અધિકારી લિઆંગ લિંગઝૅન દ્વારા બનાવવામાં આવી હતી. એક સમકાલીન લખાણમાં તેની ચર્ચા, ઘડિયાળ તરીકે કામ આપતા એક ખગોળશાસ્ત્રીય સાધન તરીકે આ મુજબ થઈ હતીઃ

[તે] ગોળાકાર અંતરિક્ષોની છબિમાં બનાવવામાં આવી હતી, અને તેની પર ચંદ્રના પહાડો, વિષુવવૃત્ત અને અંતરિક્ષના ઘેરાવાના અંશ તેમના ક્રમમાં દર્શાવાયા હતાં. મોટા ચમચામાં પડતું પાણી, આપમેળે ચક્રને ગતિ આપતું, જેને એક આખું પરિભ્રમણ પૂરું કરતાં એક દિવસ અને રાતનો સમય લાગતો. આની સાથે સાથે, આકાશી ગોળાની બહાર, તેની આજુબાજુ બે વીંટીઓ બેસાડવામાં આવી હતી, અને તેના પર સૂર્ય અને ચંદ્ર લખેલું હતું, તથા તેમને વર્તુળાકાર કક્ષામાં ફરતાં કરવામાં આવ્યાં હતાં... અને તેઓ એક લાકડાના આવરણવાળી સપાટી બનાવતા, સાધન તેમાં અડધું ઊતરેલું હોવાથી, તે ક્ષિતિજ બતાવતી. તેના કારણે પરોઢના અને સંધ્યાના, પૂર્ણમાના અને અમાસના ચંદ્રના, ઢીલના અને ઉતાવળના ચોક્કસ સમય નિશ્ચિતપણે જાણી શકાતાં. વધુમાં, તેમાં ક્ષિતિજ સમાંતર સપાટી પર લાકડાનાં બે જેક હતાં, એકની સામે ઘંટ અને બીજાની સામે ડ્રમ હતો, કલાકો દર્શાવવા માટે આપમેળે ઘંટ અથડાતો, અને પા કલાક દર્શાવવા માટે આપમેળે ડ્રમ વાગતાં. આ તમામ ગતિઓ કેસિંગની અંદર આવેલી યંત્રરચનાને આભારી હતી, દરેક ચક્રો અને દાંડી, હૂક અને પિનો તથા અંતર્ગથિત લાકડીઓ, ઊભા રાખવાનાં સાધનો અને પરસ્પર તાળા તપાસવા પર આધાર રાખતી હતી.

 

યી ઝિંગની ઘડિયાળ એક જળ ઘડિયાળ હતી, એટલે તાપમાનમાં ફેરફારની અસર તેના પર થતી. આ સમસ્યાને ઝાંગ સિક્સુને 976માં પાણીની જગ્યાએ પારો વાપરીને ઉકેલી, જે -39° સે. (-38° ફે.) જેટલા નીચા તાપમાને પણ પ્રવાહી રહે છે. ઝાંગે આ બદલાવ પ્રથમ તેના ઘડિયાળના ટાવરમાં કર્યો, ઘડિયાળને ફેરતી રાખવા માટેની ગતિનિયામક કળો અને દરેક પા કલાકે સૂચના આપતા ઘંટ સાથેનો આ ટાવર આશરે 10 metres (33 ft) જેટલો ઊંચો હતો. અન્ય એક નોંધપાત્ર ઘડિયાળ, વિકસિત કૉઝ્મિક એન્જિન, 1088માં, સુ સોંગે બનાવી હતી. તે આશરે ઝ્હાંગના ટાવરના કદની જ હતી, પરંતુ તેમાં એક આપમેળે ફરતો વલયીય ગોળો હતો- જેને સિલેસ્ટિઅલ ગ્લોબ (આકાશી ગોળો) પણ કહેવામાં આવતો- તેના પરથી તારાઓના સ્થાનનું નિરીક્ષણ પણ કરી શકાતું. એટલું જ નહીં, તે ડંકો અથવા ઘંટડીઓ વગાડતા પૂતળાં સાથેની પાંચ પેનલો, અને દિવસનો સમય, અથવા અન્ય વિશેષ સમય દર્શાવતી તકતીઓ પણ ધરાવતી હતી. વધુમાં, ઘડિયાળવિદ્યામાં અંતઃવિહીન ક્રિયાશક્તિ-વહનની સૌ પ્રથમ જાણીતી શૃંખલા ડ્રાઈવ તેમાં વાપરવામાં આવી હતી. મૂળે કૈફેંગના પાટનગરમાં બાંધવામાં આવેલી આ ઘડિયાળને જિન લશ્કરે છૂટી પાડીને યાનજિંગ(હવે બેઈજિંગ)ના પાટનગરમાં મોકલી આપી હતી, પણ ત્યાં તેઓ તેના છૂટા પૂરજાઓને પાછા ગોઠવી શક્યા નહોતા. પરિણામે, સુ સોંગના પુત્ર સુ ક્સિએને તેની પ્રતિકૃતિ બનાવવા માટેનો આદેશ આપવામાં આવ્યો.

 

ઝાંગ સિક્સુન અને સુ સોંગે, અનુક્રમે 10મી અને 11મી સદીમાં બાંધેલા ઘડિયાળના ટાવરોમાં, ટકોરાવાળી ઘડિયાળની યંત્રરચના, કલાકોને સૂચિત કરનારા ઘડિયાળના જૅકનો ઉપયોગ પણ થયો હતો. ચીનની બહાર, ટકોરા પાડતી બીજી ઘડિયાળ તે સીરિયાના દામાસ્કસમાં ઉમાય્યાદ મસ્જિદ ખાતેની જયરુન જળ ઘડિયાળ હતી, જે દર કલાકે એક ટકોરો પાડતી. તેને 12મી સદીમાં મુહમ્મદ અલ-સા'અતી દ્વારા બનાવવામાં આવી હતી, અને પાછળથી તેના પુત્ર રિદવાન ઈબ્ન અલ-સા'અતીએ, તેના પુસ્તક ઓન ધ કન્સ્ટ્રક્શન ઓફ ક્લોક્સ એન્ડ ધેર યુઝ (1203)માં, ઘડિયાળનું સમારકામ કરતી વખતે તેનું વર્ણન આપ્યું હતું. 1235માં, બગદાદમાં મુસ્તાનસિરિયા મદ્રેસાના પ્રવેશ ખંડમાં આરંભની જળ-શક્તિથી સંચાલિત અલાર્મ ઘડિયાળનું કામ પૂરું થયું, તે "બંદગીના નિયત કલાકો અને દિવસ તેમ જ રાત્રિ એમ બંને વખતે સમય ઘોષિત કરતી હતી."

