Sehen Sie, wie sie erschienen. Wer und wann hat die erste mechanische Uhr erfunden? Die Entstehungsgeschichte der Uhren. Die Entstehung der klassischen Oszillationschronometrie

Anweisungen

Die allererste Uhr, mit der man die ungefähre Zeit ermitteln konnte, war die Sonnenuhr. Das Zifferblatt einer solchen Uhr wurde an einem beleuchteten Ort platziert. Der Pfeil darauf war ein Stab, von dem ein Schatten auf das Zifferblatt fiel. Die Sonnenuhr wird Gnomon (Zeiger) genannt. Die ersten Geräte dieser Art erschienen in Babylon, mehr als 4,5 Tausend Jahre vor Christus. Es wurden viele Arten von Sonnenuhren hergestellt: horizontale, vertikale, Morgen-, Abend-, konische, kugelförmige und sogar tragbare Sonnenuhren für Segler. Der Mathematiker Vitruv beschrieb in seinen Artikeln 30 Arten von Sonnenuhren. Alle diese Geräte hatten ein Hauptproblem – sie funktionierten nur, wenn es Licht gab.

Um die Lebensqualität zu verbessern, hat die Menschheit andere Geräte zur Zeiteinstellung erfunden. Eine Wasseruhr (Clepsydra) maß Zeiträume anhand eines bestimmten Flüssigkeitsflusses und maß die Wassermenge im Gefäß. Feueruhren waren hochwertige Kerzen oder Räucherstäbchen. Beispielsweise wurden auf Stöcken Markierungen angebracht, die den Lauf der Zeit signalisierten. Jeder Teil des Stäbchens verströmte einen anderen Duft.

Sanduhren sind weit verbreitet. Sie wurden hauptsächlich als Zeitmesser verwendet. Die erste Sanduhr erschien im 11. Jahrhundert n. Chr. Dies wurde für Wissenschaftler, Priester und Handwerker praktisch. Im 11. Jahrhundert erwarb Europa Turmuhren. Sie hatten einen einzigen Pfeil; schwere Gewichte setzten die Glocken in Bewegung. An der Sonne wurde der Zeiger auf 0 Uhr gestellt und tagsüber vergleicht ihn der Uhrenwärter mit der Sonne.

Die Glockenspieluhr stammt aus dem 14. Jahrhundert und wurde 1354 im Straßburger Münster aufgestellt. Diese Uhr schlug jede Stunde des Tages. Sie zeigten einen Sternenhimmel, einen ewigen Kalender und bewegliche Figuren der Muttergottes mit Kind. In Russland tauchten Turmuhren 1404 im Moskauer Kreml auf. Der Erfinder des Kettlebell-Motors und des Schlagwerks war der Mönch Lazar Serbin. Anschließend wurden in verschiedenen russischen Städten Turmuhren installiert.

Zu Beginn des 16. Jahrhunderts stellte der Mechaniker P. Henlein Taschenuhren her. Sie verfügten über einen Spindelmechanismus, das Gewicht wurde durch eine Stahlfeder ersetzt. Die Genauigkeit der Uhr hing vom Grad des Aufziehens der Feder ab. Im Laufe der Zeit wurde eine Vorrichtung zum Ausgleich der Federkraft entwickelt. Solche Uhren gab es bis zum Ende des 19. Jahrhunderts.

Berühmt wurde das Ende des 16. Jahrhunderts durch die Entdeckung der Pendeluhren. Der Wissenschaftler Galileo Galilei machte auf die Bewegung der Lampen in der Kathedrale von Pisa aufmerksam. Er erkannte, dass die Länge der Ketten, an denen die Lampen aufgehängt sind, die Perioden ihrer Schwingung bestimmt. Es war Galileo, der auf die Idee kam, eine Pendeluhr zu schaffen.

Die ersten Indikatoren für die Zeitmessung waren die Bewegungen der Sonne. Der Auf- und Untergang des Tageslichts markierte eine neue Zeitperiode. Die zunehmende Verschattung durch Steine ​​und Bäume ermöglichte die Zeitbestimmung. Die Bewegung der Sterne am Nachthimmel zeigte einen Zeitwechsel an und diente den Menschen der Antike als eine Art riesige Uhr, denn schon lange bemerkten die Menschen, dass sich das Firmament während der Nacht verändert und am Himmel verschiedene Sterne beobachtet werden können. Die alten Ägypter teilten die Nacht in 12-Stunden-Perioden ein, die dem Erscheinen von zwölf verschiedenen Sternen entsprachen. Sie teilten den Tag auf ähnliche Weise ein, weshalb unser Tag 24 Stunden lang ist. Auch die allererste Sonnenuhr erschien erstmals im alten Ägypten. Höchstwahrscheinlich handelte es sich um eine einfache, in den Boden gegrabene Säule. Die um ihn herum angeordneten Steine ​​zeigten die Bewegung des Schattens, den die Säule im Laufe des Tages warf. So erhielten die Menschen die Möglichkeit, die aktuelle Zeit zu messen.

