Адамзаттың уақытты өлшеуге деген ұмтылысы мыңдаған жылдарға созылады. Ежелгі дәуірден бастап адамдар күн мен түннің ауысуын, жұлдыздар мен Айдың қозғалысын мұқият бақылап, тіршілік ырғағын соған бейімдеген. Аңға шығу, егін егу мен оны жинау, мал жаю сынды шаруалардың бәрі белгілі бір мезгілді дәл анықтауды қажет етті. Сол үшін табиғат құбылыстарын қадағалау адам өмірінде маңызды бағдарға айналды. Уақытты білу еңбек пен тұрмыс ырғағын үйлестіруге, қауым мүшелерінің іс-әрекетін бір мезетте атқаруына мүмкіндік берді. Осы табиғи қажеттілік алғашқы уақыт өлшеу тәсілдері мен құралдарының дүниеге келуіне жол ашып, адамзат тарихында ғылыми ойдың дамуына бастау болды.
Алғашқы қарапайым уақыт өлшеу құралы – жерге тік қадалған таяқ болды. Күн қозғалған сайын оның көлеңкесі біртіндеп орын ауыстырып, ұзындығын өзгертетін. Адамдар көлеңкенің өзгеру ретін бақылап, белгілі бір мезгілдерді ажырата бастады. Осы әдіс біртіндеп жетілдіріліп, «гномон» деп аталатын алғашқы күн сағаттарының негізін қалады. Шамамен б.з.д. II мыңжылдықта Шумер мен Мысырда олардың алғашқы үлгілері жасалды. Мысырлықтар күннің қозғалысын дәл бақылау үшін алып тастар мен биік обелисктерді гномон ретінде қолданды. Бұл обелисктер көлеңке ұзындығына қарай тәулікті екі кезеңге – 12 сағаттық күндізгі және 12 сағаттық түнгі бөлікке бөлді. Күн сағаттары құрылымы қарапайым болғанымен олар тек ашық аспан мен тікелей күн сәулесі түскен жағдайда ғана жұмыс істеді. Бұл олардың басты кемшілігі еді. Бұл әсіресе түнгі уақытта, бұлтты күндерде немесе тұманды ауа райында уақытты дәл анықтау мүмкін болмаған кезде сезілді. Дегенмен, олар өз дәуірінде адам өмірін ұйымдастыруда маңызды рөл атқарып, уақыт өлшеудің жаңа, күрделірек тәсілдерінің пайда болуына жол ашты.
Б.з.д. 2500 жылдары Мысыр мен Қытайда су сағаттары пайда болды. Бұл құрылғы көбіне құмыра немесе цилиндр пішіндес ыдыс түрінде жасалды. Ыдысқа су толтырылып, түбіндегі кішкене тесіктен бірқалыпты ағып отырды. Ішкі қабырғасына арнайы белгіленген сызықтар арқылы су деңгейінің төмендеуіне қарай уақытты анықтауға мүмкіндік туды. Мұндай жүйе күн сағаттарына қарағанда әлдеқайда қолайлы болды, өйткені оны күндіз де, түнде де, тіпті бұлтты немесе тұманды ауа райында да қолдануға болатын еді. Гректер бұл құрылғыны «клепсидра» деп атады, ол грек тілінен аударғанда «су ұрлаушы» деген мағынаны білдіреді. Кейбір елдерде су сағаттарына қосымша дыбыс шығаратын немесе көрнекі белгі беретін механизмдер орнатылып, оларды күрделендіріп әрі әсемдеп жасайтын. Осылайша, су сағаттары өз дәуірінде уақыт өлшеудің сенімді әрі көпқырлы құралына айналды.
