Skip to content

MAKİNE TARİHİ

MART 2018 SAYI: 118

Zamanı Ölçen İcat: Saat

İnsanoğlunun neredeyse var olduğu günden bu yana zaman denilen anlaşılması zor kavramla uğraşıp, yıldızlara ve güneşe bakarak zamanı anlamaya ve hesaplamaya çalıştığı biliniyor. İlk başta insanlar için sadece yağmurun, karın, soğuğun, sıcağın zamanını bilmek yetiyor, mevsimler insanların hayatlarını yönetip, hasat zamanını, göç zamanını, barınma zamanını söylüyorlardı. Gittikçe daha küçük zaman birimlerine ihtiyaç duyulunca yıl; aylara ve haftalara bölünmeye başlandı. Diğer taraftan insanların geceyi gündüze benzer kılma çabası, günü daha küçük zaman birimlerine ayırmayı gerektiriyordu. Dakika ve saniyeler daha çağdaş dönemlerin ürünü olmakla birlikte, insanlar günü birkaç bölüme ayırmaya çalıştı ve gittikçe daha küçük zaman dilimlerine ihtiyaç duydu. Daha küçük zaman birimlerinin tarihi ise takvimle paralellik gösterir. Yılı ilk olarak birimlere bölen Sümerler, aynı zamanda günü de ilk bölenler olmuşlar ve zamanı ölçmeye başlamışlar. Mısırlılarla devam eden bu çabalar Yunanlar ve Romalılarla pik noktaya ulaşarak son derece gelişmiş.

İLK ÇABALAR GÜNEŞ SAATİYLE BAŞLADI

Zamanı ölçmek için ilk çabalar güneş saatiyle başlarken bu saatler, yüzyıllar boyunca zamanın ölçülmesi için kullanılan en yaygın araçlar olmuş. Güneş saatleri, özel olarak hazırlanmış bir milin gölgesinin, güneşin görünen hareketine uygun olarak yine özel olarak hazırlanmış mermer, taş veya madeni bir zemin (kadran) üzerindeki hareketine göre zamanın ölçülmesine yarayan araçlardır. Bu saatler güneşin oluşturduğu gölgeyi ölçebildiğinden ancak bol güneşli ülkelerde ve gündüzleri kullanılabilmiş.

ORTA ÇAĞ’DA DURAKLAMA DÖNEMİ

Sümerlerle başlayıp Mısırlılar ve Babillilerle devam eden güneş saatleri, Yunanlarla daha da geliştirilmiş. Romalılar ilk güneş saatlerini MÖ 1. yüzyılda yapmışlar. Roma’da çok yaygın olarak kullanılan saatlerin 13 değişik türü söz konusuydu.

O dönemin usta matematikçileri olan Araplar, saatçiliğe çok önem vererek güneş saatlerinin birçok ilkesini geliştirmişler. Arapların ünlü düşünürlerinden Abul Hasan’ın da eşit saatlerle hesaplama sistemini bularak, 13. yüzyılın başlarında horoloji (saat ve zaman bilimi) tarihinin en önemli adımlarından birini attığı biliniyor.

İlk çağlarda hızlı gelişme gösteren güneş saatleri, Orta Çağ boyunca pek ilerlememekle birlikte 1500-1800 yılları arasında astronomiye paralel olarak hem çeşit hem de kullanışlılık açısından hatırı sayılır bir mesafe kaydetmiş.

