Krátká historie lidského měření času

Krátká historie lidského měření času

Čas je pojmem natolik abstraktním, že někteří filosofové soudili, že dokud o něm nehovoříme, neexistuje. Ačkoliv určuje většinu lidského konání, není jej člověk bez pomůcek schopen měřit. Zatímco délkové i váhové míry již ve starověku lidé odvozovali od rozměrů a vah tělesných, k měření času potřebovali nástroje uměle zkonstruované, tělu nepodobné.

Vydáno 10. 10. 2009, autor Chronomag

Už od starověku ovšem existovala celá řada umělých pomůcek, díky nimž lidé čas měřili a dostalo se i na "konkurenční" technologie. Zda byla některá z nich první, dnes už s jistotou nevíme, ale od pradávna sloužil k měření času ve starověkém Egyptě sluneční stín a odkapávající voda, tedy sluneční a vodní hodiny.

Sluneční hodiny tak, jak je známe dnes, to ovšem nebyly. Egypťané stavěli již v polovině čtvrtého tisíciletí vysoké štíhlé obelisky k poctě Ra, boha slunce. Jejich úkolem nebylo jen oslavovat boha slunce, ale také odměřovat čas. Kruh s hodinovými dílky kolem nich byste ještě v té době hledali marně. Vznikly tak první sluneční hodiny, řecky gnómony. Jak přesně v té době lidé čas rozdělovali, nevíme. Až později, kolem 15. století př.n.l. máme prokázané dílkování, které sloužilo k přesnému odečtu času. V té době se objevují i mobilní modely nazývané secat nebo merchet (nástroj znalostí), které měly tvar pravítka zalomeného do pravého úhlu. Vodorovné umístění důležité pro správný odečet času měřila olovnice, na delším rameni byla vyrytá stupnice a stín kratšího kolmého ramene na ni vrhal stín. V prvním tisíciletí př. n.l. došlo k dalšímu vylepšení, kdy rameno se stupnicí nahradila komplikovanější nakloněná rovina s více stupnicemi pro každý měsíc, protože původní koncepce gnomónů čas ukazovala přesně pouze v den jarní a podzimní rovnodennosti.

A takhle se merchet používal a takto vypadal:
Merchet a jeho použití

Merchet

Patrně nejznámější gnómon není v Egyptě, ale na náměstí svatého Petra v Římě, kam jej nechal dopravit v roce 38 našeho letopočtu císař Caligula. Jak se mu podařilo transportovat 24 metrů vysoký (s podstavcem 35,5 metrů) obelisk zůstává dodneška záhadou, protože když o dva tisíce let později Itálie vracela Etiopii uloupený aksumský obelisk o výšce 24 metrů a váze 160 tun, musela si na to pronajmout zvláštní letadlo Antonov 124, protože nebylo k dohledání, jak ho italská fašistická vojska v roce 1937 byla schopna transportovat.

Obelisk na náměstí svatého Petra ve Vatikánu
Na obrázku je výše zmíněný obelisk na náměstí svatého Petra ve Vatikánu.

Od Egypťanů se znalost slunečních hodin dostala do Řecka a Řekové přišli s dalšími vylepšeními: ostrý hrot gnómonu nahradli otvorem, který na stupnici ukazoval jasný bod, takzvaným slunečním okem. Egypťané ale nebyli s vynálezem slunečních hodin osamoceni, například areál Stonehenge ve Velké Británii byl pravděpodobně lunárním kalendářem (a také svatyní) již ve třetím tisíciletím př. n.l. a později byl přestavěn tak, aby akceptoval i pohyby Slunce, ještě o dvě tisíciletí starší a méně známý je německý Goseck.

SkaféDalším podstatným vylepšením byly řecké horizontální polokulovité hodiny zvané "skafé" - na obrázku vpravo. Jejich dutá vnitřní plocha představovala průmět nebeské klenby obsahující dále rovníkovou čáru, dvě čáry slunovratů a dvanáctihodinovou stupnici, uprostřed byl hrot ukazatele.

Ačkoliv sluneční hodiny vypadají jednoduše, jejich šíření nebylo zdaleka tak rychlé, jako u jiných vynálezů, které záhy zdomácněly po celém tehdejším světě. Nevýhodou slunečních hodin byl fakt, že je nešlo jen tak jednoduše přenést, bylo nutné je adaptovat na novou lokaci a to souviselo s pochopením jejich fungování. Na tento problém narazili římané, kteří roku roku 263 př. n. l. ukořistili v první punské válce sluneční hodiny v sicilském města Catina a převezli je do Věčného města, aniž by si pro dalších sto let povšimli, že sluneční hodiny neměří čas správně. Byly totiž vyrobeny pro město ležící o 4 stupně jižněji. Teprve roku 164 př. n. l. byly vyrobeny první sluneční hodiny odpovídající zeměpisné šířce Říma.