સૌથી પહેલી ગિઅર સાથેની ઘડિયાળ 11મી સદીમાં ઈસ્લામિક આઈબિરીયામાં આરબ ઈજનેર ઈબ્ન ખાલાફ અલ-મુરાદીએ શોધી હતી; તે એક જળ ઘડિયાળ હતી જેમાં ખંડીય અને એપિસાયક્લિક(epicyclic) એમ બંને ગિઅરિંગ સમાવતી એક જટિલ ગિઅર ટ્રેન યંત્રરચના હતી, આ યંત્રરચના ઊંચી ટૉર્ક(ફેરવવાની શક્તિ)ને વહન કરવા માટે શક્તિમાન હતી. 14મી સદીના મધ્યમાં યાંત્રિક ઘડિયાળો આવી ત્યાં સુધી આ ઘડિયાળ વિકસિત જટિલ ગિઅરિંગના ઉપયોગની બાબતમાં અજોડ રહી હતી. અલ-મુરાદીની ઘડિયાળમાં તેની હાઈડ્રોલિક સાંકળોમાં પારાનો ઉપયોગ પણ કરવામાં આવ્યો હતો, કે જે યાંત્રિક રીતે સ્વચાલિત કામ આપી શકે. કાસ્ટિલેના અલ્ફોન્સો એક્સ(X)ના હાથ નીચે કામ કરતાં અભ્યાસુઓ અલ-મુરાદીના કામથી માહિતગાર હતા, અને તેથી યુરોપિયન યાંત્રિક ઘડિયાળોના વિકાસમાં આ યંત્રરચનાએ ભાગ ભજવ્યો હોઈ શકે છે. મધ્યયુગીન મુસ્લિમ ઈજનેરો દ્વારા બનાવવામાં આવેલી અન્ય સ્મારક જળ ઘડિયાળોમાં પણ જટિલ ગિઅર ટ્રેનો અને ઓટોમેટાની હારમાળાઓનો ઉપયોગ થયો હતો. સૌથી પૂર્વકાલીન ગ્રીકો અને ચીની લોકોની જેમ, આરબ ઈજનેરોએ પણ એ વખતે પ્રવાહી-સંચાલિત ગતિનિયામક યંત્રરચનાઓ વિકસાવી હતી, જે તેમણે પોતાની કેટલીક જળ ઘડિયાળોમાં લાગુ કરી હતી. વજનિયાં તરીકે ભારે ફ્લોટ્સ ઉપયોગ થયો હતો અને ગતિનિયામક યંત્રરચના માટે કોન્સ્ટન્ટ-હેડનો ઉપયોગ થયો હતો, જે તેમણે વાપરેલાં હાઈડ્રોલિક નિયંત્રણોમાં મોજૂદ હતા, જેનો ઉપયોગ કરીને ભારે ફ્લોટ્સને ધીમા અને એકધારા દરે ઊતરવા દેવામાં આવતું હતું.

1277ના વખતનો સ્પેનિશ ગ્રંથ, લિબ્રોસ દેલ સાબેર દે અસ્ટ્રોનોમિયા(Libros del saber de Astronomia) માં એક પારાની ઘડિયાળના વર્ણન માટે અરબી કૃતિઓના અનુવાદો અને શાબ્દિક રૂપાંતર ધરાવતું હતું, યાંત્રિક ઘડિયાળો અંગેની મુસ્લિમોની જાણકારીના પુરાવા માટે કેટલીકવાર આ દાખલાને ટાંકવામાં આવે છે. જો કે, ખરેખર એ સાધન એક નળાકાર ખંડીય જળ ઘડિયાળ હતું, જેને સંબંધિત વિભાગના યહૂદી લેખક, રબ્બી આઈઝેકે, ભારે પદાર્થો કઈ રીતે ઊંચકી શકાય તે અંગેના હેરોન ઓફ ઍલેક્ઝાન્ડ્રિયા (fl. ઈ.સ. 1લી સદી) સાથે ઓળખાતા "ઈરાન" નામના કોઈ ફિલસૂફે વર્ણવેલા સિદ્ધાન્તો વાપરીને બનાવ્યું હતું.

ખગોળીય ઘડિયાળો

 

11મી સદી દરમ્યાન સોંગ રાજવંશમાં, ચીની ખગોળશાસ્ત્રી, ઘડિયાળવિદ્ અને યાંત્રિક ઈજનેર સુ સોંગે કૈફેંગ શહેરના તેના પોતાના ઘડિયાળ-ટાવર માટે એક જળ-સંચાલિત ખગોળીય ઘડિયાળ બનાવી. તેમાં ગતિનિયામક યંત્રરચના તેમ જ સૌથી પહેલી જાણમાં આવી હોય તેવી અંતવિહીન કાર્યશક્તિ-વહન શૃંખલા ડ્રાઈવનો ઉપયોગ થયો હતો, જે વલયીય ગોળાને ચલાવતી હતી.

તેને સમકાલીન મુસ્લિમ ખગોળશાસ્ત્રીઓએ પણ તેમની મસ્જિદો અને વેધશાળાઓમાં ઉપયોગ અર્થે અત્યંત ચોક્કસ એવી ખગોળશાસ્ત્રીય ઘડિયાળોના જુદા જુદા પ્રકારો બનાવ્યા હતા, જેમ કે 1206માં અલ-જાઝારી દ્વારા બનાવાયેલી જળ-સંચાલિત ખગોળીય ઘડિયાળ, અને 14મી સદીના આરંભમાં ઈબ્ન અલ-શાતિરે બનાવેલી નક્ષત્ર/અક્ષમાપક ઘડિયાળ. સૌથી વધુ વિકસિત સમયદર્શક અક્ષમાપક યંત્રો એ 11મી સદીમાં અબુ રાયહાન બિરુની (Abū Rayhān Bīrūnī) દ્વારા અને 13મી સદીમાં મુહમ્મદ ઈબ્ન અબી બક્ર દ્વારા ડિઝાઈન કરાયેલી ગિઅરયુક્ત અક્ષમાપક યંત્રરચનાઓ હતી. આ સાધનો સમયદર્શક યંત્રો અને પંચાંગ (કૅલેન્ડર) એમ બંનેની ગરજ સારતાં હતાં.

 

1206માં અલ-જાઝારીએ એક અતિવિકસિત જળ-સંચાલિત ખગોળીય ઘડિયાળ બનાવી હતી. કેટલાકના મતે આ કિલ્લાની ઘડિયાળ એ પ્રોગ્રામ કરી શકાય તેવા ઍનાલોગ (અનુરૂપ) કમ્પ્યૂટરનું આરંભકાળનું ઉદાહરણ હતી. તે એક જટીલ સાધન હતું, જે લગભગ 11 ફૂટ જેટલું ઊંચું હતું, અને સમયસૂચન ઉપરાંત બીજાં અનેક કાર્યો કરવા સક્ષમ હતું. તેમાં રાશિચક્ર અને સૂર્યની તથા ચંદ્રની ભ્રમણકક્ષાઓ દર્શાવવામાં આવી હતી, અને બીજના ચંદ્રના આકારમાં એક પોઈન્ટર હતું જે એક પ્રવેશમાર્ગની સૌથી ઉપરથી પસાર થતું હતું,, એક છૂપું ગાડું તેને ગતિ આપતું હતું અને તેના કારણે દર કલાકે, સ્વયંસંચાલિત દરવાજાઓ ખૂલતાં અને તે દરેકમાંથી એક પૂતળું બહાર આવતું. આખા વર્ષ દરમ્યાન દિવસ અને રાતની બદલાતી લંબાઈઓ અનુસાર દિવસ અને રાતની લંબાઈને ફરીથી ગોઠવી શકાય તેવી તેમાં વ્યવસ્થા હતી. આ ઘડિયાળમાં બીજી પણ એવી અસંખ્ય સ્વસંચાલિત(ઓટોમેટ) રચનાઓ હતી, જેમ કે જ્યારે જળચક્ર સાથે જોડાયેલાં છૂપાં કૅમશાફ્ટ દ્વારા સંચાલિત ઉચ્ચાલકો ખસેડાય ત્યારે બાજ પક્ષીઓ અને સંગીતકારો આપમેળે સંગીત બજાવતાં હતાં.

પ્રાચીન મૂળ ધરાવતાં આધુનિક સાધનો

 

મુસ્લિમ ખગોળશાસ્ત્રીઓએ છાયાયંત્રોને વધુ આગળ વિકસાવ્યાં. પ્રાચીન છાયાયંત્રો નોડસ-આધારિત, સીધી કલાક રેખાઓ ધરાવતાં હતાં, તે અસમાન કલાકો દર્શાવતા- જેને હંગામી કલાકો પણ કહેવામાં આવતા, જે ઋતુઓ સાથે બદલાતા રહેતા. વર્ષનો કયો ભાગ છે તેને ધ્યાનમાં લીધા વિના તેમાં દરેક દિવસને 12 સરખા હિસ્સાઓમાં વહેંચવામાં આવ્યો હતો; આમ, શિયાળામાં કલાકો ટૂંકા રહેતા અને ઉનાળામાં લાંબા. આખા વર્ષ દરમ્યાન એકસરખી લંબાઈના કલાકો રાખવાનો વિચાર 1371માં અબુ'લ-હસન ઈબ્ન અલ-શાતિરની ખોજ હતી, જે મુહમ્મદ ઈબ્ન જાબીર અલ-બાત્તાની(અલબૅતેગ્ની)એ ત્રિકોણમિતિમાં કરેલી આરંભની શોધખોળો પર આધારિત હતી. ઈબ્ન અલ-શાતિરને ખબર હતી કે "પૃથ્વીની ધરીને સમાંતર હોય તેવો (છાયા)શંકુ વાપરવાથી એવા છાયાયંત્રો બનશે જેની કલાક રેખાઓ વર્ષના ગમે તે દિવસે એકસરખા કલાકો દર્શાવશે." તેનું છાયાયંત્ર એ આજે પણ અસ્તિત્વમાં હોય તેવું સૌથી પુરાણું ધ્રુવાભિમુખ-ધરી ધરાવતું છાયાયંત્ર છે. 1446માં આ વિચાર પશ્ચિમી છાયાયંત્રોમાં દેખાવો શરૂ થયો.

