Phát minh giờ đồng đều
Tuy con người đã biết phân chia thời gian của mình theo những chu kỳ thay đổi của ánh sáng mặt trời, họ vẫn còn phải lệ thuộc mặt trời. Để làm chủ thời giờ của mình, để kết hợp được đêm với ngày, để chia đời sống mình thành những mảng gọn gàng, dễ sử dụng, họ phải tìm cách xác định được những đoạn thời gian nhỏ và chính xác - không những chia thành những giờ đều nhau, mà cả những phút, giây và phần của giây. Họ cần phải chế ra một bộ máy. Mãi tới thế kỷ 14 người châu Âu mới chế ra chiếc máy để đo thời gian. Trước đó, như chúng ta đã thấy, người ta chỉ có các đồng hồ bóng mặt trời, đồng hồ nước, đồng hồ cát và những đồng hồ tạp nham dùng nến hay mùi vị. Trong khi việc chia thời gian thành năm đã có từ năm ngàn năm và việc gộp những chùm ngày thành tuần đã được biết đến từ rất lâu, thì việc chia nhỏ ngày ra lại là một chuyện khác. Mãi tới thời cận đại chúng ta mới bắt đầu sống theo đơn vị giờ, nói chi là đơn vị phút.
Những bước đầu tiên dẫn tới việc đo thời gian bằng máy, khởi điểm của các đồng hồ hiện đại ở châu Âu, đã xuất phát không phải từ các người làm nghề nông hay chăn nuôi gia súc, cũng không phải từ các thương gia hay thợ thủ công, nhưng từ những con người sùng đạo thao thức muốn chu toàn bổn phận thờ phụng của mình một cách mau mắn và đều đặn. Các thầy dòng muốn biết thời giờ ấn định để đọc kinh cầu nguyện. Tại châu Âu, các đồng hồ cơ học được thiết kế không phải để chỉ giờ mà để nghe giờ. Đồng hồ thực sự đầu tiên là đồng hồ báo thức. Những bộ máy đồng hồ đầu tiên, tiền thân của ngành chế tạo đồng hồ, là những bộ máy được kéo bằng trọng lượng làm rung một chiếc chuông sau một khoảng thời gian đã đo sẵn. Có hai loại đồng hồ được chế tạo cho mục đích này. Có lẽ những chiếc đầu tiên là những đồng hồ báo thức nhỏ trong các dòng tu, hay những đồng hồ phòng - được gọi là horologia excitatoria, hay đồng hồ đánh thức - đặt trong phòng của custos horologi, người giữ đồng hồ. Những đồng hồ này đánh một tiếng chuông để nhắc một thầy dòng gọi các thầy khác đi cầu nguyện. Thầy giữ đồng hồ sẽ ra kéo chuông lớn, thường treo trên một tháp cao để mọi người nghe được. Khoảng cùng thời kỳ ấy, người ta đã làm những đồng hồ tháp lớn hơn để đặt trên những tháp chuông, ở đó những đồng hồ này sẽ đánh chuông lớn cách tự động.
Những đồng hồ trong các nhà dòng báo các giờ kinh theo luật, là những giờ giấc trong ngày được luật của Giáo hội quy định để cầu nguyện. Số tiếng chuông đồng hồ thay đổi tùy theo giờ, từ bốn tiếng lúc rạng đông tới một tiếng lúc trưa và rồi lại bốn tiếng lúc đêm về. Việc định giờ chính xác cho các giờ kinh khá rắc rối vì còn lệ thuộc từng nơi và từng mùa, nhưng các đồng hồ trong nhà dòng có thể điều chỉnh để thay đổi thời giờ giữa các chuông tùy theo mùa.
Các cố gắng để kết hợp các dụng cụ đo thời gian với chức năng đánh chuông đã không bao giờ thành công hoàn toàn. Một người Paris tài giỏi đã gắn một tấm lăng kính vào mặt đồng hồ mặt trời để làm một kính đốt, kính này vào đúng trưa sẽ tụ ánh mặt trời vào lỗ của một khẩu pháo nhỏ và tự động phát tiếng nổ chào mặt trời lúc chính ngọ. Người ta kể rằng đồng hồ pháo xinh xắn này đã được công tước d Orléans dựng trong vườn Hoàng Cung năm 1786 và đã khai hỏa mở đầu cho cuộc Cách Mạng Pháp. Nhiều thế kỷ trước, người ta đã thiết kế các đồng hồ nước phức tạp có chức năng báo giờ bằng cách lăn các viên sỏi hay phát tiếng còi. Có thể một số dụng cụ loại này đã được thử trong các tu viện.
