ساعت شمعی: تاریخچه، حقایق، و محدودیتها

کاربرد تناوبی

ساعت شمعی به راحتی می‌تواند با وارد کردن یک میخ سنگین درون آن در فواصل مورد نظر، به یک زمان سنج تبدیل شود. بنابراین، هنگامی که شمع تا آن نقطه بسوزد، میخ بر روی صفحه‌ی فلزی زیر شمع افتاده و صدا ایجاد می‌کند و این علامت پایان فاصله‌ی زمانی است.
ساعت شمعی یک اختراع باستانی است که یکی از ابتدایی ترین تلاشهای بشر برای اندازه گیری زمان بوده است. در این مقاله، برخی از حقایق مهم در مورد ساعت شمعی را به بحث می‌گذاریم.
آیا می‌توانید تصور کنید در دنیایی زندگی کنید که هیچ گونه زمان سنج، ساعت و یا وسیله‌ی دیگری که زمان دقیق روز را به شما بگوید، وجود نداشته باشد؟ در واقع، شاید خیلی هم بد نباشد! در این صورت می‌توانید دیر از خواب بیدار شده و هر زمان که دوست داشتید به مدرسه یا محل کار خود بروید! معرکه نیست؟ اما پس از آن، این را مد نظر قرار دهید که ـ بدون داشتن وسیله‌ای برای نشان دادن زمان سپری شده، معلم و یا کارفرمای شما نیز می‌توانند تا زمانی که تمایل دارند سر کار یا مطالعه نگه تان دارند! اکنون دیگر آنقدرها هم معرکه نیست، نه؟
نمی‌توان منکر آن شد که یک رابطه‌ی عشق و نفرت نسبت به ساعتهای مختلف اطرافمان وجود دارد. با این حال، اهمیت آنها در زندگی ما نمی‌تواند خدشه‌دار شود. از زمان‌های قدیم، مردم در سراسر دنیا، در حال توسعه‌ی انواع ابزارهای بررسی گذشت زمان بوده‌اند. یکی از این ابزارهای جالب، ساعت شمعی بوده که جهت نشان دادن زمان، مدتها پیش از اختراع ساعت مکانیکی از آن استفاده می‌شد. ساعت شمعی چیست و چگونه کار می‌‌کند؟ اجازه دهید پاسخ آن را بیابیم.

چگونه یک ساعت شمعی کار می‌کند

تصویر زیر نحوه‌ی کار یک ساعت شمعی معمولی را نشان می‌دهد.
همان گونه که دیده می‌شود، یک ساعت شمعی از شمع به عنوان رکن اصلی خود برای نمایش گذشت زمان استفاده می‌کند. و از نوعی موم مخصوص که سرعت سوختن آن مشخص است، ساخته می‌شود. از اینرو بلندی و عرض شمع ثابت و معین می‌باشد، به طوری که بتواند به طور صحیح گذشت مدت زمان مورد نیاز را نشان دهد.
این شمع دارای نشانه‌هایی با فواصل مساوی بوده که معمولاً با اعدادی همراه است که فواصل مختلف زمانی را نشان می‌دهد. بنابراین، هنگامی که شمع تا نشان بخصوصی می‌سوخت، اعداد همراه آن نشان دهنده‌ی مدت زمان سپری شده از زمانی بوده که برای نخستین بار روشن شده بود.
محل نشانه گذاری‌ها و مقادیر فواصل متناظر با استفاده از اطلاعاتی که از سرعت سوختن شمع بدست آمده با دقت تعیین و قرار داده می‌شوند. برای مثال، اگر یک شمع در مدت 15 دقیقه به اندازه‌ی 1 اینچ (54ر2 سانتی متر) بسوزد، آنگاه علامت‌گذاری می‌تواند به فواصل 1 اینچ تا انتهای بالای شمع آغاز گردد. بنابراین، هنگامی که شمع به اندازه‌ی 1 اینچ بسوزد، مصرف کننده متوجه می‌شود که 15 دقیقه سپری شده است، و زمانی که به اندازه‌ی 2 اینچ (08ر5 سانتی متر) بسوزد او متوجه می‌شود که 30 دقیقه گذشته است و به همین ترتیب....
در تصویر بالا، هر فاصله نشان دهنده‌ی مدت زمان 10 دقیقه می‌باشد. بنابراین، پس از روشن کردن شمع، زمانی که شمع تا دومین علامت می‌سوزد، نشان‌دهنده‌ی سپری شدن مدت زمان20 =(10× 2) دقیقه می‌باشد. به طور مشابه، زمانی که تا علامت سوم می‌سوزد، 30 دقیقه سپری شده است.