સૂર્યકેન્દ્રીયતા અને એકસરખા કલાકો અંગે સ્વીકૃતિ સ્થપાયા પછી, તેમ જ ત્રિકોણમિતિમાં વધુ પ્રગતિ સધાયા પછી, રિનેસન્સ (નવજાગરણ- 14માથી 16મા સૈકાનો ગાળો) દરમ્યાન છાયાયંત્રો તેમના હાલના રૂપમાં વિકાસ પામ્યા, અને તે દરમ્યાન વિશાળ સંખ્યામાં બનતા થયા. 1524માં, ફ્રેન્ચ ખગોળશાસ્ત્રી ઓરોન્સે ફાઈને આઇવરિ (હાથીદાંતનું) છાયાયંત્ર બનાવ્યું, જે હજી પણ મોજૂદ છે; પાછળથી, 1570માં, ઈટાલિયન ખગોળશાસ્ત્રી ગિઓવાનની પાદોવાનીએ મ્યુરલ (ઊભા) અને ક્ષિતિજસમાંતર છાયાયંત્રોના નિર્માણ અને માંડણી માટેની સૂચનાઓ સમાવતો એક નિરૂપણ ગ્રંથ પ્રકાશિત કર્યો. એ જ રીતે, ગ્યૂસેપ્પ બિઆનસાનીનું કન્સ્ટ્રક્ટિયો ઈન્સ્ટ્રુમેન્ટી એડ હોરોલોજિયા સોલારિયા (Constructio instrumenti ad horologia solaria) (આશરે 1620) કેવી રીતે છાયાયંત્રો બનાવવા તેને ચર્ચે છે.

પોર્ટુગીઝ વહાણવટી ફેર્ડીનાન્દ માગેલાને 1522માં પૃથ્વી ફરતે તેની વહાણની પ્રદક્ષિણા દરમ્યાન દરેક વહાણ પર 18 રેત-ઘડિયાળો વાપરી. સમુદ્ર પર સમય માપવાની જૂજ વિશ્વસનીય પદ્ધતિઓમાંથી એક તે રેત-ઘડિયાળ હોવાથી, એવું અનુમાન કરવામાં આવે છે કે તેનો ઉપયોગ છેક 11મી સદી જેટલા પહેલેના સમયમાં લાકડાનાં વહાણોમાં થતો હતો, જ્યારે તેણે નૌકાનયન માટે સહાયક તરીકે ચુંબકીય હોકાયંત્રને પૂરક કામ આપ્યું હશે. અલબત્ત, તેના ઉપયોગનો સૌથી જૂનો પુરાવો 1338ના અમ્બ્રોગિઓ લોરેનઝેટ્ટીના ચિત્ર, ઍલિગરિ ઓફ ગુડ ગવર્મેન્ટ માં જોવા મળે છે. 15મી સદી પછી, સમુદ્ર પર, ચર્ચોમાં, ઉદ્યોગોમાં અને રસોઈમાં સુદ્ધાં રેત-ઘડિયાળના વ્યાપક ઉપયોગો થવા માંડ્યા; તે સમય-માપણીનું પ્રથમ ભરોસાપાત્ર, પુનઃઉપયોગક્ષમ, પ્રમાણમાં ચોક્કસ, અને આસાનીથી બનાવી શકાય તેવું સાધન હતું. રેત-ઘડિયાળના કેટલાંક પ્રતીકાત્મક અર્થો પણ થવા માંડ્યા, જેમ કે મૃત્યુ, ક્ષણભંગુરતા, તક, અને સામાન્ય રીતે દાઢીધારી, ઘરડા માણસના રૂપમાં રજૂ કરાતા ફાધર ટાઈમ. જો કે ચીનમાં પણ તેમનો ઉપયોગ થતો હતો, પણ ત્યાં રેત-ઘડિયાળોનો ઇતિહાસ અણજાણીતો છે.

ઘડિયાળો

 

ઘડિયાળમાં કાંડા-ઘડિયાળથી માંડીને લોંગ નાઉની ઘડિયાળ સુધીનાં, વ્યાપક પટનાં સાધનોનો સમાવેશ થાય છે. ઘડિયાળ માટેનો અંગ્રેજી શબ્દ ક્લોક(clock) મધ્યયુગના ઈંગ્લિશ શબ્દ 0}clokke પરથી, ઓલ્ડ નોર્થ ફ્રેન્ચ cloque પરથી, અથવા મધ્યયુગના ડચ શબ્દ clocke પરથી આવ્યો હોવાનું કહેવાય છે, આ તમામ મૂળ શબ્દોનો અર્થ ઘંટ/ઘંટડી (બેલ) થાય છે, અને તે મધ્યયુગીન લૅટિન clocca પરથી બન્યો છે, જેનો અર્થ પણ ઘંટ/ઘંટડી જ થાય છે. ખરે જ, સમયના ગાળાને સૂચવવા માટે ઘંટનો ઉપયોગ થતો હતો; સમુદ્ર પર અને મઠોમાં વીતતા કલાકોને તે સૂચવતા હતા.

સમગ્ર ઇતિહાસમાં, ઘડિયાળોની કાર્યશક્તિ માટે વિવિધ સ્રોતો જોવા મળ્યા હતા, જેમાં ગુરુત્વાકર્ષણ બળ, સ્પ્રિંગો અને વીજળીનો સમાવેશ થાય છે. યાંત્રિક ઘડિયાળની કારીગરીની શોધનું શ્રેય સામાન્ય રીતે ચીની અધિકારી લિઆંગ લિંગઝાન અને સાધુ યી ઝિંગને આપવામાં આવે છે. અલબત્ત, પશ્ચિમમાં 14મી સદી સુધી યાંત્રિક ઘડિયાળો વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતી નહોતી. મધ્યયુગીન મઠ/આશ્રમોમાં પ્રાર્થના માટેનો નિયમિત સમય જાળવવા માટે ઘડિયાળોનો ઉપયોગ થતો. ઘડિયાળમાં સતત સુધારણા થતી રહી, અને 17મી સદીમાં ડચ વિજ્ઞાની, ક્રિસ્તિઆન હુયગેન્સે પ્રથમ લોલક ઘડિયાળ ડિઝાઈન કરી તથા તેને બનાવી.

પશ્ચિમની આરંભની યાંત્રિક ઘડિયાળો

સૌથી શરૂઆતના મધ્યયુગીન યુરોપિયન ઘડિયાળ બનાવનારા ખ્રિસ્તી સાધુઓ હતા. મધ્યયુગીન ધાર્મિક સંસ્થાઓને ઘડિયાળની જરૂર પડતી કારણ કે દૈનિક પ્રાર્થના અને કામની સારણીનું સખતાઈપૂર્વક નિયમન થતું. વિવિધ પ્રકારના સમય-કહેતાં અને રૅકોર્ડ કરતાં સાધનોની મદદથી કરવામાં આવતું, જેમ કે જળ ઘડિયાળો, છાયાયંત્રો અને અંશાંકિત મીણબત્તીઓ, જે સંભવતઃ એક બીજા સાથે પણ વપરાતાં. જ્યારે યાંત્રિક ઘડિયાળોનો ઉપયોગ કરવામાં આવતો, ત્યારે ચોક્સાઈની ખાતરી કરવા માટે ઘણે ભાગે તેમને દિવસમાં કમસે કમ બે વખત વાઉન્ડ(wound) કરવામાં આવતી. અગત્યના સમયો અને ગાળાઓને ઘંટ દ્વારા, કાં તો હાથથી વગાડીને અથવા પડતાં વજનિયા અથવા ફરતા મુશળ જેવા યાંત્રિક સાધન વડે વગાડીને જાહેર કરવામાં આવતા.

