นาฬิกาแดด(Sundial)เป็นเครื่องบอกเวลาและเครื่องมือวัดเวลา
วิธีธรรมชาติแบบหนึ่ง ทีมีใช้มาตั้งแต่สมัยโบราณจนถึงปัจจุบัน
โดยอาศัยการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ที่ปรากฎในแต่ละวันเป็นหลัก
สมัยโบราณก่อนที่จะเริ่มมีนาฬิกาจักรกลหรือนาฬิกาอิเล็กทรอนิกส์ ไว้ใช้บอกเวลาเช่นในปัจจุบันมนุษย์ใช้ประโยชน์จากปรากฎการณ์ธรรมชาติ ในการสังเกตการเปลี่ยนแปลงต่างๆจากธรรมชาติเพื่อการกำหนดเวลา
โดยเฉพาะใช้ดวงอาทิตย์เป็นเครื่องชี้บอกเวลาธรรมชาติที่สำคัญที่สุด
เช่นเวลาเช้าดวงอาทิตย์ขึ้น เวลาเที่ยงดวงอาทิตย์อยู่ตรงศีรษะ เวลาเย็นค่ำดวงอาทิตย์ตกลับจากขอบฟ้าส่วนเวลากลางวัน
ในช่วงเวลาอื่นก็อาศัยสังเกตดูจากการทอดเงา
ของวัตถุใดวัตถุหนึ่งที่กำหนดให้เป็นเครื่องบอกเวลาของคนในท้องถิ่นนั้น
ซึ่งอาจไม่มีความเที่ยงตรง แต่ก็ยอมรับได้สมัยนั้นมาใช้กำหนดเวลาด้วยหลักการตามที่กล่าวมา มนุษย์ในระยะแรกจึงได้ประดิษฐ์คิดค้นนาฬิกาแดด (Sundisl)ให้มี
รูปทรงที่เหมาะสมขึ้นมาใช้งานเป็นเครื่องบอกเวลาอย่างง่าย
นาฬิกาแดดคิดค้นขึ้นครั้งแรกเมื่อใดไม่ปรากฎ แต่จากหลักฐานพบว่านาฬิกาแดดพัฒนาขึ้น ในสมัยอียิปต์โบราณหรือราว 2000ปีมาแล้ว นาฬิกาแดดนั้นแสดงเวลาที่อาจคลาดเคลื่อนไป
จากเวลานาฬิกาข้อมือของผู้สังเกต แต่ถ้าได้เข้าใจหลักการของนาฬิกาแดดแล้วนำค่าเวลามาแก้ไข เวลาที่ได้จะมีความถูกต้องพอสมควร ที่เป็นเช่นนี้เพราะนาฬิกาแดดนั้น แสดงเวลาธรรมชาติที่ควรจะเป็น ซึ่งต่างจากเวลาของนาฬิกาข้อมือหรือนาฬิกาทั่วไปที่ใช้อยู่ปัจจุบัน
บอกวัดเวลาหรือแสดงเวลาที่ต้องการให้เป็น หมาายความว่าเวลาที่
แสดงจากนาฬิกาแดดนั้นเป็นเวลาที่เราเรียกว่าเวลาดวงอาทิตย์ ณ ตำบลที่นั้นอยู่เป็นประจำ ไม่ใช่เวลาท้องถิ่นสมมุติ หรือเวลาที่เราต้องการให้เป็น
ต่อมาชาวกรีกโบราณรู้จักพัฒนา นาฬิกาน้ำ ที่สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพยิ่งกว่านาฬิกาแดด เรียกว่า clepsydra ( คำนี้เป็นคำสนธิที่มีรากศัพท์มาจากคำว่า clep ซึ่งแปลว่า ขโมย และคำ sydra ที่แปลว่า น้ำ )
เพราะนาฬิกานี้ทำงานโดยอาศัยหลักที่ว่า " ภาชนะดินเผาที่มีน้ำบรรจุเต็มเวลาถูกเจาะที่ก้นน้ำจะไหลออกจากภาชนะ
ทีละน้อยๆ เหมือนการขโมยน้ำ " ดังนั้นชาวกรีกโบราณจึงได้กำหนดระยะเวลาที่น้ำไหลออกจนหมดภาชนะว่า
1 clepsydra ( สุทัศน์ ยกส้าน. 2544: 159 ) แต่นาฬิกาน้ำนี้ต้องมีการเติมน้ำใหม่ทุกครั้งที่หมดเวลา 1 clepsydra และในฤดูหนาวน้ำจะแข็งตัวทำให้ไม่สามารถใช้นาฬิกาได้