Um 300 v. Chr. wurde in Babylon eine neue Art von Sonnenuhr erfunden, bei der es sich um eine Schale mit einem Pfeil in der Mitte handelte. Der vom Pfeil geworfene Schatten bewegte sich im Kreis und markierte 12 Stunden am Tag. Später erfanden Menschen Feuer- und Wasseruhren. Auf der Kerze wurden Kerben angebracht, die einem bestimmten Zeitraum entsprachen. Beim Brennen der Kerze wurde die verstrichene Zeit ermittelt. Für eine Wasseruhr nahmen sie einen Teller mit einem kleinen Loch im Boden und senkten ihn in einen Behälter mit Wasser. Nach einer gewissen Zeit füllte sich die Schwimmplatte mit Wasser und sank. Die alten Griechen verbesserten Wasseruhren mithilfe eines Zahnrads. In den Behälter wurde ein Schwimmer eingesetzt, der sich nach und nach mit Wasser füllte und die Translationsbewegung auf das Zahnrad übertrug. Dieses Rad bewegte die Nadel und markierte so den Lauf der Zeit. Vor etwa 2000 Jahren wurde eine andere Art von Uhr erfunden – die Sanduhr. Sie bestanden aus zwei Glasbehältern, die so verbunden waren, dass Sand ungehindert von einem Behälter in einen anderen fließen konnte. Die obere Schale der Sanduhr wurde mit Sand in einer vorgegebenen Menge gefüllt, so dass dieser innerhalb einer Stunde in die untere Schale floss. Und jetzt verwenden wir manchmal eine Sanduhr, aber es ist eine kleinere Uhr, die ein paar Minuten misst.

Die ersten mechanischen Uhren wurden irgendwann um 1350 erfunden. In der Mitte des runden Zifferblatts befand sich ein Zeiger, der über eine Achse mit einem System aus Zahnrädern und Zahnrädern verbunden war. Ein mit einem Seil an einer Spule befestigtes Gewicht drehte ihn durch die Schwerkraft, die wiederum das gesamte System in Bewegung setzte und den Pfeil um seine Achse drehte. Die ersten Uhren tauchten in mittelalterlichen Klöstern auf, um Mönche zum Gottesdienst zu rufen. Die älteste heute verwendete Uhr wurde in der Kathedrale der englischen Stadt Salisbury installiert. Und seit mehr als sechshundert Jahren messen sie regelmäßig die Zeit. Bis zur Mitte des 16. Jahrhunderts verfügten die meisten europäischen Städte über öffentlich zugängliche Uhren an Rathäusern, Türmen und Kathedralen. Mitte des 15. Jahrhunderts erschienen Zimmeruhren. Anfangs waren sie zu sperrig und wurden von einem Gewicht angetrieben. Die Lauflänge solcher Uhren betrug nur 12 Stunden, dann musste die Ladung nachgezogen werden. Wenig später entschied man sich für die Verwendung einer Antriebsfeder, um die Uhr anzutreiben. Die allerersten Uhren mit Federmechanismus hatten ein vergoldetes Metallgehäuse in rechteckiger Form mit einem Zifferblatt im oberen Teil und einem Klappdeckel zum Einstellen der Geschwindigkeit der Uhr und zum rechtzeitigen Aufziehen. Im Laufe der Zeit erscheint eine große Anzahl aller Arten von Uhren. Dazu gehören Standuhren, Reiseuhren, Kaminuhren, Wanduhren, Konsolenuhren und Taschenuhren.

Im Jahr 1656 schlug Christian Huygens die Verwendung eines Pendels in einer Standuhr vor. Um 1675 begann man, die Spirale in Taschenuhren einzusetzen, was die Ganggenauigkeit des Uhrwerks deutlich steigerte. Wenn früher die Verzögerung oder der Zeitvorlauf zwischen einer halben und einer Viertelstunde lag, betrug die Abweichung nach der Verbesserung nicht mehr als drei Minuten. Es erschienen Minutenzeiger, und Uhren konnten nur alle acht Tage einmal aufgezogen werden. Im Laufe der Zeit erscheint in der Uhr ein Sekundenzeiger, und einige Uhren könnten mehrere Monate lang ohne Aufzug laufen. Bereits zu Beginn des 17. Jahrhunderts enthielten einige Uhrwerke Teile wie einen Wecker oder sogar einen Kalender. Uhren werden zum Luxusartikel. Einige Uhren waren mit Gold, Edelsteinen, Emaille und Perlen verziert und waren eher Kunstwerke als ein Mechanismus zur Zeitmessung.

Die ersten Versuche, elektrische Geräte in Uhren einzusetzen, erfolgten in den 40er Jahren des 19. Jahrhunderts. Zunächst erschienen zu sperrige elektronisch-mechanische Uhren, und erst mit dem Start der Produktion von Kompaktbatterien begann man mit der Produktion elektrischer Armbanduhren. Später gingen sie dazu über, Uhren auf Basis von Halbleitern und integrierten Schaltkreisen herzustellen. Quarzuhren, bei denen elektrische Impulse den Betrieb eines Miniatur-Elektromotors steuern, sind sehr präzise. Ihr Fehler beträgt nur 2 Sekunden pro Tag. In letzter Zeit sind elektronische Uhren aufgetaucht – mit einer elektronischen Schaltung und einer digitalen Anzeige auf Flüssigkristallen oder LEDs. Wir können sagen, dass dies ein Mini-Computer ist. Für eine höhere Stabilität des Uhrwerks wird ein Quarzoszillator verwendet. Solche Uhren werden elektronisch genannt. Ihr Mechanismus ist sehr kompakt und passt auf eine 0,5 Quadratzentimeter große Platte mit einer Dicke von 0,1 Millimetern.

Im Laufe der Jahrhunderte hat sich das Aussehen von Uhren verändert, die Zeitmesstechnologien haben sich verbessert, die für ihre Herstellung verwendeten Materialien haben sich völlig verändert, aber der Zweck der Uhr bleibt derselbe. Menschen nutzen Uhren, um Zeiträume zu messen. Und obwohl Mobiltelefone oder andere Technologien in der modernen Welt sehr oft das Zifferblatt einer Uhr aus unserem Alltag verdrängen, bleiben die meisten Menschen den Traditionen treu.