છેક 850 જેટલા પહેલાંના સમયમાં, વેરોનાના આર્ચડીકન, પૅસિફિસસે એક જળ ઘડિયાળ (હોરોલોજિયમ નોક્ટ્રનમ ) બંધાવી હતી.

ઇતિહાસકાર થોમસ વૂડ્સ લખે છે તેમ, ઘડિયાળોના વિકાસમાં ધાર્મિક આવશ્યકતાઓ અને મધ્યયુગીન સાધુઓની તકનિકી કુશળતા નિર્ણાયક પરિબળો બન્યાં હતાઃ ઢાંચો:Bquote

 

11મી સદીનાં લખાણોમાં ઘડિયાળોની હાજરી દર્શાવે છે કે એ ગાળામાં તે યુરોપમાં સારી-એવી જાણીતી હતી. 14મી સદીની શરૂઆતમાં, ફ્લોરેન્ટાઈન કવિ દાન્તે અલિઘિએરીએ પોતાની પૅરાડિસો માં એક ઘડિયાળનો ઉલ્લેખ કર્યો હતો; આ ઉલ્લેખને કલાકે ટકોરા મારતી ઘડિયાળના પ્રથમ સાહિત્યિક સંદર્ભ તરીકે ગણવામાં આવે છે. ઘડિયાળકામનું સૌથી પહેલું વિગતવાર વર્ણન પાદ્વા ખાતે ખગોળશાસ્ત્રના પ્રોફેસર, ગિઓવાનની દ દોન્દીએ, તેમના 1364ના નિરૂપણ ગ્રંથ Il ટ્રેક્ટાટસ અસ્ત્રારી(Il Tractatus Astrarii) માં રજૂ કર્યું છે. તેનાથી પ્રેરાઈને કેટલીક આધુનિક પ્રતિકૃતિઓ બની, જેમાંની કેટલીક લંડનના સાયન્સ મ્યૂઝિઅમમાં અને સ્મિથસોનિયન ઈન્સ્ટિટ્યૂશનમાં પણ બની. આ સમયગાળામાં બંધાયેલી ઘડિયાળોના અન્ય નોંધપાત્ર ઉદાહરણો છે મિલાન (1335), સ્ટ્રાસબોર્ગ (1354), લુન્ડ (1380), રોઉએન (1389) અને પ્રાગ્યુ (1462).

આશરે 1386ના વખતની, સૅલિસબરી કૅથેડ્રલ ક્લોક, હજી પણ પોતાના મૂળ પૂરજાઓ સહિત, ચાલુ સ્થિતિમાં હોય તેવી વિશ્વની સૌથી જૂની ઘડિયાળ છે. તેને કોઈ તકતી નથી, કારણ કે તેનો હેતુ વખતોવખત ચોક્કસ સમયાનુસાર ઘંટ વગાડવાનો છે. લગભગ 1.2 metres (3.9 ft) ચો. માપ ધરાવતી આ ઘડિયાળના ચક્રો અને ગિઅરો, ખુલ્લી, ખોખાં-જેવી દેખાતી લોખંડની ખુલ્લી ફ્રેમમાં બેસાડવામાં આવ્યા છે. ધાતુની માથા વિનાની ખીલીઓ અને ડટ્ટા વડે તેનું ફ્રેમવર્ક એકસાથે રાખવામાં આવ્યું છે, અને આ સમયની ઘડિયાળો માટે પ્રમાણભૂત ગણાતું તેમ તેની ગતિનિયામક કળ એ ધાર પર અને ફોલિઓટ પ્રકારની છે. ગરગડી પરથી લટકતા બે વિશાળ પથ્થરો થકી તેને કાર્યશક્તિ પહોંચાડવામાં આવે છે. જેમ વજનિયાં નીચે પડે, તેમ લાકડાનાં પીપો પરથી દોરડું છૂટતું જાય. એક પીપ મુખ્ય ચક્રને ચલાવે છે, જે ગતિનિયામક દ્વારા નિયંત્રણ પામે છે, અને બીજું ટકોરાની યંત્રરચનાને અને હવારોધકને ચલાવે છે.

પીટર લાઈટફૂટની આશરે 1390માં બંધાયેલી વેલ્સ કૅથેડ્રલ ક્લોક, પણ નોંધ લેવા જેવી છે. તેની તકતી વિશ્વ માટેનો ભૂકેન્દ્રીય દૃષ્ટિકોણ રજૂ કરે છે, જેમાં સૂર્ય અને ચંદ્ર, વચ્ચે સ્થિર પૃથ્વીની આસપાસ વર્તુળાકારે ફરે છે. મૂળ મધ્યયુગીન ચહેરાને રજૂ કરતી હોવાથી, કોપેર્નિકન-પહેલાંના વિશ્વના દાર્શનિક મૉડલને બતાવતી હોવા માટે તે અજોડ છે. ઘડિયાળની ઉપર આકૃતિઓનું જૂથ છે, જે ઘંટ વગાડે છે, અને ઘોડે બેઠેલા ઉમરાવો છે જે દર 15 મિનિટે પટ્ટી પર વર્તુળાકારે ફરે છે. 17મી સદીમાં, આ ઘડિયાળ લોલક ઘડિયાળમાં અને ઍંકર ગતિનિયામકમાં પરિવર્તિત થઈ ગઈ, અને 1884માં તેને લંડનના સાયન્સ મ્યૂઝિઅમમાં મૂકવામાં આવી, જ્યાં તે કાર્યરત સ્થિતિમાં રહી. આવી જ ખગોળીય ઘડિયાળો અથવા હોરોલોગ્સ , એક્સિટર, ઓટ્ટેરી સેંટ મૅરી, અને વિમ્બોર્ન મિન્સ્ટરમાં જોઈ શકાય છે.

 

આજ સુધી ટકી ન શકી તેવી એક ઘડિયાળ તે સેંટ અલ્બાન્સની ઍબી હતી, તેને 14મી સદીમાં મઠાધિપતિ રિચાર્ડ ઓફ વૉલિંગફોર્ડે બંધાવી હતી. હેન્રી આઠમાએ મઠ/આશ્રમોનું જે વિસર્જન કર્યું તે દરમ્યાન કદાચ તે નાશ પામી, પરંતુ તેની ડિઝાઈન અંગેની મઠાધિપતિની નોંધો પરથી તેના પૂરા-કદનું પુનર્નિમાણ થઈ શક્યું. સમય દર્શાવવાની સાથે સાથે, ખગોળીય ઘડિયાળ ચંદ્ર ગ્રહણોનું ચોક્કસ અનુમાન કરી શકતી, અને તેમાં સૂર્ય, ચંદ્ર (યુગ, કળા, અને ગ્રહણનું છેદબિંદુ), તારાઓ અને ગ્રહો, તેમ જ ભાવિનું ચક્ર, અને લંડન બ્રિજ ખાતે ભરતીઓટની સ્થિતિ દર્શક પણ બતાવતી હોઈ શકે. થોમસ વૂડ્સ પ્રમાણે, "ટૅકનોલૉજીને લગતા વિકાસમાં તેની તોલે આવે તેવી કોઈ ઘડિયાળ કમ સે કમ બીજી બે સદી સુધી જોવા મળી નહોતી." ગિઓવાનની દ દોન્દી આવો જ એક બીજો યાંત્રિક ઘડિયાળનો નિર્માતા હતો, તેની ઘડિયાળ બચી શકી નહોતી, પણ ડિઝાઈનોના આધારે તેની પ્રતિકૃતિ બનાવવામાં આવી હતી. દ દોન્દીની ઘડિયાળ સાત-મોં ધરાવતી 107 ગતિશીલ હિસ્સાઓની બનેલી હતી, જે સૂર્ય, ચંદ્ર, અને પાંચ ગ્રહો, તેમ જ ધાર્મિક ઉત્સવના દિવસો બતાવતા હતા. લગભગ આ ગાળામાં, મઠ અને આશ્રમો(મૉનેસ્ટરિઓ)માં અગત્યના પ્રસંગો અને સમયો ધ્યાનમાં રાખવા માટે યાંત્રિક ઘડિયાળોને ઉપયોગમાં લેવી શરૂ થઈ હતી, જેણે ધીમે ધીમે એ જ ઉદ્દેશ સર કરતી જળ-ઘડિયાળોનું સ્થાન લઈ લીધું.