Nhưng các nhu cầu cơ học mới đòi hỏi một đồng hồ đúng nghĩa, đồng hồ chạy bằng máy. Những đồng hồ chạy bằng máy đầu tiên đã xuất hiện vào thời mà những thời gian của đời sống và chuyển động bị chi phối hoàn toàn bởi ánh sáng mặt trời, khi ấy người ta chưa biết đến ánh sáng nhân tạo làm lẫn lộn ngày và đêm. Các đồng hồ chuông thời trung cổ không đánh chuông vào các giờ tối. Sau khi đánh 4 tiếng báo giờ kinh tối, đồng hồ sẽ im không đánh chuông nữa cho tới giờ kinh sáng vào lúc mặt trời mọc sáng hôm sau. Nhưng dần dà do hậu quả không dự kiến trước của việc chế tạo đồng hồ máy và do sự bắt buộc của máy móc, những đồng hồ này phải kết hợp cả những giờ tối với những giờ sáng và chia chúng thành 24 giờ đều nhau mỗi ngày. Như thế, các đồng hồ bắt nguồn từ các nhà dòng với mục đích đặc biệt là đánh chuông báo giờ lại chính là khởi điểm dẫn tới một lối suy nghĩ mới về thời gian.
Đồng hồ mặt trời, đồng hồ nước và đồng hồ cát, tất cả đều được thiết kế chủ yếu để chỉ giờ, nhờ bóng mặt trời đi qua một mặt đồng hồ, nước chảy trong một cái chén, hay cát chảy trong một bình thủy tinh.
Nhưng đồng hồ máy khởi thủy của các thầy dòng được thiết kế để tạo một chuyển động cơ học và đánh búa vào một cái chuông. Cơ chế của máy móc đòi hỏi một lối suy nghĩ và cảm nhận mới. Thay vì dựa vào những chu kỳ của mặt trời thay đổi theo mùa, hay dựa vào những chu kỳ ngắn hơn của các vật chảy như nước và cát, bây giờ thời gian được đo bằng chuyển động ngắt quãng của một bộ máy. Làm ra một máy đánh chuông báo những giờ kinh bắt đầu và kết thúc, đó là những cái mới về cơ học, làm nền tảng cho ngành chế tạo đồng hồ của những thế kỷ tiếp theo.
Con lắc rơi sẽ tạo ra lực làm di chuyển một cái cần đánh vào chuông. Điều thực sự mới mẻ nơi cái máy đã có một bộ phận không cho con lắc rơi tự do và ngắt đường rơi của nó thành những quãng đều nhau. Đồng hồ mặt trời chỉ sự chuyển động không ngắt quãng của bóng mặt trời và đồng hồ nước và cát hoạt động nhờ sự rơi tự do của nước hay cát. Cái làm cho chiếc máy mới này chạy lâu hàng giờ và đo được những đơn vị là một bộ phận khá đơn giản, hầu như ít được biết đến trong lịch sử. Nó được gọi là cái hồi, vì nó giúp điều chỉnh sự "hồi phục" của động lực vào trong đồng hồ.
Với tính đơn giản của những phát minh vĩ đại nhất, "cái hồi" không là gì khác hơn sự bố trí để ngắt quãng đều đặn lực của một vật rơi. Bộ phận ngắt này được thiết kế sao cho nó luân phiên ngắt rồi thả lực của vật rơi trên bộ máy đang chạy của chiếc đồng hồ. Đây là phát minh cơ bản để mọi đồng hồ hiện đại có thể tồn tại. Hơn nữa, con lắc chỉ rơi một khoảng ngắn sẽ giúp đồng hồ chạy lâu hàng giờ vì lực ghì xuống đều đặn của con lắc được biến thành chuyển động ngắt quãng của bộ máy đồng hồ.