Zuerst bestanden sie aus Sonne und Wasser, dann wurden sie zu Feuer und Sand und schließlich erschienen sie in mechanischer Form. Aber wie auch immer ihre Interpretationen aussahen, sie blieben immer das, was sie heute sind: Quellen der Zeit.

Heute geht es in unserer Geschichte um einen Mechanismus, der, nachdem er in der Antike erfunden wurde, auch heute noch ein treuer Helfer des Menschen ist – Std..

Tropfen für Tropfen

Das erste einfache Gerät zur Zeitmessung – eine Sonnenuhr – wurde vor etwa 3,5 Tausend Jahren von den Babyloniern erfunden. Ein kleiner Stab (Gnomon) war auf einem flachen Stein (Kadran) befestigt, der mit Linien geschnitzt war – ein Zifferblatt, der Schatten des Gnomons diente als Stundenzeiger. Da solche Uhren aber nur tagsüber „funktionierten“, wurden sie nachts durch eine Clepsydra ersetzt – so nannten die Griechen eine Wasseruhr.

Und er erfand um 150 v. Chr. die Wasseruhr. Antiker griechischer Mechaniker und Erfinder Ktesibius aus Alexandria. Ein Gefäß aus Metall oder Ton und später ein Glasgefäß wurde mit Wasser gefüllt. Das Wasser floss langsam, Tropfen für Tropfen, heraus, sein Pegel sank und die Markierungen auf dem Gefäß zeigten an, wie spät es war. Der erste Wecker der Erde war übrigens auch ein Wasserwecker, der gleichzeitig eine Schulglocke war. Als ihr Erfinder gilt der antike griechische Philosoph Platon. Das Gerät diente dazu, Schüler zum Unterricht zu rufen und bestand aus zwei Gefäßen. Wasser wurde in den oberen gegossen und von dort strömte es nach und nach in den unteren, wodurch die Luft verdrängt wurde. Die Luft strömte durch das Rohr zur Flöte und sie begann zu ertönen.

Nicht weniger verbreitet waren in Europa und China die sogenannten „Feuer“-Uhren. Die ersten „Feuer“-Uhren erschienen zu Beginn des 13. Jahrhunderts. Diese sehr einfache Uhr in Form einer langen, dünnen Kerze mit einer entlang der Länge aufgedruckten Skala zeigte die Zeit relativ zufriedenstellend an und beleuchtete nachts auch das Haus.

Die hierfür verwendeten Kerzen waren etwa einen Meter lang. Normalerweise waren an den Seiten der Kerze Metallstifte angebracht, die beim Ausbrennen und Schmelzen des Wachses herunterfielen und deren Aufprall auf den Metallbecher des Kerzenhalters eine Art akustisches Signal für die Zeit darstellte.

Pflanzenöl diente jahrhundertelang nicht nur der Ernährung, sondern auch als Uhrwerk. Aufgrund Basierend auf der experimentell festgestellten Abhängigkeit der Höhe des Ölspiegels von der Brenndauer des Dochtes entstanden Öllampenuhren. In der Regel handelte es sich dabei um einfache Lampen mit offenem Dochtbrenner und einem Glaskolben für Öl, ausgestattet mit einer Stundenskala. Die Zeit in einer solchen Uhr wurde bestimmt, indem das Öl im Kolben brannte.

Die erste Sanduhr erschien erst vor relativ kurzer Zeit – erst vor tausend Jahren. Und obwohl verschiedene Arten von granularen Zeitindikatoren schon seit langem bekannt sind, war es erst durch die richtige Entwicklung der Glasbläserfähigkeiten möglich, ein relativ genaues Gerät zu entwickeln. Doch mit Hilfe einer Sanduhr konnten nur kurze Zeiträume gemessen werden, meist nicht mehr als eine halbe Stunde. Somit konnten die besten Uhren dieser Zeit eine Zeitgenauigkeit von ± 15–20 Minuten pro Tag liefern.

Ohne Minuten

Zeitpunkt und Ort des Erscheinens der ersten mechanischen Uhren sind nicht genau bekannt. Es bestehen jedoch noch einige Annahmen zu diesem Thema. Als älteste, wenn auch nicht dokumentierte Berichte über sie gelten Hinweise aus dem 10. Jahrhundert. Die Erfindung mechanischer Uhren wird Papst Silvester II. (950 – 1003 n. Chr.) zugeschrieben. Es ist bekannt, dass Herbert zeitlebens großes Interesse an Uhren hatte und 996 die erste Turmuhr für die Stadt Magdeburg baute. Da diese Uhr nicht erhalten ist, bleibt die Frage bis heute offen: Welches Funktionsprinzip hatte sie?
Aber die folgende Tatsache ist wirklich bekannt. In jeder Uhr muss es etwas geben, das ein bestimmtes, konstantes Mindestzeitintervall festlegt und so das Tempo der gezählten Momente bestimmt. Einer der ersten Mechanismen dieser Art mit Bilyanetten (ein hin und her schwingender Kipphebel) wurde um 1300 vorgeschlagen. Sein wichtiger Vorteil war die einfache Einstellung der Geschwindigkeit durch Bewegen von Gewichten auf einer rotierenden Wippe. Die Zifferblätter dieser Zeit hatten nur einen Zeiger – den Stundenzeiger, und diese Uhren schlugen auch jede Stunde eine Glocke (das englische Wort „Clock“ kommt vom lateinischen „clocca“ – „Glocke“). Nach und nach erhielten fast alle Städte und Kirchen Uhren, die Tag und Nacht die Zeit gleichmäßig anzeigten. Sie wurden natürlich nach der Sonne kalibriert und in Übereinstimmung mit ihrem Lauf gebracht.