ในปี ค.ศ.1929 Warren Morrison ได้ประดิษฐ์ นาฬิกาควอตซ์ ขึ้นเฉพาะที่เป็น นาฬิกาข้อมือ นาฬิกาประเภทนี้เที่ยงตรงมาก และในปี ค.ศ.1980 เป็นช่วงเวลาที่เริ่มนำเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์เข้ามาใช้ มีการประดิษฐ์ นาฬิกาโดยใช้ชิป ( chip ) เป็นส่วนประกอบเพิ่มเติมในกลไกของนาฬิกา ซึ่งนอกจากจะบอกเวลาแล้วยังสามารถเก็บข้อมูลที่จำเป็น และสามารถใช้เป็นเครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ได้ด้วย หลังจากนั้นเทคโนโลยีในด้านการประดิษฐ์นาฬิกาได้ก้าวหน้าเรื่อยมา จนกระทั่งทุกวันนี้เรามี นาฬิกาคอมพิวเตอร์ ใช้กันแล้ว
สำหรับประเทศไทย คนไทยประดิษฐ์เครื่องบอกเวลาใช้เองเมื่อร้อยปีมาแล้ว คือในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว โดยทรงมีวลีที่กำชับรับสั่งกับข้าราชบริพารผู้ใกล้ชิด มีความว่า " สยามจะอยู่รอด รักษาความเป็นไทไม่เป็นขี้ข้าฝรั่ง จะต้องทำให้คนไทยเชื่อมั่น และต่างชาติเชื่อว่าคนไทยนี้เก่ง " จึงทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้เจ้ากรมอุทกศาสตร์ท่านแรกของสยาม ชื่อ Captain Loftus จัดทำ นาฬิกาแดด ไว้ให้เป็นเครื่องกำหนดหมายบอกเวลา แล้วทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้ประดิษฐานไว้ที่ลานหน้าพระอุโบสถวัดนิเวศน์ธรรมประวัติ บางปะอิน จังหวัดพระนครศรีอยุธยาจนทุกวันนี้
นาฬิกา เป็นเครื่องมือสำหรับใช้บอกเวลา โดยมากจะมีรอบเวลา 12 ชั่วโมง หรือ 24 ชั่วโมง สำหรับนาฬิกาทั่วไป มีเครื่องหมายบอกชั่วโมง นาที หรือวินาที เครื่องมือสำหรับจับเวลาระยะสั้นๆ เรียกว่านาฬิกาจับ ลักษณะนามของนาฬิกา เรียกว่า “ เรือน” แต่ก็มีนาฬิกาแบบอื่นๆ ซึ่งใช้บอกอีก เช่น นาฬิกาทราย ใช้จับเวลา, นาฬิกากะลา เป็นกะลาเจาะรูใช้จับเวลา โดยการลอยในน้ำ จนกว่าจะจมก็ถือว่าหมดเวลา, นาฬิกาแดด เป็นการตั้งเครื่องมือเพื่อให้สังเกตการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ โดยดูจากเงาของเครื่องมือ บางครั้งเราก็มีการบอกเวลาโดยใช้เครื่องมืออื่น ซึ่งไม่ได้เรียกว่าเป็น นาฬิกา เช่น การตีกลองบอกเวลาเพล ของพระสงฆ์, การตีฆ้องบอกเวลาของแขกยาม หรือการยิงปืนบอกเวลา เป็นต้น
ความเป็นมาของนาฬิกา ไม่ปรากฏวันเวลาที่แน่นอนว่า การประดิษฐ์อุปกรณ์บอกเวลาเรือนแรกเกิดขึ้นเมื่อใด แต่จุดกำเนิดของเครื่องบอกเวลานั้นนับย้อนกลับไปได้ถึงหาหรือหกพันปีก่อน เมื่อมีการตั้งถิ่นฐานของมนุษย์ในตะวันออกกลางและแอฟริกาเหนือ ชาวอีหยิบเมื่อ ๓๕๐๐ ปีก่อนคริสตกาลมีอุปกรณ์บอกกเวลาในรูปของแท่งหินสูงสี่เหลี่ยมยอดปิระมิด ซึ่งจะทอดเงาลงทรายบอกเวลาที่ผ่านไป และอาจจะกล่าวได้ว่าเป็นนาฬิกาเรือนแรกของโลก
ลักษณะของนาฬิกาแดด
ในหนึ่งปีมีเพียงสี่ครั้งเท่านั้นที่เวลาของนาฬิกาแดดจะตรงกับเวลาของนาฬิกาสมัยใหม่ยังไม่มีการใช้คำว่านาฬิกา(Clock) จนกระทั่งศตวรรษที่สิบสี่ ความหมายของนาฬิกาในยุคนั้นยังไม่ใช่ความหมายที่เรารู้จักกันในปัจจุบัน แต่หมายถึง ระฆัง ( bell) หรือเครื่องส่งสัญญาณเตือนภัย ( alarm)