Кейбір өркениеттерде уақытты өлшеудің тағы бір тәсілі балауыз шамды пайдалану болды. Мұндай құрылғының жұмыс принципі қарапайым еді. Шам баяу жанып, белгіленген ұзындыққа жеткенде белгілі бір уақыттың өткенін білдіретін. Жанудың бірқалыптылығы мен алдын ала есептелген ұзындығы шамамен уақытты өлшеуге мүмкіндік берді. XIII ғасырда Қытай мен Еуропада балауыз шам сағаттары кеңінен тарады. Олар тек жарық көзі ғана емес, сонымен қатар уақыт өлшеу құралы қызметін атқарды. Кейбір шеберлер бұл шамдарды қарапайым «қоңыраулы оятқышқа» айналдырды. Шам жанып біткен кезде жіпке байланған кішкене металл шар босап түсіп, фарфор немесе металл ыдысқа соғылып, анық дыбыс шығарды. Осылайша, адам алдын ала белгіленген уақытта оянып немесе белгіленген істі бастауға мүмкіндік алды. Мұндай сағаттардың артықшылығы олар түнде де жұмыс істей беретін. Дегенмен, ауа қозғалысы, жел немесе әртүрлі материалдардың жану жылдамдығы уақыт өлшеу дәлдігіне әсер ететін. Соған қарамастан, майшам және балауыз шам сағаттары өз дәуірінде ыңғайлы әрі қолжетімді уақыт есептеу әдістерінің бірі болды.
Кейіннен уақыт өлшеу тарихында құм сағаттарының кезеңі келді. Бұл құрылғылардың пайда болу мерзімі жайлы нақты дерек жоқ, алайда олар кемінде III ғасырдан бері белгілі деп есептеледі. Екі шыны немесе металл ыдыс жіңішке түтік арқылы жалғанып, біріндегі ұсақ, біркелкі еленген құм белгіленген уақыт аралығында екінші ыдысқа бірқалыпты ағып өтетін. Құмның толық ағып біту ұзақтығы алдын ала есептеліп, осылайша нақты уақыт өлшемі анықталды. Құм сағаттары әсіресе теңізде жүзушілер үшін таптырмас құрал болды. Олар ауа райына, жарыққа немесе температураға тәуелсіз жұмыс істейтін. Сондықтан ашық теңізде күзет ауысымын белгілеу, навигациялық есептер жүргізу үшін өте ыңғайлы болды. Қарапайым құрылымы мен сенімділігі арқасында құм сағаттары ғасырлар бойы уақыт өлшеудің ең қолжетімді әрі дәл тәсілдерінің бірі болып, механикалық сағаттар жаппай таралғанға дейін өз маңызын жоғалтқан жоқ.
XIII–XIV ғасырларда Еуропада уақыт өлшеу ісінде жаңа дәуір бастаған алғашқы механикалық сағаттар пайда болды. Олар көбіне қала алаңдарындағы мұнараларға орнатылып, алыстан көрінетін үлкен циферблатпен тек бір ғана сағат тілін көрсететін. Мұндай сағаттар күнделікті өмірді ұйымдастыруда маңызды рөл атқарып, қала халқының жиналыс, сауда немесе діни рәсімдер уақытын нақтылауға көмектесті. 1656 жылы нидерландтық ғалым әрі физик Христиан Гюйгенс маятникті сағатты ойлап тауып, уақыт өлшеу дәлдігін бұрын-соңды болмаған деңгейге жеткізді. Маятниктің бірқалыпты тербелісіне негізделген бұл жүйе қателікті едәуір азайтып, сағатты сенімді құралға айналдырды.
XV ғасырдың ортасында серіппелі механизмнің пайда болуы сағат жасау өнерінде үлкен серпіліс әкелді. Бұған дейін тек мұнаралар мен үлкен ғимараттарда орнатылатын көлемді құрылғылардың орнына енді ықшам, жеңіл әрі қозғалмалы үлгілер жасау мүмкін болды. Серіппенің жинақталған энергиясы ауыр салмақты жүк пен күрделі тетіктерді алмастырып, сағаттардың көлемін едәуір кішірейтті. Бұл жаңалық оларды үй ішіне қоюға, сапарға алып шығуға, тіпті қалтада салып жүруге мүмкіндік берді.
XVI ғасырдың басында неміс шебері Петер Генлейн осы жаңа технологияны пайдаланып, алғашқы портативті қалта сағаттарын жасады. Пішіні жұмыртқаға ұқсас болғандықтан, олар «Нюрнберг жұмыртқалары» деп аталды. Генлейн шеберханасында шығарылған бұл сағаттар көбіне қолмен безендіріліп, қымбат металдармен қапталды, ал циферблатына әшекейлі өрнектер салынды. Олар тек уақыт көрсететін құрал ғана емес, сонымен қатар ауқатты адамдар үшін сәнді аксессуар және әлеуметтік мәртебенің белгісі болды. Бұл жаңалық сағат өндірісінің бағытын түбегейлі өзгертіп, қалта сағаттарының Еуропада кең таралуына жол ашты. Кейіннен дәл осы технология қолсағаттарының жасалуына негіз болды.