V době po pádu Říma sluneční hodiny, stejně jako řada dalších civilizačních novinek, upadly v zapomění a až kolem roku 650 nařizuje papež Sabianus, aby se sluneční hodiny instalovaly na věžích kostelů. To už jde o provedení s horizontálním ukazatelem (stylusem), jehož číselník je z věže velmi dobře vidět. U nás se tyto sluneční věžní hodiny zachovaly až z mnohem pozdější doby, kolem roku 1450 vznikly například hodiny s vyrytými hodinovými čarami na kamenných opěrných pilířích chrámu sv. Jakuba v Telči.

Drobným problémem slunečních hodin byl fakt, že hodina v nich nemusela být vždy stejná, ostatně dělení dne na dvanáct hodin od východu po západ slunce znamenalo, že v létě bylo oněch dvanáct denních hodin fakticky delších, než dvanáctero hodin nočních. Ve starověku se to řešilo různě především ve vztahu k hodinám vodním, jež tímto problémem netrpěly, ty se ale používaly spíše k odměřování menších úseků. Ani středověk by na takové drobné odchylky nebyl vysazený, kdyby se nezačaly prosazovat hodiny mechanické. A těm už proměnlivá délka sluneční hodiny dělala problémy, protože hodina mechanických hodin potřebovala být vždy stejně dlouhá, aby byla konstrukce takových hodin myslitelná. A tak se i stalo: dvanáct denních hodin na mechanických hodinách nemuselo odpovídat východu a západu slunce, s čímž se Evropa nakonec neuměle vypořádala až v průběhu první světové války zavedením letního času, jenž měl přinést více světla do aktivně činné periody lidského dne.

Mechanické hodiny

Mechanické hodiny jsou pravděpodobné prvním velkým technickým vynálezem středověké západní Evropy. Kdy přesně vznikly nevíme, najisto to bylo před rokem 1320, kdy je zmiňuje Dante Alighieri ve své Božské komedii, spekuluje se i o konci desátého století, kdy je měl zkonstruovat budoucí papež Sylvestr II. Tehdejší mechanické hodiny měly jen hodinovou ručičku, která oběhla dokola za jeden den a šlo o spíše kovářskou a tesařskou práci vyplňující větší místnost, než jemnou mechaniku, na jakou jsme u hodin zvyklí dnes. Až později v Německu vznikla další inovace: hodinová ručička oběhla ciferník za den dvakrát, díky čemuž dílky mezi hodinami byly větší a bylo možné odhadnout i části hodin.

lihýřPřesnost prvních mechanických hodin nebyla velká, odhaduje se, že denní odchylka přesahovala 15 minut. Oscilátorem takových hodin byl lihýř: vodorovné břevno, na obou koncích zatížené kamenným či kovovým závažím o celkové váze 250 - 600 kg. Břevno se otáčelo kolem svislé osy tam a zpět, při každé výchylce pootočilo krokové kolo o jeden zub. Frekvence výchylek byla v podstatě dána momentem síly působícího na krokové kolo, navíc technické provedení bývalo dosti primitivní a velké tření způsobovalo další nepřesnosti.

Dalším podstatným zlepšením mechanických hodin bylo kyvadlo. S myšlenkou přišel v roce 1582 Galileo Galilei, první kyvadlové hodiny sestrojil roku 1656 holandský fyzik Christian Huygens. Frekvence kyvadla je jen málo závislá na síle, jakou je stroj poháněn a přesnost hodin spíše závisí na délce kyvadla a amplitudě. S rostoucími nároky na vyšší přesnost se ukázalo, že nejvhosnější amplituda je v rozmezí několika stupňů, což ale zvyšovalo nároky na přesné mechanické provedení, do hry navíc vstupovala již i teplotní roztažnost, kterou bylo nutné kompenzovat.

Huygensovy kyvadlové hodiny
Kyvadlové hodiny Christian Huygense

Hlavním problémem kyvadlových hodin ale zůstávala jejich nepřenosnost, nebylo možné je položit, proto se ještě přes sedmnácté století u mobilních hodin udržel lihýř a teprve objev vlásku se setrvačkou (nepokojem) v roce 1675 začal lihýř vytlačovat, za objevem opět byl Christian Huygens. V osmnáctém století byla věc přesného měření času už natolik důležitou, že britský parlament nabídl cenu 20 000 liber (v dnešních cenách kolem 100 milionů korun) za možnost přesné určení zeměpisné délky, na které stálo prudce se rozvíjející anglické námořnictví. A právě přesné změření času se stalo základem měření zeměpisné délky, protože ta se určovala porovnáním lokálního času s časem místa o předem známé poloze, typicky s časem v observatoři Greenwich.