Leider funktionierten mechanische Raduhren nur an Land richtig – so ging das Zeitalter der großen geographischen Entdeckungen mit den Geräuschen von Schiffsflaschen über, die regelmäßig Sand ausschütteten, obwohl es vor allem die Seeleute waren, die genaue und zuverlässige Uhren brauchten.

Zahn für Zahn

Im Jahr 1657 stellte der niederländische Wissenschaftler Christiaan Huygens eine mechanische Uhr mit Pendel her. Und dies war der nächste Meilenstein in der Uhrmacherkunst. In seinem Mechanismus bewegte sich das Pendel zwischen den Zähnen einer Gabel, wodurch ein spezielles Zahnrad pro Halbschwingung genau einen Zahn drehen konnte. Die Genauigkeit der Uhren erhöhte sich um ein Vielfaches, dennoch war der Transport solcher Uhren immer noch unmöglich.

Im Jahr 1670 kam es zu einer radikalen Verbesserung des Hemmungsmechanismus mechanischer Uhren – die sogenannte Ankerhemmung wurde erfunden, die den Einsatz langer Sekundenpendel ermöglichte. Nach sorgfältiger Anpassung an den Breitengrad des Standorts und die Raumtemperatur ging eine solche Uhr nur um wenige Sekunden pro Woche ungenau.

Die erste Schiffsuhr wurde 1735 vom Tischler John Harrison aus Yorkshire hergestellt. Ihre Genauigkeit betrug ± 5 Sekunden pro Tag und sie waren bereits für die Seefahrt durchaus geeignet. Da der Erfinder jedoch mit seinem ersten Chronometer unzufrieden war, arbeitete er noch fast drei Jahrzehnte, bevor er 1761 mit der umfassenden Erprobung eines verbesserten Modells begann, die weniger als eine Sekunde pro Tag dauerte. Den ersten Teil der Auszeichnung erhielt Harrison im Jahr 1764, nach dem dritten langen Seeversuch und nicht minder langen geistlichen Prüfungen.

Seine volle Belohnung erhielt der Erfinder erst 1773. Die Uhr wurde vom bekannten Kapitän James Cook getestet, der mit dieser außergewöhnlichen Erfindung sehr zufrieden war. Im Schiffstagebuch lobte er sogar Harrisons Idee: „Ein treuer Freund, die Wache, unser Führer, der niemals versagt.“

Mittlerweile werden mechanische Pendeluhren zu Haushaltsgegenständen. Zunächst wurden nur Wand- und Tischuhren hergestellt, später begann man mit der Herstellung von Standuhren. Bald nach der Erfindung der Flachfeder, die das Pendel ersetzte, stellte Meister Peter Haenlein aus der deutschen Stadt Nürnberg die erste tragbare Uhr her. Ihr Gehäuse, das nur einen Stundenzeiger hatte, bestand aus vergoldetem Messing und hatte die Form eines Eies. Die ersten „Nürnberger Eier“ ​​hatten einen Durchmesser von 100–125 mm, eine Dicke von 75 mm und wurden in der Hand oder um den Hals getragen. Viel später wurde das Zifferblatt von Taschenuhren mit Glas überzogen. Die Herangehensweise an ihre Gestaltung ist anspruchsvoller geworden. Man begann, Gehäuse in Form von Tieren und anderen realen Gegenständen herzustellen, und das Zifferblatt wurde mit Emaille verziert.

In den 60er Jahren des 18. Jahrhunderts setzte der Schweizer Abraham Louis Breguet seine Forschungen auf dem Gebiet tragbarer Uhren fort. Er macht sie kompakter und eröffnet 1775 sein eigenes Uhrengeschäft in Paris. Allerdings waren „Breguettes“ (wie die Franzosen diese Uhren nannten) nur für sehr reiche Leute erschwinglich, während sich der Normalbürger mit stationären Geräten begnügte. Die Zeit verging und Breguet begann darüber nachzudenken, seine Uhren zu verbessern. 1790 stellte er die erste stoßfeste Uhr her und 1783 kam seine erste Multifunktionsuhr, die „Queen Marie Antoinette“, auf den Markt. Die Uhr verfügte über einen Automatikaufzugsmechanismus, eine Minutenrepetition, einen ewigen Kalender, eine unabhängige Stoppuhr, eine „Zeitgleichung“, ein Thermometer und eine Gangreserveanzeige. Die aus Bergkristall gefertigte Rückwand ermöglichte den Blick auf die Funktionsweise des Mechanismus. Aber der unbändige Erfinder hörte hier nicht auf. Und 1799 stellte er die „Tact“-Uhr her, die als „Blindenuhr“ bekannt wurde. Ihr Besitzer konnte die Uhrzeit durch Berühren des geöffneten Zifferblatts herausfinden, ohne dass die Uhr dadurch unterbrochen wurde.

Galvanik versus Mechanik

Doch Breguets Erfindungen waren noch immer nur für die Eliteschichten der Gesellschaft erschwinglich, und andere Erfinder mussten das Problem der Massenproduktion von Uhren lösen. Zu Beginn des 19. Jahrhunderts, das mit der rasanten Entwicklung des technischen Fortschritts zusammenfiel, standen die Postdienste vor dem Problem, Zeit zu speichern und den pünktlichen Transport von Postwagen sicherzustellen. Dadurch erwarben sie eine neue Erfindung von Wissenschaftlern – die sogenannten „tragbaren“ Uhren, deren Funktionsprinzip dem „Breguet“-Mechanismus ähnelte. Mit dem Aufkommen der Eisenbahn erhielten auch Schaffner solche Uhren.