મધ્ય યુગ દરમ્યાન, ઘડિયાળોનો ઉપયોગ મહદ્ અંશે ધાર્મિક હેતુઓ માટે થતો; તે સિવાય બિનસાંપ્રદાયિક સમયદર્શક તરીકે તેને પહેલી વખત લગભગ 15મી સદીની આસપાસ ઉપયોગમાં લેવામાં આવી. ડબ્લિનમાં, સમયની જાહેર-સરકારી માપણી એ એક સ્થાનિક પ્રથા બની ગઈ, અને 1466 સુધીમાં થોલસેલ(નગર કોર્ટ અને કાઉન્સિલ ચેમ્બર)ની ટોચે જાહેર ઘડિયાળ ઊભી કરી દેવામાં આવી. આયર્લૅન્ડમાં તે કદાચ તેના જેવા પ્રકારની પ્રથમ ઘડિયાળ હતી, અને તે માત્ર કલાક-કાંટો જ ધરાવતી હતી. કિલ્લાઓની વધતી જતી જાહોજલાલીના પ્રતાપે મિનારાની ઘડિયાળો અસ્તિત્વમાં આવી. લીડ્સ કિલ્લા પરની 1435ની ઉદાહરણરૂપ ઘડિયાળ બચી જવા પામી છે; તેના ચહેરાને ઈશુખ્રિસ્તના ક્રૂસારોપણની, મૅરીની અને સંત જ્યોર્જની તસવીરોથી સજાવવામાં આવ્યો છે.

મધ્ય યુગ દરમ્યાનના પશ્ચિમ યુરોપમાંના ઘડિયાળ-ટાવરોમાં કેટલીક વખત ડંકા બજાવતી ઘડિયાળો હતી. આવી સૌથી પ્રખ્યાત મૂળ ઘડિયાળ, જે હજી પણ ટાવર પર છે, તે કદાચ વેનિસના સંત માર્ક ચોકમાં સંત માર્ક ક્લોક ટાવરની ટોચ પરની સંત માર્ક ક્લોક છે, જેને 1493માં રેગ્ગિઓ ઍમિલિયામાંથી ઘડિયાળ-નિર્માતા ગિઆન કાર્લો રેનિઅરી દ્વારા એકત્રિત કરવામાં આવી હતી. 1497માં, સિમોન કૅમ્પાનાટોએ વિશાળ ડંકો ઘડ્યો, જેની પર દરેક નિશ્ચિત વીતેલા-સમયે ડ્યૂ મોરી (બે હબસીઓ ) તરીકે ઓળખાતી બે યાંત્રિક કાંસાની મૂર્તિઓ (ઊંચાઈ 2,60 મી.) મોગરીથી ડંકો વગાડતી. તેનાથી પણ પહેલાંની ઘડિયાળ તે (1490માં હાનુસ તરીકે પણ ઓળખાતા ઘડિયાળનિષ્ણાત જૅન રુઝે દ્વારા નિર્મિત) પ્રાગ ખગોળીય ઘડિયાળ છે, કે જેને એક અન્ય સ્રોતે જણાવ્યા અનુસાર 1410 જેટલા અગાઉના સમયમાં ઘડિયાળ-કારીગર મિકુલસ ઓફ કાદાન અને ગણિતશાસ્ત્રી જૅન સિન્ડેલ દ્વારા એકત્રિત કરીને બનાવવામાં આવી હતી. તેમાં દરરોજ કલાકે કલાકે ઍનિમેટેડ પૂતળાંઓની રૂપકાત્મક પરેડ ઘંટ વગાડતી હતી.

આરંભની ઘડિયાળની તકતીઓમાં મિનિટો અને સેકન્ડો દર્શાવવાની વ્યવસ્થા નહોતી. મિનિટ દર્શક તકતી ધરાવતી ઘડિયાળ વિશેનો ઉલ્લેખ 1475ની એક હસ્તપ્રતમાં થયેલો છે, અને જર્મનીમાં 15મી સદીમાં મિનિટ અને સેકન્ડ સૂચવતી ઘડિયાળો અસ્તિત્વ ધરાવતી હતી. મેજ ઘડિયાળો કે જે મિનિટો અને સેકન્ડો સૂચવતી હતી તે આ સમયગાળાથી અવારનવાર બનતી થઈ હતી, પણ જ્યાં સુધી લોલક ઘડિયાળ દ્વારા અને કાંડા ઘડિયાળોમાં, સર્પાકાર સંતુલન સ્પ્રિંગ દ્વારા ચોક્કસાઈ મેળવવી શક્ય બની નહીં ત્યાં સુધી તે પ્રચલિત બની નહોતી. 16મી સદીના ખગોળશાસ્ત્રી ટાયચો બ્રાહે તારાઓની સ્થિતિનું અવલોકન કરવા માટે મિનિટ અને સેકન્ડો સૂચવતી ઘડિયાળો વાપરતા.

તુર્ક યાંત્રિક ઘડિયાળો

1556ની આસપાસ લખાયેલા પોતાના પુસ્તક, ધ બ્રાઈટેસ્ટ સ્ટાર્સ ફોર ધ કન્સ્ટ્રક્શન ઓફ મિકેનિકલ ક્લોક્સ (Al-Kawākib al-durriyya fī wadh' al-bankāmat al-dawriyya )માં, તુર્ક ઈજનેર તાકી અલ-દિને વર્જ-અને-ફોલિઓટ ગતિનિયામક, ગિઅરોની સ્ટ્રાઈકિંગ ટ્રેન, અલાર્મ, અને ચંદ્રની કળાઓના પ્રતિનિધિત્વ સહિતની એક વજન-સંચાલિત ઘડિયાળનું વર્ણન કર્યું છે. 15મી-સદીની શરૂઆતની યુરોપિયન યાંત્રિક અલાર્મ ઘડિયાળોની જેમ, તેમાં યોગ્ય સમય પર ડાયલ ચક્ર પર ખીલી મૂકવાથી અલાર્મ ગોઠવાતો હતો. ઘડિયાળ કલાક, ડિગ્રી અને મિનિટ એમ ત્રણ ડાયલ(ચંદો) ધરાવતી હતી. પાછળથી તાકી અલ-દિને ઈસ્તાનબુલ વેધશાળા માટે એક ઘડિયાળ બનાવી હતી, જેમાં તેમણે સાચાં ઉદ્ગમોના અવલોકન માટે તેનો ઉપયોગ કર્યો હતો, તેમના શબ્દોમાં: "આપણે ત્રણ ડાયલ (ચંદો) ધરાવતી એક યાંત્રિક ઘડિયાળ બનાવી છે, જે કલાકો, મિનિટો, અને સેકન્ડો બતાવે. અમે દરેક મિનિટને પાંચ સેકન્ડમાં વહેંચી છે."^{[પાનાં ક્રમાંક જરૂરી છે]} 16મી-સદીના વ્યવહારુ ખગોળશાસ્ત્રમાં આ એક અગત્યનો ફેરફાર હતો, કારણ કે સદીની શરૂઆતમાં ઘડિયાળો ખગોળીય હેતુઓ માટે વાપરી શકાય તેટલી ચોક્કસ નહોતી.