SU SAATLERİ, ZAMANA YENİ BİR BAKIŞ AÇISI GETİRDİ

Mısırlılar, buldukları güneş saati geceleri işlevsiz durumda olduğu için geceleri de zamanı ölçebilecek bir araç arayışına girmiş. Bu arayış sonucunda ise su saati icat edilmiş. Bu sistemde ise bir kabın içinde bulunan suyun dışarıya akması ile kabın içindeki işaretler ilerleyen zamanı gösteriyordu. Güneş saati, sadece günün belirli bir anını gösterirken su saatleri zamanı ölçme özelliği ile daha işlevsel durumdaydı. Dibinde delik olan bir kovanın boşalması ve dolmasıyla zamanı gösteren su saatleri, zamana yeni bir bakış açısı getirdi. Güneş saatleri belirli bir zamanı gösterirken, su saatleri ne kadar zaman geçtiğini de gösteriyordu. Su saatlerine su hırsızı anlamına gelen ‘klepsydra’ deniyordu. İlk olarak Mısırlılar’ın icat ettiği, Yunanlılar’ın ise geliştirdiği su saatleri, yüzyıllar boyunca mekanik saatlerin bulunmasına kadar kullanılmış. Bu tip saatlerin daha çok duruşmalarda avukatların konuşma sürelerini belirlemede kullanıldığı biliniyor. MÖ 250 yılında Arşimet, yaptığı su saatine dişliler ekleyerek gezegenleri ve ayın yörüngesini de göstermiş. Daha gelişmiş su saatleri MÖ 100 ve M.S. 500 yılları arasında Yunan ve Romalı horolog ve astronomlar tarafından yapılmış. Bazı su saatleri zil çalan, çakıl taşı fırlatan mekanizmalarla donatılırken hatta bazılarında kapılar açılıp insan figürlerinin çıktığı ve bunların saati haber vermek üzere zil çaldığı bilinir. MS 200 ve 1300’lü yıllar arasında Uzak Doğu’da mekanik kule şeklinde su saati yapımı gelişmiş. 3. yüzyıl Çin klepsydraları, astronomiyle ilgili konuları gösteren değişik mekanizmaları içeriyordu. En karmaşık saat kulelerinden birisi Çin’de Su Sung’un yaptırdığı dev saat kulesidir. Yedi-sekiz metrelik kulede gündüz ve gece her saat başında iki parlak bronz top, yine bronzdan yapılmış iki şahinin ağzından bir bronz kabın içine düşüyordu. Kabın dibindeki delik, bronz topun yeniden yerine dönmesini sağlıyordu. Şahinlerin üstünde de günün her saati için bir dizi kapı ve daha yukarıda da yanmamış durumda birer lamba duruyordu. Her saat başında bronz toplar düştükçe bir çan çalıyor ve biten saatin kapısı kapanıyordu. Toplar gece saatlerini belirtmek üzere düştüğünde ise o saatin lambası yanıyordu. Su saatleri de sadeliklerine rağmen sorunluydu. Soğuk bölgelerde suyun akışkanlığının azalması, deliğin tıkanması, suyun sabit akmaması gibi sorunlar vardı. Bütün bunlara rağmen su saatleri yüzyıllar boyu kullanıldı.

KISA ZAMAN ARALIKLARINI ÖLÇMEDE BİÇİLMİŞ KAFTAN

16. yüzyıldan bu yana kullanılan kum saatleri, sürekli zamanı ölçmek için değil, belirli bir sürenin başlangıcını ve bitişini göstermek için kullanılmış. Kiliselerde dua süresi, gemilerde tayfaların nöbet süresi ya da gemilerin hızlarının belirlenmesinde kullanılan kum saatinin bu eksikliği işlevselliğini azaltmış. Belirli sayıda kulaç aralıklarıyla düğüm atılmış ve ucuna bir kütük bağlanmış bir ip denize atılıyor ve bir gemici kum saatiyle belirli zaman dilimleri içinde kaç düğümün suya girdiğini sayıyordu. Eğer belirlenen sürede beş düğüm inmişse, geminin hızı beş deniz mili oluyordu. 19. yüzyıl sonuna kadar yelkenli gemilerde hız belirlemek için bu yöntem kullanılmış. Soğuk iklimlerde su saatine göre daha yaygın kullanımı olduğu halde, kum saati gün boyunca zaman ölçümü için çok uygun bir gereç değildi. Bunun için, ya çok büyük yapılması, ya da başında her an birinin beklemesi gerekiyordu. Bazı kum saatlerinde bulunan kadrandaki gösterge, saatin her baş aşağı edilişinde bir saat ileri alınıyordu. Yine de, kum saati uzun bir dönem kısa zaman aralıklarının ölçülmesinde başarıyla kullanılmış.

ATEŞ SAATLERİ ALARM SAATİ OLARAK DA KULLANILDI

Zamanın ölçülmesi için değişik yöntem arayışlarıyla yapılan birçok deneme arasında ateş saati de bulunuyor. Petrol lambasının aleviyle çalışan saat mekanizmasında, tüketilen yağın bölmeli bir saydam kapta izlenmesi ya da kısalan mumun gölgesinin, arkadaki bir cetvel üzerindeki boyuna göre saatler belirleniyordu. Çin, Japonya, ve Kore’de zaman ölçülmesi için ateş kullanımı değişik bir nitelik kazanmış. Bu ülkelerde özellikle tapınaklarda ödağacı ve benzeri kokulu nesneler dövülerek toz haline getiriliyor ve sonra da sıkıştırılarak saydam bir tüp içine yerleştiriliyormuş. Zaman ölçümü, tüp içinde ateşin ulaştığı yere göre yapılıyordu. Değişik türleri olan ateş saatleri alarm saati olarak bile kullanılıyordu. İstenen saat yerine iple bağlanan iki küçük ağırlık, alev ipi koparınca bakır bir yüzeye düşüp ses çıkarıyordu.