Je aktiver sich die transatlantische Botschaft entwickelte, desto dringlicher wurde das Problem, die Einheit der Zeit auf verschiedenen Seiten des Ozeans sicherzustellen. In dieser Situation waren „transportable“ Uhren nicht mehr geeignet. Und dann kam die Elektrizität, damals Galvanismus genannt, zur Rettung. Elektrische Uhren lösten das Problem der Synchronisation über große Entfernungen – zunächst auf Kontinenten, dann zwischen ihnen. Im Jahr 1851 lag das Kabel auf dem Grund des Ärmelkanals, 1860 im Mittelmeer und 1865 im Atlantik.

Die erste elektrische Uhr wurde vom Engländer Alexander Bain entworfen. 1847 hatte er die Arbeit an dieser Uhr abgeschlossen, deren Herzstück ein Kontakt war, der von einem Pendel gesteuert wurde, das von einem Elektromagneten schwingt. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts ersetzten elektrische Uhren schließlich mechanische Uhren in Systemen zur Speicherung und Übertragung genauer Zeit. Die genaueste Uhr, die auf freien elektromagnetischen Pendeln basierte, war übrigens die Uhr von William Shortt, die 1921 am Edinburgh Observatory installiert wurde. Aus der Beobachtung des Fortschritts von drei Shortt-Uhren, die 1924, 1926 und 1927 am Greenwich Observatory hergestellt wurden, wurde festgestellt, dass ihr durchschnittlicher täglicher Fehler 1 Sekunde pro Jahr beträgt. Die Genauigkeit der freien Pendeluhr von Shortt ermöglichte es, Änderungen in der Tageslänge zu erkennen. Und 1931 begann eine Überarbeitung der absoluten Zeiteinheit – der Sternzeit – unter Berücksichtigung der Bewegung der Erdachse. Dieser bis dahin vernachlässigte Fehler erreichte sein Maximum von 0,003 Sekunden pro Tag. Die neue Zeiteinheit wurde später Mittlere Sternzeit genannt. Die Genauigkeit der Shortt-Uhren war bis zum Aufkommen der Quarzuhren unübertroffen.

Quarzzeit

1937 erschien die erste Quarzuhr, entwickelt von Lewis Essen. Ja, ja, die gleichen, die wir heute in unseren Armen tragen, die heute an den Wänden unserer Wohnungen hängen. Die Erfindung wurde am Greenwich Observatory installiert; die Genauigkeit dieser Uhr betrug etwa 2 ms/Tag. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts kam die Zeit der elektronischen Uhren. In ihnen wurde der elektrische Kontakt durch einen Transistor ersetzt, und ein Quarzresonator fungierte als Pendel. Heute sind es Quarzresonatoren in Armbanduhren, Personalcomputern, Waschmaschinen, Autos und Mobiltelefonen, die die Zeit unseres Lebens prägen.

Damit ist das Zeitalter der Sanduhr und Sonnenuhr in Vergessenheit geraten. Und Erfinder wurden nicht müde, die Menschheit mit Hightech-Innovationen zu verwöhnen. Die Zeit verging und die ersten Atomuhren wurden gebaut. Auch das Zeitalter ihrer mechanischen und elektronischen Brüder scheint zu Ende zu sein. Aber nein! Diese beiden Uhrenoptionen haben sich als die größte Genauigkeit und Benutzerfreundlichkeit erwiesen. Und sie waren es, die alle ihre Vorfahren besiegten.

Wissenschaft 2.0 KEINE einfachen Uhren

Die Geschichte der Uhren reicht Jahrtausende zurück.

Die allererste Uhr auf der Erde ist die Sonne. Sie waren genial einfach: eine in den Boden gesteckte Stange. Um ihn herum ist eine Zeitskala eingezeichnet. Der Schatten der Stange, der sich daran entlang bewegte, zeigte an, wie spät es war. Später wurden solche Uhren aus Holz oder Stein gefertigt und an den Wänden öffentlicher Gebäude angebracht. Dann erschienen tragbare Sonnenuhren, die aus wertvollem Holz, Elfenbein oder Bronze gefertigt waren. Es gab sogar Uhren, die man ungefähr als Taschenuhren bezeichnen könnte; Sie wurden bei Ausgrabungen einer antiken römischen Stadt gefunden. Diese Sonnenuhr aus versilbertem Kupfer hatte die Form eines Schinkens mit darauf gezeichneten Linien. Der Turm – der Uhrzeiger – war ein Schweineschwanz. Die Uhr war klein. Sie könnten problemlos in eine Tasche passen. Doch die Bewohner der antiken Stadt hatten die Taschen noch nicht erfunden. So wurden solche Uhren an einer Schnur, einer Kette oder an Stöcken aus teurem Holz getragen.