સમયને મિનિટોમાં માપતી એક ઘડિયાળ, તુર્ક ઘડિયાળ-કારીગર, મેશુર શેય્હ દેદેએ 1702માં બનાવી હતી.

લોલક ઘડિયાળો

યાંત્રિક ઘડિયાળમાં નવી વસ્તુઓ ઉમેરાતી રહી, જેના ભાગરૂપે 15મી સદીમાં ઘરેલૂ વપરાશની ઘડિયાળોનું કદ નાનું કરવામાં આવ્યું, અને 16મી સદીમાં વ્યક્તિગત ઘડિયાળો આવી. 1580ના દાયકામાં, ઈટાલિયન મહાન બહુવિદ્ ગૅલિલીઓ ગૅલિલીએ લોલકના નિયમિત આંદોલનોનો કાળજીપૂર્વક અભ્યાસ કર્યો, અને શોધ્યું કે એક ઘડિયાળનું નિયમન માટે પણ તેનો ઉપયોગ થઈ શકે છે. ગૅલિલીઓએ છેક 1582 જેટલા પહેલાં લોલકનો અભ્યાસ કર્યો હોવા છતાં, તેણે ખરેખર ક્યારેય એ ડિઝાઈન પર આધારિત ઘડિયાળ બનાવી નહીં. પ્રથમ લોલક ઘડિયાળ એક ડચ વિજ્ઞાની, ક્રિસ્તિઆન હેયગેન્સે 1656માં ડિઝાઈન કરી તેમ જ બનાવી હતી. શરૂઆતની ઘડિયાળોમાં પ્રતિ દિવસ એક મિનિટ કરતાં ઓછી ભૂલ આવતી હતી, અને પાછળથી તો માત્ર 10 સેકન્ડ જેટલી ભૂલ આવતી, અને પોતાના સમયમાં અત્યંત ચોક્કસ બની હતી.

17મી અને 18મી સદીઓમાં લોલક ઘડિયાળોના વિકાસમાં મુખ્ય યોગદાન આપનાર બીજા તે જેઝ્યુઈટ હતા, જે "ચોકસાઈની અગત્યતાની અસામાન્ય એવી કિંમત આંકતા" હતા. ઉદાહરણ તરીકે, એક-સેકન્ડના લોલકનું ચોક્કસ માપ લેવામાં, ઈટાલિયન ખગોળશાસ્ત્રના પિતા ગિઓવાનની બૅટ્ટીસ્તા રિકસિઓલીએ નવ સાથી જેઝ્યુઇટોને "એક જ દિવસમાં લગભગ 87,000 આવર્તનો ગણવા માટે" મનાવ્યા હતા. તે ગાળાના વૈજ્ઞાનિક વિચારોનું પરીક્ષણ કરવામાં અને તેમને ફેલાવવામાં તેમણે નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવી હતી, અને હેયગન્સ જેવા સમકાલીન વિજ્ઞાનીઓ સાથે જોડાયા હતા.

આધુનિક લાંબા કબાટવાળી ઘડિયાળ, જે ગ્રાન્ડફાધર ક્લોક તરીકે પણ જાણીતી છે, તેનાં મૂળિયાં આશરે 1670માં ઍંકર ગતિનિયામક યંત્રરચનાની શોધમાં સમાયેલાં છે. તે પહેલાં, લોલક ઘડિયાળોમાં જૂની વર્જ ઈસ્કૅપમેન્ટ યંત્રરચના વપરાતી હતી, જેમાં લોલકને આંદોલન માટે ખૂબ મોટા વિસ્તારની, આશરે 100°ના આંદોલનની જરૂર પડતી. અત્યંત મોટા કબાટની જરૂરિયાતને ટાળવા માટે, મોટા ભાગની ઘડિયાળોમાં ટૂંકું લોલક ધરાવતી વર્જ ઈસ્કૅપમેન્ટ યંત્રરચના વાપરવામાં આવતી હતી. જો કે ઍંકર યંત્રરચનાએ, લોલકના આવશ્યક આંદોલનને ઘટાડીને 4°થી 6° જેટલો કરી દીધો, જેના કારણે ઘડિયાળીઓ માટે વધુ લાંબા લોલકો અને પરિણામે વધુ ધીમી ટિક ટિક ધરાવતી ઘડિયાળો બનાવવાનું શક્ય બન્યું. આ લાંબા લોલકોને ગતિ માટે ઓછી કાર્યશક્તિની જરૂર પડતી, તે ઓછો પ્રતિરોધ અને ઘસારો જન્માવતાં, તથા પોતાના ટૂંકા પૂર્વજો કરતાં તે વધુ ચોક્કસ હતાં. મોટા ભાગની લાંબા કબાટવાળી ઘડિયાળોમાં લોલકના ગોળાની મધ્યમાં એક મીટર (39 ઈંચ) જેટલું લાંબું લોલક વાપરવામાં આવે છે, જેમાં લોલકનું દરેક આંદોલન એક સેકન્ડ લે છે. ઊંચાઈ માટેની આટલી જરૂરિયાત, અને તેની સાથે સાથે ઘડિયાળને કાર્યશક્તિ આપતાં વજનિયાંઓ માટેની પડવાની લાંબી જગ્યાના કારણે, ઘડિયાળ માટે ઊંચા, સાંકડા કબાટોની પસંદગીને બળ મળ્યું.

1675માં, લોલક ઘડિયાળના અન્વેષણનાં 18 વર્ષો પછી, હેયગન્સે ખિસ્સા ઘડિયાળોનાં સંતુલન ચક્ર માટે સર્પાકાર સંતુલન સ્પ્રિંગની ગોઠવણી વિચારી, જે ઈંગ્લિશ સહજ ફિલસૂફ રોબર્ટ હૂકે શોધેલી સીધી સ્પ્રિંગમાં એક પ્રકારનો સુધારો હતો. તેના પરિણામે ખિસ્સા ઘડિયાળોની ચોક્સાઈમાં ખૂબ મોટો ફેર પડ્યો, જે કદાચ પ્રતિ દિવસ અમુક કલાકોથી પ્રતિ દિવસ 10 મિનિટ જેટલો મોટો ફેર હતો, યાંત્રિક ઘડિયાળોમાં લોલકની જે અસર થઈ તેના જેવો જ આ પ્રભાવ હતો.

ઘડિયાળીઓ (ઘડિયાળ બનાવનારા)

 

પહેલા વ્યાવસાયિક ઘડિયાળીઓ તાળાં બનાવનાર લુહારો અને ઝવેરીઓના શ્રમિક-સમુદાયોમાંથી આવ્યા. ઘડિયાળ-નિર્માણને એક વિશિષ્ટ કસબમાંથી બહોળા ઉત્પાદનના ઉદ્યોગ રૂપે આકાર લેતાં ઘણાં વર્ષો લાગ્યાં. પૅરિસ અને બ્લોઈસ એ ફ્રાંસમાંના આરંભના ઘડિયાળ-નિર્માણનાં કેન્દ્રો હતાં. ફ્રેન્ચ ઘડિયાળીઓ, જેમ કે વેર્સાલીસના ઘડિયાળી જુલિયન લે રોય, ઘડિયાળના કબાટની ડિઝાઈન અને અલંકારક ઘડિયાળો બનાવવામાં આગેવાન હતા. લે રોય ઘડિયાળી પરિવારની પાંચમી પેઢીનું ફરંજદ હતા, અને તેમના સમકાલીનો તેમનું "ફ્રાન્સનો, કદાચ યુરોપનો, સૌથી કુશળ ઘડિયાળી" કહીને વર્ણન કરતા હતા. તેમણે એક વિશિષ્ટ પુનરાવર્તન યંત્રરચના શોધી જેના કારણે ઘડિયાળો અને કાંડા-ઘડિયાળોની ચોકસાઈમાં સુધારો થયો, તેમણે અંદરનું ઘડિયાળકામ ખોલીને જોઈ શકાય તેવું એક ઢાંકણ બનાવ્યું, અને 3,500 જેટલી કાંડા-ઘડિયાળો બનાવી અથવા તેને બનાવવાના કામ પર દેખરેખ રાખી. તેમની આ શોધોને કારણે જે હરીફાઈ અને વૈજ્ઞાનિક રસાકસી ઊભી થઈ તેનાથી વળી સંશોધકોને વધુ ચોક્સાઈપૂર્વક સમય માપવાની નવી પદ્ધતિઓ શોધવા માટે પ્રોત્સાહન મળ્યું.