تاریخچه‌ی ساعت شمعی

هیچ کس نمی‌تواند به طور قطع بگوید که ساعت شمعی در چه زمانی اختراع شد و چه کسی آن را اختراع کرد. اولین مرجع شناخته شده در شعری از شاعر و متفکر چینی، یو جیانگ You Jiangu (520 عصر حاضر) یافت می‌شود. دستگاه این شاعر متشکل از شش شمع بود که همگی به بلندی 12 اینچ (48ر30 سانتی متر) بوده و به 12 قسمت یک اینچی تقسیم شده بودند. این شمع‌ها همچنین دارای ابعاد یکسانی بوده و نوع مومی که همگی از آن تهیه شده بودند نیز یکسان بود. هر شمع به طور کامل در مدت چهار ساعت می‌سوخت و بنابراین هر علامت نشان دهنده‌ی 20 دقیقه بود. شمع‌ها در داخل یک جعبه‌ی چوبی جهت ممانعت از خاموش شدنشان محصور شده بودند. در اطراف این جعبه‌ها صفحات شاخی شکل شفافی قرار داشت که به فرد اجازه می‌داد شمع‌های درون جعبه را مشاهده نماید. یو جیانگ از این شمع‌ها جهت آگاهی یافتن از زمان در طول شب استفاده می‌کرد.
در اروپا نیز، دستگاه‌های مشابه برای اندازه گیری زمان در کلیساهای قرون وسطی استفاده می‌شد و حتی قبل از آن توسط شاه آلفرد کبیر انگلستان مورد استفاده قرار می‌گرفت. او با شمارش تعداد شمعها با اندازه‌های مشخص شده که به طور کامل سوخته بودند، قادر به سنجش زمان بود. بعدها، او حتی از یک شمع مدرج برای اندازه گیری زمان استفاده کرد.
استفاده‌ی جالب توجه از ساعت شمعی توسط الجزاری Al-Jazari (1206 بعد از میلاد مسیح) ایجاد شد. ساعتهای شمعی او به عنوان پیچیده‌ترین طرحی که تا آن زمان ساخته شده بود، در نظر گرفته می‌شود. این ساعتها دارای صفحه‌ای مدرج بود که زمان دقیق را نشان می‌داد و برای نخستین بار از یک اتصال میخی و قطعه‌ای برای چفت و بست استفاده کرد که هنوز هم در زمان حاضر استفاده می‌شود.
در این ساعت‌ها از یک وزنه، قرقره، و ترکیب وزنه تعادل استفاده می‌شد تا یک سری ماشینهای خودکار نشان دهنده‌ی زمان را به حرکت در آورند. همانطور که شمع می‌سوخت، وزن آن کمتر شده و باعث می‌شد که وزنه‌های شمارشگر به حرکت در آیند و نتیجتاً مکانیزم پیچیده‌ای را به کار می‌انداختند که زمان را نشان می‌داد.

مزایای استفاده از ساعت شمعی

1. ساعتهای شمعی در زمانی که ساعتهای مکانیکی هنوز اختراع نشده بودند، استفاده می‌شدند. آنها برای مردم آن زمان، وسیله‌های سنجش مدت زمان سپری شده را فراهم می‌ساختند.
2. از آنجا که میزان و سرعت سوختن موم در شمع تقریباً ثابت است، این ساعتها قادر بودند که تقریباً به درستی گذشت زمان را نشان دهند.
3. در دوران باستان، افراد به موقعیت خورشید متکی بودند تا به زمان سپری شده از روز پی ببرند و همینطور به ماه برای نشان دادن زمان در شب اتکا داشتند. با این حال، هر دو این روشها به هنگامی که آسمان ابری بود با شکست مواجه می‌شدند. در چنین شرایطی، ثابت گردید که ساعت شمعی می‌تواند یک ابزار سودمند جهت سنجش دقیق زمان باشد.

محدودیت‌های ساعت شمعی

1. ساعت شمعی تنها می‌تواند فواصل زمانی سپری شده را نشان دهد و در نتیجه، نمی‌تواند جهت نشان دادن زمان دقیقی از روز بکار رود.
2. چنانچه شمع پیش از رسیدن به یک علامت، خاموش گردد، آنگاه پی بردن به اینکه دقیقاً چه مدت زمانی سپری شده است حتی اگر مجدداً روشن شود، کار دشواری است.
3. نواقصی که در ساختمان آن وجود دارد، خطاهایی را در سنجش زمان نشان می‌دهد. همچنین، ذوب متغیر و غیر یکدست موم می‌تواند به اشتباه نشان دادن زمان منجر شود.
اختراع ساعت شمعی، برای گذشتگان راهی تقریباً دقیق برای اندازه گیری زمان فراهم ساخت. این روش مدت زمان طولانی مورد استفاده قرار می‌گرفت و با وجود اینکه امروزه به خاطر وجود ساعتهای مکانیکی و دیجیتالی کنار گذاشته شده است، لیکن همواره جایگاه خود را از نظر اهمیت تاریخی به عنوان یکی از نخستین دستگاه‌های زمان سنج حفظ خواهد کرد.