Die Sonnenuhr hatte einen wesentlichen Nachteil: Sie konnte nur draußen „laufen“, und selbst dann auf der sonnenbeschienenen Seite. Das war natürlich äußerst unpraktisch. Anscheinend wurde deshalb die Wasseruhr erfunden. Wasser floss Tropfen für Tropfen von einem Gefäß zum anderen, und wie viel Zeit vergangen war, wurde dadurch bestimmt, wie viel Wasser herausfloss. Viele Jahrhunderte lang dienten solche Uhren – sie wurden Clepsydras genannt – den Menschen. In China beispielsweise wurden sie bereits vor 4,5 Tausend Jahren verwendet. Der erste Wecker der Erde war übrigens auch ein Wasserwecker – Wecker und Schulklingel zugleich. Als Erfinder gilt der antike griechische Philosoph Platon, der 400 Jahre vor Christus lebte. Dieses von Platon erfundene Gerät, um seine Schüler zum Unterricht einzuberufen, bestand aus zwei Gefäßen. In den oberen wurde Wasser gegossen, von wo es nach und nach in den unteren floss und die Luft von dort verdrängte. Die Luft strömte durch das Rohr zur Flöte und sie begann zu ertönen. Darüber hinaus wurde der Wecker je nach Jahreszeit angepasst. Clepsydra waren in der Antike sehr verbreitet.

Sonnenuhr. Sanduhr.

Vor tausend Jahren herrschte in Bagdad der Kalif Harun al-Raschid, der Held vieler Märchen aus Tausendundeiner Nacht. Zwar wird er in Märchen als gütiger und gerechter Herrscher dargestellt, doch in Wirklichkeit war er heimtückisch, grausam und rachsüchtig. Der Kalif unterhielt Handels- und diplomatische Beziehungen zu den Herrschern vieler Länder, darunter auch zum Frankenkönig Karl dem Großen. Im Jahr 807 schenkte ihm Harun ar-Rashid ein eines Kalifen würdiges Geschenk – eine Wasseruhr aus vergoldeter Bronze. Der Zeiger konnte die Zeit von 1 Stunde bis 12 anzeigen. Als er sich der Zahl näherte, war ein klingelndes Geräusch zu hören, das durch auf ein Bronzeblech fallende Kugeln erzeugt wurde.

Gleichzeitig erschienen Ritterfiguren, gingen vor dem Publikum vorbei und entfernten sich.

Neben Wasseruhren waren auch Sanduhren und Feueruhren (meist Wecker) bekannt. Letztere waren im Osten Stöcke oder Schnüre aus einer langsam brennenden Masse.

Sie wurden auf speziellen Ständern platziert und über dem Abschnitt des Stocks, den das Feuer zu einem bestimmten Zeitpunkt erreichen sollte, wurden Metallkugeln tief an einem Faden aufgehängt. Die Flamme näherte sich dem Faden, er brannte aus und die Kugeln fielen mit klingendem Geräusch in den Kupferbecher. In Europa wurde zu diesem Zweck eine Kerze mit darauf markierten Teilungen verwendet. Ein Stift mit daran befestigtem Gewicht wurde in die gewünschte Teilung gesteckt. Wenn die Kerze bis zu dieser Teilung abgebrannt war, fiel das Gewicht auf ein Metalltablett oder einfach auf den Boden.

Es gibt kaum jemanden, der den ersten Erfinder einer mechanischen Uhr nennen kann. Solche Uhren wurden erstmals in alten byzantinischen Büchern erwähnt (Ende des 6. Jahrhunderts). Einige Historiker führen die Erfindung rein mechanischer Uhren auf Pacificus von Verona (Anfang des 9. Jahrhunderts) zurück, andere auf den Mönch Herbert, den späteren Papst. Er fertigte 996 eine Turmuhr für die Stadt Magdeburg. In Russland wurde die erste Turmuhr 1404 vom Mönch Lazar Serbin im Moskauer Kreml installiert. Sie bestanden aus einem komplizierten Geflecht aus Zahnrädern, Seilen, Wellen und Hebeln, und ein schweres Gewicht hielt die Uhr an ihrem Platz. Solche Strukturen werden seit Jahren geschaffen. Nicht nur Uhrmacher, sondern auch Uhrenbesitzer versuchten, die Geheimnisse der Mechanismen geheim zu halten.

Die erste persönliche mechanische Uhr wurde von einem Pferd getragen und ein Stallknecht überwachte ihre Funktionsfähigkeit. Erst mit der Erfindung der elastischen Feder wurden Uhren komfortabel und störungsfrei. Die erste Feder für Taschenuhren war eine Schweineborste. Es wurde zu Beginn des 15. Jahrhunderts vom Nürnberger Uhrmacher und Erfinder Peter Henlein verwendet.

Und Ende des 16. Jahrhunderts wurde eine neue Entdeckung gemacht. Der junge Wissenschaftler Galileo Galilei beobachtete die Bewegung verschiedener Lampen in der Kathedrale von Pisa während des Gottesdienstes und stellte fest, dass weder das Gewicht noch die Form der Lampen, sondern nur die Länge der Ketten, an denen sie aufgehängt sind, die Perioden von bestimmen ihre Schwingungen entstehen durch den Wind, der durch die Fenster strömt. Er hatte die Idee, eine Uhr mit Pendel zu schaffen.

Der Niederländer Christiaan Huygens wusste nichts von Galileis Entdeckung und wiederholte sie 20 Jahre später. Er erfand aber auch einen neuen Gleichmäßigkeitsregler, der die Ganggenauigkeit der Uhr deutlich steigerte.

Viele Erfinder versuchten, Uhren zu verbessern, und am Ende des 19. Jahrhunderts wurden sie zu einer alltäglichen und notwendigen Sache.

In den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts entstanden Quarzuhren, die eine tägliche Abweichung von etwa 0,0001 Sekunden aufwiesen. In den 70er Jahren erschienen Atomuhren mit einer Abweichung von 10" 13 Sekunden.

Heutzutage sind viele verschiedene Uhren entstanden. Am häufigsten sind solche am Handgelenk.

Moderne Uhren.