 

ફ્રેન્ચ ક્રાંતિના પ્રત્યાઘાતનો ગાળો, 1794 અને 1795 વચ્ચે, ફ્રેન્ચ સરકારે ટૂંકાગાળા માટે દશાંશ ઘડિયાળો આદેશિત કરી, જેમાં 100 મિનિટોનો એક એવા 10 કલાકોમાં દિવસને વહેંચવામાં આવ્યો હતો. અન્ય વ્યક્તિઓ સાથે, ખગોળશાસ્ત્રી અને ગણિતશાસ્ત્રી પાઈર્રે-સિમોન લાપ્લેસે પોતાની ખિસ્સા ઘડિયાળને દશાંશ સમય મુજબ ગોઠવી. પાલૈસ દેસ તુઈલેરીસમાંની એક ઘડિયાળમાં 1801 જેટલા લાંબા સમય સુધી દશાંશ સમય રાખવામાં આવ્યો હતો, માત્ર રાષ્ટ્રની તમામ ઘડિયાળોને દશાંશ ઘડિયાળોમાં ફેરવવાના ખર્ચને કારણે જ દશાંશ ઘડિયાળો વ્યાપક બનતાં અટકી હતી. કારણ કે દશાંશ પદ્ધતિ આધારિત ઘડિયાળો સામાન્ય નાગરિકોને મદદરૂપ થવાને બદલે માત્ર ખગોળશાસ્ત્રીઓ માટે જ મદદરૂપ રહી હતી, આમ આ માપતોલની દશાંશ પદ્ધતિ સાથે સંકળાયેલા ફેરફારોમાંનો સૌથી અપ્રિય ફેરફાર હતો, અને તેથી તેને ત્યજી દેવામાં આવ્યો.

જર્મનીમાં, નુરેમબેર્ગ અને ઑગ્સ્બર્ગ ઘડિયાળ-નિર્માણનાં આરંભનાં કેન્દ્રો હતાં, અને લાકડાની કુકૂ (કોયલ) ઘડિયાળમાં બ્લેક ફોરેસ્ટ નિષ્ણાત બન્યું હતું. 17મી અને 18મી સદીમાં ઈંગ્લિશ ઘડિયાળીઓએ પ્રભુત્વ મેળવ્યું હતું. હ્યુજીનોટ કારીગરોના ધસારાના પગલે સ્વિત્ઝરલૅન્ડે પોતાને એક ઘડિયાળ-નિર્માણના કેન્દ્ર તરીકે વિકસાવ્યું, અને 19મી સદીમાં, સ્વિસ ઉદ્યોગે "વિશ્વભરમાં ઊંચી-ગુણવત્તા ધરાવતી મશીન-ઉત્પાદિત કાંડા ઘડિયાળોમાં સર્વોપરિતા મેળવી." વૉરસૉના ઍન્ટોની પાટેક અને બેર્નના ઍડ્રિન ફિલિપે દ્વારા સ્થાપિત, પાટેક ફિલિપે એ વખતની આગળ પડતી કંપની હતી.

કાંડા-ઘડિયાળો

1904માં, શરૂઆતના વૈમાનિક, અલ્બેર્ટો સાન્તોસ-દુમોન્તે, પોતાના મિત્ર, ફ્રેન્ચ ઘડિયાળી લુઈસ કાર્ટિયરને એક એવી ઘડિયાળ બનાવવા કહ્યું જે તેમને ફ્લાઈટ દરમ્યાન ઉપયોગી નીવડી શકે. ત્યાં સુધીમાં, 1868માં, પાટેક ફિલિપે કાંડા-ઘડિયાળની શોધ કરી ચૂક્યા હતા, પણ તે માત્ર ઘરેણાં રૂપે પહેરવાની "મહિલાઓની બ્રેસ્લેટ ઘડિયાળ" તરીકે જ. ખિસ્સા ઘડિયાળો બહુ યોગ્ય નહોતી, એટલે લુઈસ કાર્ટિયરે સાન્તોસ કાંડા-ઘડિયાળ બનાવી, જે પુરુષો માટેની અને વ્યવહારુ ઉપયોગ માટે ડિઝાઈન થયેલી પ્રથમ કાંડા-ઘડિયાળ હતી.

જ્યારે અધિકારીઓએ જાણ્યું કે લડાઈમાં કાંડા-ઘડિયાળો, ખિસ્સા-ઘડિયાળો કરતાં વધુ સગવડભરી છે, એટલે પ્રથમ વિશ્વયુદ્ધ દરમ્યાન કાંડા-ઘડિયાળોને લોકપ્રિયતા મળી. વધુમાં, ખિસ્સા ઘડિયાળ એ મુખ્યત્વે મધ્યમ વર્ગની વસ્તુ હતી, જ્યારે લશ્કરી સેવામાં દાખલ થતા પુરુષો સામાન્ય રીતે કાંડા-ઘડિયાળ ધરાવતા હતા, જે તેઓ તેમની સાથે લાવ્યા હોય તેમ બનતું તે પણ એક કારણ હતું. લડાઈઓ વધુ જટીલ બની અને એક સાથે સંયોજિત હુમલાઓ કરવા આવશ્યક બનવા લાગ્યા એટલે તોપખાના અને પાયદળના અધિકારીઓ તેમની ઘડિયાળ પર વધુ ને વધુ આધારિત બન્યા. ભૂમિ પર કાંડા-ઘડિયાળની જેટલી જરૂર પડતી તેટલી જ આકાશમાં પણ પડતીઃ લશ્કરી પાઇલોટોને તે ખિસ્સા ઘડિયાળો કરતાં વધુ સગવડભરી લાગી બરાબર એ જ કારણોસર જે કારણોસર સાન્તોસ-દુમોન્તને લાગી હતી. છેવટે, લશ્કરી કોન્ટ્રાક્ટરોએ આં મૅસ (સામૂહિક ધોરણે) કાંડા-ઘડિયાળો બનાવડાવી, પાયદળ અને પાઇલોટો બંને માટે. બીજા વિશ્વયુદ્ધમાં, પોતાના સાદા કાળા ચંદા અને તેની પર સ્પષ્ટ સફેદ આંકડાઓને કારણે આસાન વાંચનક્ષમતા આપતી, એ-11 (A-11) કાંડા-ઘડિયાળ અમેરિકન વૈમાનિકોમાં લોકપ્રિય બની હતી.

 

દરિયાઈ ક્રનૉમિટર

દરિયાઈ ક્રનૉમિટર એ એવી ઘડિયાળો હતી જેનો સમુદ્ર પર પ્રમાણભૂત સમય તરીકે, આકાશી માર્ગ-નિર્દેશન થકી રેખાંશ નિશ્ચિત કરવા માટે ઉપયાગ થાય છે. 1759માં બ્રિટિશ સરકારનું લૉંજિટયૂડ પ્રાઈઝ જીતનાર, યોર્કશાયરના સુથાર જ્હૉન હૅરિસને તેમને સૌથી પહેલી વખત વિકસાવી હતી. દરિયાઈ ક્રનૉમિટરો સ્થિર સ્થળનો- સામાન્ય રીતે ગ્રીનવિચ મિન ટાઈમનો સમય રાખે છે- જે દરિયો ખેડનારાઓને ભર બપોરને ઘડિયાળ સાથે સરખાવીને રેખાંશ નક્કી કરવાની સવલત આપે છે.