Hình thức đơn giản đầu tiên là cái hồi bằng "cần". Một thiên tài vô danh về máy lần đầu tiên đã tưởng tượng ra để nối vật rơi bằng cách đặt những bánh răng xen vào một trục thẳng đứng có một thanh ngang, hay cần, cột vào những con lắc. Những con lắc này điều khiển chuyển động. Khi những con lắc đi ra, đồng hồ chạy chậm hơn; khi đi vào, nó chạy nhanh hơn. Chuyển động qua lại của thanh ngang (do lực rơi của những con lắc lớn) sẽ luân phiên làm cho các bánh răng của bộ máy đồng hồ ăn hay nhả ra. Những chuyển động ngắt quãng này rốt cuộc sẽ đo những phút và về sau cũng đo những giây. Dần dà, khi đồng hồ đã trở thành phổ biến, người ta không còn nghĩ về thời gian như một dòng chảy nữa, mà như một sự tập hợp những lúc phân biệt đã được đo lường. Thời gian cai quản đời sống con người không còn là những chu kỳ co giãn êm đềm trôi của mặt trời nữa. Thời gian cơ học không trôi nữa. Tiếng tích tắc của quả lắc đồng hồ sẽ trở thành tiếng nói của thời gian.
Rõ ràng là đồng hồ máy không còn dính líu gì tới mặt trời hay chuyển động của các hành tinh nữa. Các luật của chính nó tạo ra hàng loạt những đơn vị đồng đều và vô tận. "Độ chính xác" của một đồng hồ sẽ tùy thuộc độ chính xác và đều đặn của cái hồi.
Trong kinh nghiệm nhân loại, có ít cuộc cách mạng lớn hơn bước tiến triển từ giờ theo mùa hay giờ "tạm" sang giờ đồng đều. Đây chính là tuyên ngôn độc lập của con người đối với mặt trời, bằng chứng mới của việc con người làm chủ chính mình và làm chủ vạn vật. Chỉ sau này người ta mới phát hiện ra rằng mình đã đạt được quyền làm chủ này nhờ việc đặt mình dưới quyền thống trị của một bộ máy với những đòi hỏi tuyệt đối của nó.
Hơn hẳn các phát minh trước đó, đồng hồ máy bắt đầu đo chung các giờ ban đêm với các giờ ban ngày. Để chỉ đúng giờ lúc bình minh, bộ máy này phải chạy liên tục thâu đêm.
Một ngày bắt đầu lúc nào? Trả lời câu hỏi này cũng giống như trả lời cho câu hỏi có bao nhiêu ngày trong một tuần. Nhiều cách trả lời lắm! Chương 1 sách Sáng Thế nói: "Có một buổi chiều và một buổi sáng, đó là ngày thứ nhất" nghĩa là "ngày" đầu tiên lại chính là một đêm. Có thể đây là một lối diễn tả tính mầu nhiệm của việc Tạo dựng, để cho Thiên Chúa thực hiện công việc của Người trong bóng đêm. Người Babylon và người Ấn Độ cổ đại tính ngày bắt đầu lúc mặt trời mọc. Người Athen, giống như người Do Thái, tính ngày bắt đầu lúc mặt trời lặn và cứ theo như thế cho tới hết thế kỷ 19. Người Hồi Giáo Chính Thống cắt nghĩa Kinh thánh theo nghĩa đen, vẫn tiếp tục bắt đầu ngày của họ lúc hoàng hôn, lúc đó họ vẫn để đồng hồ của họ chỉ 12 giờ.
Cả sau khi đã xuất hiện đồng hồ cơ học, mặt trời vẫn để lại dấu vết trong cách tính các giờ. Các đồng hồ chỉ 24 giờ của thời kỳ đầu vẫn còn lệ thuộc mặt trời một cách kỳ lạ. Trên những đồng hồ này, giờ cuối của 24 giờ là lúc chiều tà.
Đồng hồ đã không giải phóng chúng ta hoàn toàn khỏi mặt trời, vì những đòi hỏi của bóng tối và ánh sáng. Ở Tây Âu, các giờ đồng hồ tiếp tục được tính số từ giữa trưa, là lúc mặt trời ở thiên đỉnh, hay từ nửa đêm là thời điểm ở giữa hai buổi trưa. Ở phần lớn châu Âu và châu Mỹ, một ngày vẫn bắt đầu từ nửa đêm theo đồng hồ.
Nguồn gốc nếp sống hàng ngày của chúng ta là kết quả của những phát minh đến từ khắp nơi trên thế giới. Chúng ta biết một năm có 365 ngày là nhờ các giáo sĩ Ai Cập cổ xưa, trong khi tên của các tháng trong năm theo các ngôn ngữ phương Tây - January, February, March - và các ngày trong tuần - Saturday, Sunday, Monday - bắt nguồn từ những nhà chiêm tinh Do Thái, Hi Lạp và Rôma. Và việc chúng ta chia một ngày thành 24 giờ là kết quả tổng hợp của những phương thức tính toán của người Hi Lạp, Ai Cập và Babylon.