Ihre Zifferblätter ähneln immer mehr dem Armaturenbrett eines Flugzeugs oder zumindest eines Autos. Neben der Tageszeit zeigt die Uhr häufig auch Monat, Tag und Wochentag an. Dank wasserdichter Uhren wissen Taucher, wie tief sie tauchen und wann ihre Luftflaschen leer sind. Manchmal wird auf dem Zifferblatt eine andere Anzeige angezeigt – die Pulsfrequenz. Es gibt eine solarbetriebene Funkuhr. Sie erlauben eine Zeitabweichung von 1 Sekunde von der astronomischen Zeit über 150.000 Jahre und schalten automatisch unter Berücksichtigung der Saison- und Standardzeit um. Entstanden sind eine Armbanduhr mit integriertem Fernseher, eine Thermometeruhr, die die Luft- oder Wassertemperatur misst, und eine Wörterbuchuhr mit 1.700 Wörtern.

Auch moderne Wecker sind komplexer und fortschrittlicher geworden. Französische Mechaniken zum Beispiel sind so konstruiert, dass sie zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht nur zu klingeln beginnen, sondern auch ... zu tanzen: Zwei breite Beine, auf denen der Mechanismus installiert ist, schlagen rhythmisch auf den Tisch; Sie können Stepptanz und Twist. Für Schlafschnarcher gibt es einen Wecker. Sie sieht aus wie eine normale Seifenschale, enthält aber keine Seife, sondern ein Mikrofon, einen Verstärker und einen Vibrator. Das Gerät wird unter die Matratze gelegt und sobald eine Person mehr als fünf Mal schnarcht, beginnt der Wecker so stark zu zittern, dass sich der Schläfer definitiv vom Rücken dreht und das Schnarchen aufhört. Es gibt auch einen Wecker für Stubenhocker. Zur verabredeten Zeit pumpt er Luft in eine Kammer unter der Matratze, die aufquillt und ... den Schläfer aus dem Bett wirft. Mit einem Wort, der erfinderische Gedanke schläft nicht ...

Wissen Sie?

01.11.2017 um 23:25

Die Entstehungsgeschichte mechanischer Uhren zeigt deutlich den Beginn der Entwicklung komplexer technischer Geräte. Als die Uhr erfunden wurde, blieb sie mehrere Jahrhunderte lang eine bedeutende technische Erfindung. Und bis heute können sich Historiker aufgrund historischer Fakten nicht darüber einigen, wer tatsächlich als Erster mechanische Uhren erfunden hat.

Geschichte der Uhren

Schon vor der revolutionären Entdeckung – der Entwicklung mechanischer Uhren – war das erste und einfachste Gerät zur Zeitmessung eine Sonnenuhr. Bereits vor mehr als 3,5 Tausend Jahren waren Sonnenuhren aufgrund der Korrelation zwischen der Bewegung der Sonne und der Länge und Position des Schattens von Objekten das am weitesten verbreitete Gerät zur Zeitbestimmung. Auch später tauchten in der Geschichte Hinweise auf Wasseruhren auf, mit deren Hilfe versucht wurde, die Mängel und Fehler der Solarerfindung zu vertuschen.

Etwas später in der Geschichte tauchten Hinweise auf Feueruhren oder Kerzenuhren auf. Diese Messmethode besteht aus dünnen Kerzen, die bis zu einem Meter lang sind und über deren gesamte Länge eine Zeitskala angebracht ist. Manchmal wurden zusätzlich zu den Seiten der Kerze Metallstäbe angebracht, und wenn das Wachs ausbrannte, machten die herunterfallenden seitlichen Befestigungselemente charakteristische Schläge auf die Metallschale des Kerzenhalters – was auf ein Tonsignal für eine bestimmte Zeit hinweist Zeit. Darüber hinaus halfen Kerzen nicht nur beim Ablesen der Uhrzeit, sondern auch bei der nächtlichen Beleuchtung von Räumen.
Die nächste, nicht unwichtige Erfindung vor mechanischen Instrumenten ist die Sanduhr, die es ermöglichte, nur kurze Zeiträume, nicht mehr als eine halbe Stunde, zu messen. Doch ebenso wie das Feuerinstrument konnte die Sanduhr nicht die Genauigkeit der Sonne erreichen.
Schritt für Schritt entwickelten die Menschen mit jedem Instrument eine klarere Vorstellung von der Zeit, und die Suche nach einer perfekten Möglichkeit, sie zu messen, ging kontinuierlich weiter. Die Erfindung der ersten Raduhr wurde zu einem einzigartig neuen, revolutionären Gerät, und mit ihrer Erfindung begann die Ära der Chronometrie.

Entstehung der ersten mechanischen Uhr

Dabei handelt es sich um eine Uhr, bei der die Zeit durch die mechanischen Schwingungen eines Pendel- oder Unruh-Spiral-Systems gemessen wird. Leider sind das genaue Datum und die Namen der Meister, die die erste mechanische Uhr der Geschichte erfunden haben, unbekannt. Und es bleibt nur noch, sich den historischen Fakten zuzuwenden, die die Etappen der Entwicklung eines revolutionären Geräts belegen.