ક્રનૉમિટર

 

ક્રનૉમિટર એ ચોક્સાઈનાં અમુક ધોરણો અનુસારનું જ્યાં-ત્યાં લઈ જઈ શકાય તેવું સમયદર્શક છે. શરૂઆતમાં આ શબ્દનો પ્રયોગ, આકાશી માર્ગનિર્દેશનના ઉપયોગથી રેખાંશ નિશ્ચિત કરવા માટે વપરાતી મેજ ઘડિયાળ, દરિયાઈ ક્રનૉમિટર માટે કરવામાં આવતો હતો. વધુ તાજેતરમાં, આ શબ્દ ક્રનૉમિટર કાંડા-ઘડિયાળ માટે પણ લાગુ કરવામાં આવ્યો હતો, જે સ્વિસ એજન્સી સીઓએસસી(COSC)એ નિર્ધારિત કરેલા ચોક્સાઈનાં અમુક ધોરણો અનુસારની એક કાંડા-ઘડિયાળ છે. દર વર્ષે સીઓએસસી()ના સૌથી કડક પરીક્ષણોમાંથી પસાર થયા પછી, અને અધિકૃત રીતે રૅકોર્ડ કરાયેલા વ્યક્તિગત સીરિયલ નંબર દ્વારા વસ્તુગત ઓળખાણ સાથે 1,00,000થી વધુ "અધિકૃત રીતે પ્રમાણિત ક્રનૉમિટર" પ્રમાણપત્રો આપવામાં આવે છે, જે મોટા ભાગે સ્પ્રંગ સંતુલન ઑસિલેટર ધરાવતી યાંત્રિક કાંડા-ક્રનૉમિટરો-કાંડા ઘડિયાળોને આપવામાં આવે છે. સીઓએસસી(COSC) અનુસાર, એક ક્રનૉમિટર એ અત્યંત ઊંચી-ચોક્સાઈ ધરાવતી ઘડિયાળ છે, જે સેકન્ડો દર્શાવવા સક્ષમ હોય છે અને કેટલાક દિવસો સુધી, જુદી જુદી સ્થિતિઓમાં, અને જુદા જુદા તાપમાને તેને એક અધિકૃત, તટસ્થ તંત્ર દ્વારા ચકાસવામાં આવી હોય તેવી આંદોલન-ગતિ ધરાવે છે. આ આવશ્યકતામાં પાર ઊતરવા માટે, દરેક આંદોલનને સળંગ અમુક દિવસો સુધી, પાંચ સ્થિતિઓમાં, અને ત્રણ તાપમાનોએ વ્યક્તિગત ધોરણે ચકાસવામાં આવે છે. ક્રનૉમિટર નું બિરુદ ધરાવતી કોઈ પણ ઘડિયાળ પ્રમાણિત આંદોલન-ગતિ ધરાવતી હોય છે.

ક્વાર્ટઝ ઑસિલેટરો

 

કાચ જેવા સ્વચ્છ ક્વાર્ટઝના પાઈઝોઈલેક્ટ્રિક(piezoelectric) ગુણધર્મોની શોધ 1880માં જૅકક્વીસ અને પાઈરી કુરીએ કરી હતી. પહેલું ક્વાર્ટઝ સ્ફટિક જેવું પારદર્શક ઑસિલેટર 1921માં વૉલ્ટર જી. કૅડીએ બનાવ્યું હતું, અને 1927માં વૉરેન મૅરિસન અને જે.ડબ્લ્યુ. હોર્ટોને કૅનેડામાં બેલ ટેલિફોન લૅબોરેટરિઝ ખાતે પ્રથમ ક્વાર્ટઝ ઘડિયાળ બનાવી હતી. એ પછીના દાયકાઓમાં ચોક્કસ સમય માપન સાધન તરીકે પ્રયોગશાળાની વ્યવસ્થાઓમાં- ભારેખમ અને નાજુક કાઉન્ટિંગ ઈલેક્ટ્રોનિક્સ, નિર્વાત નળીઓ સાથેની ક્વાર્ટઝ ઘડિયાળોનો વિકાસ થયો, જે અન્ય જગ્યાઓએ તેમના વપરાશને મર્યાદિત બનાવતો હતો. 1932માં, પૃથ્વીના પરિભ્રમણ દરમાં આવતા નાનકડા અઠવાડિક બદલાવોને માપી શકવા સક્ષમ એવી એક ક્વાર્ટઝ ઘડિયાળ બનાવવામાં આવી. નેશનલ બ્યુરો ઓફ સ્ટાન્ડર્ડ્સે (હવે એનઓઈએસટી-NIST) 1929ના ઉત્તરાર્ધથી છેક 1960ના દશક સુધી, યુનાઈટેડ સ્ટેટ્સનો પ્રમાણભૂત સમય ક્વાર્ટઝ ઘડિયાળો પર ગોઠવ્યો હતો, એ પછી તેને અણુ ઘડિયાળો અનુસાર બદલવામાં આવ્યો હતો. 1969માં, સેઈકોએ વિશ્વની સૌથી પહેલી ક્વાર્ટઝ કાંડા ઘડિયાળ, ઍસ્ટ્રોન, ઉત્પાદિત કરી. તેની અંતર્ગત ચોક્સાઈ અને નીચા ઉત્પાદન ખર્ચના પરિણામે તેના પછી ક્વાર્ટઝ ઘડિયાળો અને કાંડા-ઘડિયાળોના વિપુલ ઉત્પાદન થયું.

અણુ ઘડિયાળો

અણુ ઘડિયાળો એ આજ સુધી શોધાયેલાં સમયદર્શક સાધનોમાંના સૌથી ચોક્કસ સાધન છે. ઘણાં હજારો વર્ષોમાં થોડીક સેકન્ડો સુધીના ફેરફાર જેટલી ચોકસાઈ ધરાવતી આ અણુ ઘડિયાળોને, અન્ય ઘડિયાળો અને સમયદર્શક સાધનોને ગોઠવવા માટે ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે. 1949માં શોધાયેલી, સૌથી પહેલી અણુ ઘડિયાળ, સ્મિથસોનિયન ઈન્સ્ટિટ્યૂશન ખાતે પ્રદર્શનમાં મુકાયેલી છે. તે એમોનિયા પરમાણુમાં શોષણ રેખા પર આધારિત હતી, પણ મોટા ભાગની હવેની અણુ ઘડિયાળો સેસિયમ અણુના ચક્કર(spin)ના ગુણ પર આધારિત હોય છે. 1967માં, ઈન્ટરનેશનલ સિસ્ટમ ઓફ યુનિટ્સે(International System of Units) તેના સમયના એકમ, સેકન્ડને, સેસિયમના ગુણધર્મો અનુસાર નિયત કર્યો હતો. એસઆઈ(SI) સેકન્ડને રેડિએશનના 9,192,631,770 ચક્રો તરીકે નિશ્ચિત કરે છે, જે ¹³³Cs અણુના ભૂમિ સ્થિતિના બે ઈલેક્ટ્રોન વચ્ચે સંક્રમણની સ્પિન ઊર્જા સ્તરોને સમકક્ષ હોય છે. નેશનલ ઈન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ સ્ટાન્ડર્ડ્સ એન્ડ ટૅકનોલૉજી(National Institute of Standards and Technology) દ્વારા જાળવવામાં આવતી સેસિયમ અણુ ઘડિયાળ, પ્રતિ વર્ષ એક સેકન્ડના 30 બિલિયનમા ભાગ સુધી ચોક્કસ હોય છે. અણુ ઘડિયાળોમાં અન્ય તત્ત્વો, જેમ કે હાઈડ્રોજન અને રુબિડિયમ વરાળનો પણ ઉપયોગ કરે છે, જે તેને વધુ સ્થિરતા બક્ષે છે- હાઈડ્રોજન ઘડિયાળોના કિસ્સામાં- અને વધુ નાની સાઈઝ, ઓછી કાર્યશક્તિની ખપત, અને આમ ઓછો ખર્ચ (રુબિડિયમ ઘડિયાળોના કિસ્સામાં) થાય છે.

• ઘડિયાળ સમકાલિક કરવી (ક્લોક સિન્ક્રોનાઈઝેશન)
• ગ્લોબલ પોઝિશનિંગ સિસ્ટમ (Global Positioning System)

વધુ વાંચન

બાહ્ય લિંક્સ