Stačilo by mít dostatečně přesné hodiny, které by zvládly tento greenwichský čas uchovat po dobu plavby dostatečně přesně i přes neustálé otřesy, značnou vlhkost, tlakové a teplotní změny, tak uvažoval anglický hodinář John Harrison, kterému se po čtyřiceti letech práce podařilo v roce 1760 zdokonalit systém nepokoje natolik, že jeho chronometr i během plavby dokázal udržet přesnost 0,2 s za den, což předstvovalo i na velmi dlouhých plavbách odchylku několika kilometrů od skutečné polohy. Chronometry byly ovšem velmi drahé, v 18. století stály 30% ceny lodi a teprve počátkem 19. století se cena chronometru dostala na dvouletý příjem zručného dělníka; námořní chronometr byl žárlivě střeženým přístrojem, který dlouhá léta nesměl být prodáván mimo Anglii.

John Harrison H3 Chronometr
Chronometr H3 Johna Harrisona

Osmnácté století můžeme právem nazvat stoletím rozmachu hodinařiny. V roce 1775 zakládá v Paříži svou hodinářskou firmu Abraham-Louis Breguet. Breguet přináší řadu dalších vylepšení systému setrvačky včetně tourbillonu, zařízení omezujícího vliv gravitace na setrvačku, dodnes největší hodinářské "komplikace" a také zlepšuje tvarování vlásku omezující vlivy teploty. Přichází také se samonátahovým mechanismem, díky němuž se hodinky už nemusí natahovat ručně, natahují se samy při chůzi, v hodinkách se tento systém hromadně prosadil až v polovině dvacátého století. Devaténácté století je už ve znamení miniaturizace a sériové výroby, která se rozmáhá v polovině 19. století zejména ve Švýcarsku. Hodinky jsou spolehlivější, menší, přesnější, odolné nárazům, stěhují se do pánských kapsiček u vesty případně u dam na řetízky, přestávají být doménou námořníků, naopak, často jsou provedeny z drahého kovu, bohatě zdobené.

V roce 1904 si stěžuje francouzský letec Alberto Santos-Dumont svému příteli Louisi Cartioerovi, jak je obtížné používat kapesní hodinky během letu a ten mu slibuje najít řešení, aby mohl měřit čas i když má ruce na řízení. Cartier převzal dřívější nápad hodináře Patek Philippe připevnit na hodinky dvě ouška a kožený řemen, jímž se hodinky upevní na zápěstí. Santos-Dumont byl nadšen a náramkové hodinky používal při každém letu, do první světové války již piloti po jeho vzoru nastupovali s hodinkami na koženém řemeni a tato móda se rozšířila i k dalším zbraním armády, po druhé světové válce je používají už i civilisté. S tím také přichází chvilková éra předělávek: ke kapesním hodinkám přidělávají klenotníci a hodináři dvě ouška, aby mohly dále sloužit jako hodinky náramkové, jenže většina kapesných hodinek je na to příliš velká, požadavkem doby byly naopak hodinky malé. Ano, dnes je móda přesně obrácená...

Quartzové hodiny

Další hodinářská revoluce přichází v sedmdesátých letech. Ve Švýcarsku je vyvinut systém quartz, kdy oscilátorem není mechanická součástka, ale křemenný oscilátor využívající piezoelektrický jev. Odchylka chodu takových hodinek nepřesahovala 10 sekund za rok. Původně šlo o rozměrná a drahá laboratorní zařízení, jenže japonská firma Seiko je začala hromadně vyrábět v roce 1969 v podobě "digitálek" a quartz systém z trhu během dalších deseti let prakticky vytlačil mechanické hodinové strojky. V průběhu osmdesátých lete se hodinářský svět významně změnil, řada hodinářů zkrachovala nebo se spojila se svými někdejšími konkurenty a ve Švýcarsku se většina těch významných (včetně výrobců hodinových strojků) dostala pod křídla Swatch Group. Dlouhých dvacet let to vypadalo, že quartzové strojky definitivně zvítězily a ovládnou naše zápěstí jenže i na ně si pak vyšlápla dvojice predátorů: mobilní telefony vybavené ukazatelem času a nostalgie po kráse a řemeslném provedení hodinek mechanických. S koncem druhého tisíciletí přichází renesance výrobců mechanických hodinek, kdy na trhu jsou opět nesčetná provedení ve všech myslitelných velikostech, variantách a materiálech.

A dnes? Hodinky seženete od pár set korun do několika milionů. O přesnosti to už dávno není. Přesnost je, jak se říká, dostatečná. Jde také o krásu, estetičnost, osobní preference. Hodinky už neukazují jen čas, ale i záliby svého nositele, protože se vyrábí pro nejrůznější příležitosti a s přihlédnutím k nejrůznějším tradicím. Jachtaři už dávno nepotřebují speciální jachtařské mechanické hodinky, vystačili by si s GPS, jenže mít jachtařské hodinky je ve společnosti vítaná možnost, jak se rychle o svém protějšku něco dozvědět a zapříst hovor. I v tomhle se nakonec hodinky mechanické s mobilními telefony potkávají: stávají se předmětem lidské komunikace. A tím se vlastně, byť v menším, vracejí ke svým počátkům, kdy se lidé scházeli u gnómonů nejenom proto, aby se podívali, jaký je právě čas...




16 Komentářů k tomuto článku

Zanechte kometář

| Položky označené * jsou povinné.