(ซ้าย) นาฬิกาแดดที่ตั้งอยู่บริเวณการกีฬาแห่งประเทศไทย
นาฬิกาเรือนแรกที่มีตัวเกาะฟันเฟือง (Escapements) ยังไม่เกิดขึ้นจนกระทั่งปี ๑๒๘๔ ตัวเกาะฟันเฟืองคือ กลไกการเคลื่อนที่ด้วยจังหวะสม่ำเสมอและผลักเฟืองให้ไปข้างหน้าด้วยอัตราที่เท่ากัน
หอนาฬิกาบอกเวลาแห่งแรกเกิดขึ้นที่เมืองมิลานเมื่อราว ค.ศ.๑๓๓๕ เป็นนาฬิกาที่มีเข็มเพียงอันเดียวคือ เข็มชั่วโมง ความเที่ยงตรงของเวลาที่บอกยังไม่สม่ำเสมอ
ในปี ๑๕๑๐ การประดิษฐ์นาฬิกาจึงได้รับการปรับปรุงโดยชาวเยอรมัน ปีเตอร์ เฮนเรียน แห่งนูเรมเบิก (Peter Henlien of Nuremberg) ซึ่งคิดค้นนาฬิกาที่ใช้ลวดสปริง แม้นาฬิกาจะมีความเที่ยงตรงมากขึ้น
แต่ก็ยังมีปัญหาเดินช้าลงเมื่อ ลวดสปริงเส้นหลัก (mainspring) คลายตัวออก
รูปแบบของนาฬิกาได้รับการปรับปรุงโดย จาคอป เซค (Jacob Zech) แห่งปราก ซึ่งใช้ลูกรอกขดลวดมาถ่วงให้แรงดึงของลวดสปริงมีสมดุลแม้จะพยายามเพิ่มความเที่ยงตรงให้กับอุปกรณ์บอกเวลา แต่นาฬิกาก็ยังทำงานด้วยเข็มเพียงเข็มเดียว
ในปี ๑๕๗๗ ช่างนาฬิกาชาวสวิตเซอร์แลนด์ โจสท์เบอร์จี (Jost Burgi ค.ศ. ๑๕๖๔-๑๖๔๒) ประดิษฐ์นาฬิกาที่มีเข็มนาทีเรือนแรกขึ้น แต่เข็มนาทีนี้ยังใช้งานจริงไม่ได้ กระทั่ง มีการคิดค้นนาฬิกาที่ทำงานด้วยระบบลูกตุ้มขึ้นในปี ๑๖๕๖
ต้นทศวรรษที่ ๑๕๘๐ กาลิเลโอ กาลิเลอี (Galileo Galilei ค.ศ. ๑๕๖๔-๑๖๔๒) สังเกตการแกว่งของตะเกียง เขาพบว่าการแกว่งครบรอบของตะเกียงแต่ละครั้งใช้เวลาเท่ากันเสมอ ไม่ว่าจะแกว่งมากหรือน้อยเพียงใด เกิดแรงบันดาลใจจะประดิษฐ์นาฬิกาลูกตุ้มเรือนรกขึ้นหลังพบว่าจังหวะการแกว่งของลูกตุ้มจะเท่ากับจำนวนของเวลาเสมอ เขากับลูกชาย วินเซนโซ (Vincenzo ค.ศ. ๑๕๒๐-๑๕๙๑)เริ่มออกแบบและหาแม่แบบซึ่งเหมาะสมที่สุดโดยยึดหลักการดังกล่าวเป็นหลัก แต่ยังไม่ทันจะได้สร้างนาฬิกาตามแบบที่คิดไว้ กาลิเลโอ กลับล้มป่วยและเสียชีวิตลง อย่างไรก็ตาม ลูกชายของก็ได้ ประดิษฐ์ผลงานต้นแบบขึ้นในปี ๑๖๔๙
ในปี ๑๘๘๙ ซีกมุนด์ รีเฟอร์ (Siegmund Riefler) ได้สร้าง นาฬิกาลูกตุ้มที่มีความเที่ยงตรงภายในหนึ่งส่วนร้อยของวินาที ก่อให้เกิดการประดิษฐ์ นาฬิกาที่ใช้ลูกตุ้มสองอันตามมาติดๆ ในปี ๑๙๒๑ โดย ดับเบิลยู. เอช. ช็อตต์ (W. H. Short) นาฬิกานี้ทำงานโดยลูกตุ้มหลักกับลูกตุ้มรอง มีความคาดเคลื่อนเพียงเศษหนึ่งส่วนพันวินาทีต่อวัน
ขณะที่นาฬิกา ควอตซ์ (Quartz) เริ่มเข้ามาแทนที่นาฬิกาลูกตุ้มในช่วงที่ ทศวรรษที่ ๑๙๓๐ และ ๑๙๔๐ แต่ก็ยังมีการใช้นาฬิกาลูกตุ้มอยู่ในปัจจุบัน
แม้จะยังได้รับความนิยมอยู่เป็นจำนวนมากในปัจจุบันนี้ แต่ความเที่ยงตรงอันโดดเด่นของนาฬิกาควอตซ์ก็ตกเป็นรองนาฬกา ปรมาณู (Atomic clock) ซึ่งมีความเที่ยงตรงสูงมากไปเสียแล้ว
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น