Алғашқы қолсағаттар XVI ғасырда пайда болып, әуелде тек әйелдерге арналған сәндік әшекей ретінде қолданылды. Олар көбіне қымбат металдардан құйылып, асыл тастармен әшекейленіп, білезік пішінінде жасалды. Мұндай бұйымдарда уақыт көрсетуден гөрі әсемдік пен мәртебе көрсетуге басымдық берілді, сол себепті олар сол дәуірде сәннің және әлеуметтік дәреженің нышаны саналды. Ер адамдардың қолсағатқа бет бұруы XIX ғасырдың соңына қарай байқалды. Әсіресе соғыс жылдарында қолсағаттың артықшылығы айқын көрінді. Қалта сағатын шығарып қарауға уақыт кетсе, білектегі сағатқа бір көз тастау жеткілікті болды. Әскери операцияларда уақытты дәл бақылау тапсырмаларды үйлестіру мен тактикалық шешім қабылдауда шешуші рөл атқарды. XX ғасырда қолсағаттар әлемдік стандартқа айналды. Бұл кезеңде швейцариялық және еуропалық сағат өндірісі өркендеп, Rolex, Omega, Cartier сынды әйгілі брендтер олардың жаппай шығуына жол ашты. Қолсағат енді тек уақыт өлшеу құралы ғана емес, сән мен мәртебенің айғағы болды. Уақыт өте келе олардың дизайны мен техникалық мүмкіндіктері жетілдіріліп, бүгінгі таңда механикалық классикалық үлгілерден бастап, заманауи смарт-сағаттарға дейінгі кең ауқымды қамтитын әмбебап аксессуарға айналды.
1927 жылы кварц кристалын қолданатын алғашқы сағаттар жасалып, уақыт өлшеу технологиясында жаңа дәуір басталды. Кварцтың тұрақты тербеліс жиілігі механикалық жүйелерге қарағанда әлдеқайда жоғары дәлдік берді. Алайда бастапқы үлгілердің көлемі үлкен болып, олар көбіне зертханаларда және арнайы уақыт өлшеу орталықтарында пайдаланылды. 1969 жылы жапондық Seiko компаниясы алғашқы кварц қолсағатын – Quartz Astron 35SQ үлгісін нарыққа шығарып, бұл технологияны жаппай тұтынушыларға қолжетімді етті. 1970-жылдары электронды сағаттар пайда болып, жарықдиодты (LED) және сұйықкристалды (LCD) дисплейлермен жабдықталды. Олар уақытты цифрлы форматта көрсетіп, қосымша күнтізбе, секундомер, оятқыш сынды функциялармен толықтырылды.
Ал 1955 жылы ғылымда тағы бір тарихи қадам жасалды. Цезий атомының тербелісіне негізделген алғашқы атомдық сағат құрастырылды. Бұл құрылғылардың дәлдігі соншалық бір миллион жылда небәрі бір секунд қана қателеседі. Мұндай сағаттар астрономияда, ғарыш саласында, спутниктік навигацияда және телекоммуникацияда уақыт синхрондау үшін таптырмас құралға айналды. Бүгінде әлемдік уақыт жүйесі (UTC) дәл осы атомдық сағаттардың көрсеткішіне сүйенеді.
Қорыта айтқанда, уақыт өлшеу тарихы – адамзат өркениетінің даму жолымен тығыз байланысты шежіре. Күн сағатынан бастап су, от, құм сағаттарына, механикалық, кварцтық және атомдық жүйелерге дейінгі әрбір кезең – адамның білімге, дәлдікке және тиімділікке деген ұмтылысының нәтижесі. Сағаттар тек уақытты ғана емес, әр дәуірдің мәдениеті мен ғылымдағы жетістігін де бейнелейді. Бүгінде біз атомдық сағаттың ғажайып дәлдігі мен смарт-сағаттардың көпқызметті мүмкіндіктерін қолдана отырып, уақытты басқарудың ең жоғарғы деңгейіне жеттік. Бұл жол – адамзаттың шексіз ізденісі мен үздіксіз прогрестің айқын дәлелі.