Historiker haben festgestellt, dass mechanische Uhren in Europa ab der Wende vom 13. zum 14. Jahrhundert verwendet wurden.
Die Turmräderuhr dürfte als erster Vertreter der mechanischen Generation der Zeitmessung gelten. Der Kern der Arbeit war einfach: Der Einzelantriebsmechanismus bestand aus mehreren Teilen: einer glatten Holzachse und einem Stein, der mit einem Seil an der Welle befestigt war und so die Funktion eines Gewichts hatte. Unter dem Einfluss der Schwerkraft des Steins wickelte sich das Seil allmählich ab und trug zur Drehung der Achse bei, wodurch der Lauf der Zeit bestimmt wurde. Die Hauptschwierigkeit eines solchen Mechanismus war das kolossale Gewicht sowie die Sperrigkeit der Elemente (die Höhe des Turms betrug mindestens 10 Meter und das Gewicht des Gewichtes erreichte 200 kg), was Konsequenzen in Form von große Fehler in den Zeitindikatoren. Daher kam man im Mittelalter zu der Schlussfolgerung, dass der Betrieb der Uhr nicht nur von der einzelnen Bewegung des Gewichts abhängen sollte.
Der Mechanismus wurde später durch mehrere weitere Komponenten ergänzt, die in der Lage waren, die Bewegung zu steuern – den „Bilyanets“-Regler (dargestellt eine Metallbasis, die parallel zur Oberfläche des Sperrrades angeordnet war) und den Auslöserverteiler (eine komplexe Komponente im Mechanismus, mit mit deren Hilfe das Zusammenspiel von Untersetzungsgetriebe und Übertragungsmechanismus erfolgt). Doch trotz aller weiteren Innovationen bedarf der Turmmechanismus weiterhin einer ständigen Überwachung und bleibt trotz all seiner Mängel und großen Fehler das genaueste Zeitmessgerät.

Wer hat mechanische Uhren erfunden?

Letztendlich entwickelte sich aus den Mechanismen der Turmuhr im Laufe der Zeit ein komplexes Gebilde mit vielen automatisch beweglichen Elementen, einem vielfältigen Schlagsystem, mit Zeigern und dekorativen Verzierungen. Von diesem Moment an wurde die Uhr nicht nur zu einer praktischen Erfindung, sondern auch zu einem Objekt der Bewunderung – eine Erfindung der Technik und der Kunst zugleich! Es lohnt sich auf jeden Fall, einige davon hervorzuheben.
Von den frühen Mechanismen, wie der Turmuhr in der Westminster Abbey in England (1288), im Canterbury-Tempel (1292) und in Florenz (1300), gelang es leider keinem einzigen, die Namen ihrer Schöpfer zu bewahren, da sie unbekannt blieben .
Im Jahr 1402 wurde die Prager Turmuhr gebaut, die mit automatisch beweglichen Figuren ausgestattet war, die bei jedem Schlag eine bestimmte Reihe von Bewegungen ausführten, die die Geschichte verkörperten. Der älteste Teil von Orloy – eine mechanische Uhr und ein astronomisches Zifferblatt – wurde 1410 rekonstruiert. Jedes Bauteil wurde vom Uhrmacher Mikulas aus Kadány nach dem Entwurf des Astronomen und Mathematikers Jan Schindel hergestellt.

Beispielsweise benötigte der Uhrmacher Giunello Turriano 1.800 Räder, um eine Turmuhr herzustellen, die die tägliche Bewegung des Saturn, die jährliche Bewegung der Sonne, die Bewegung des Mondes sowie die Richtung aller Planeten gemäß dem ptolemäischen System anzeigte des Universums und den Lauf der Zeit während des Tages.
Alle oben genannten Uhren wurden relativ unabhängig voneinander erfunden und verfügten über eine hohe Zeitgenauigkeit.
Die erste Erwähnung der Erfindung einer Uhr mit Federmotor erfolgte etwa in der zweiten Hälfte des 15. Jahrhunderts. Dank dieser Erfindung gelang der nächste Schritt zur Entdeckung kleinerer Uhrenvarianten.

Die erste Taschenuhr

Der nächste Schritt revolutionärer Geräte war die erste Taschenuhr. Eine neue Entwicklung entstand etwa im Jahr 1510 dank eines Mechanikers aus der deutschen Stadt Nürnberg – Peter Henlein. Das Hauptmerkmal des Geräts war die Triebfeder. Das Modell zeigte die Zeit mit nur einem Zeiger an und zeigte so den ungefähren Zeitraum an. Das Gehäuse wurde aus vergoldetem Messing in Form eines Ovals gefertigt, woraus sich der Name „Nürnberger Ei“ ergab. In Zukunft versuchten die Uhrmacher, das Vorbild und die Ähnlichkeit des ersten zu wiederholen und zu verbessern.

Wer hat die erste moderne mechanische Uhr erfunden?

Wenn wir über moderne Uhren sprechen, nutzte der niederländische Erfinder Christiaan Huygens im Jahr 1657 erstmals ein Pendel als Uhrregulator und schaffte es so, den Anzeigefehler seiner Erfindung deutlich zu reduzieren. Bei der ersten Huygens-Uhr betrug der tägliche Fehler nicht mehr als 10 Sekunden (zum Vergleich: Früher lag der Fehler zwischen 15 und 60 Minuten). Der Uhrmacher konnte eine Lösung anbieten – neue Regulatoren sowohl für Gewichts- als auch für Federuhren. Von diesem Moment an sind die Mechanismen viel fortschrittlicher geworden.
Es ist anzumerken, dass sie in allen Phasen der Suche nach einer idealen Lösung ein unverzichtbarer Gegenstand der Freude, Überraschung und Bewunderung blieben. Jede neue Erfindung überraschte durch ihre Schönheit, arbeitsintensive Arbeit und sorgfältige Entdeckungen zur Verbesserung des Mechanismus. Und auch heute noch begeistern uns Uhrmacher immer wieder mit neuen Lösungen bei der Herstellung mechanischer Modelle und betonen die Einzigartigkeit und Präzision jedes ihrer Geräte.