MEKANİK SAATLERİN TEMELİ, DİN ADAMLARI TARAFINDAN ATILDI

Zamanın mekanik olarak ölçülmesi yönündeki ilk adımların din adamları tarafından atıldığı biliniyor. Kesişler dua etmek için kesin saati bilmek zorundaydılar. İlk mekanik saatler, saati göstermek değil duyurmak üzere yapılmışlardı. Bu saatler birer ağırlığa bağlı olarak çalışıyordu ve belirli zaman aralıkları ile gonga vuran tokmaklarla donatılmışlardı. Daha önceki yüzyıllarda, eski saat sistemlerinin sesli birer uyarı vermesini sağlama çabaları olumlu sonuçlanmamıştı. Geçen süre zarfında, ufak taş parçacıkları atarak ya da düdük öttürerek belirten karmaşık mekanizmalar üretilmişti. Güneş saati, su saati ve kum saati, değişik şekillerde süreyi göstermek amacına yönelikti. Mekanik saat ise manastır hayatında belli bir mekanik işlevi yerine getirmek, bir çekiç aracılığıyla ses üretmek ve böylece belirli zaman aralıklarını belirtmek amacını taşıyordu. O dönemlerde saatlerin çan çalması gerektiğine inanılıyordu. Mekanik saatler için bulunan mekanizma, ağırlığın asılı olduğu ipi ya da zinciri kısa aralıklarla tutan ve bırakan bir vargel düzenidir ve tüm modern saatlerin de ortak özelliğidir. Böylece, kısa aralıklarla duran ve inen bir ağırlık, saat mekanizmasını günün uzunluğuna ya da kısalığına bağlı olmaktan kurtarıyordu. Bu mekanizmanın en eski türü kamalı olarak biliniyor. Ucuna ağırlık bağlı iki yanından atlamalı olarak tırnaklarla donatılmış bir metal çubuk ve yatay olarak gidip gelen bir milden oluşan mekanizmada, her gidişte bir tırnak salıveren bir düzen oluşturulmuş ve milin ivmesi de dış ucuna takılmış bir ağırlıkla kontrol edilmiştir. Ağırlık uzağa çekilince salınım hızlanıyor, yaklaştırılınca da yavaşlıyor. Böylece, başlangıçta dakikaların ve daha sonra da saniyelerin belirlenmesi mümkün olmuştur.

TARİHTEKİ İLK KURMALI SAAT

Gündüz saatlerinin gece saatlerine uymayan sistemi, 14. yüzyılda mekanik saatlerin yapılmasına kadar devam etmiş. Günü eşit aralıklar halinde bölen ilk saat, Milan’daki Saint Gottard Kilisesi saatidir. 14. yüzyılın ortasına doğru büyük Avrupa şehirlerinin kulelerinde mekanik saatler görülmeye başlanmış ve gittikçe yayılmış. Vargel düzeniyle çalışan bu saatler 300 yıl boyunca varlığını sürdürmüş. 1524’te Alman kilit ustası Peter Henlien’in tarihte bilinen ilk kurmalı saati ürettiği biliniyor. O zamana kadar mekanizmaları çalıştırmak için sürekli yer değiştirilen ağırlıklar vardı. Kurmalı saatler, yayları gevşedikçe zamanı göstermemeye başlıyordu ama onların sayesinde taşınabilir saatler üretilmeye başlandı. Heinlein’ın zembereği bulmasıyla, büyük ağırlıklar kalkarak taşınabilir küçük saatler olanaklı hale geldi. İlk saatlerde kadran, akrep ve yelkovan bulunmuyordu. Okuma yazma oranının düşük olması, saatlere insanların bakıp anlayacağı yazılar koymak yerine çan sesleri konmasını gerektiriyordu. Süreyi görsel olarak göstermek için saatlere kadranı ilk olarak kullanan ve 1344’te 24 dilimlik saati yapan İtalyan bilim insanı Giovanni de Dondi oldu. Dondi aynı zamanda, Astrarium adındaki dünyanın ilk astronomik saatini de geliştiren isim oldu.

SAATLER YATIRIM ARACI OLDU

1550’lerde piyasada Alman ve Fransız üretimi saatler görülmeye başlanırken 1575’te ise İsveç ve İngiliz üreticiler ortaya çıktı. O tarihlerde saat, zamanı gösteren bir araç değil, yeni ortaya çıkmış bir modaydı. Çelikten yapılan iç mekanizmalar, bu yıllardan sonra pirince dönüşmeye başladı. Parası olan herkes bir saat alıyor, saati olmayan komşular ayıplanıyordu. Yine de saati bir arzu nesnesi haline getiren teknolojik gelişmeler değil, 1600-1675 arasındaki şekilsel yeniliklerdi.

1600 yılından sonraki değişiklikler bu görüşü değiştirmedi. Artık saatlere mücevher gözüyle bakılıyor, yatırım için saat alınıyordu. Basit bir kutudan yuvarlak, silindir şekillere geçilmiş, altına üstüne değerli madenlerden takılmıştı. Sonradan metal kısımların yerine kristal parçalar eklenerek metal alanların da altın olmasına dikkat ediliyordu.

BALANS YAYININ GELİŞTİRİLMESİ İLE SAATLER CEBE GİRDİ

Saat gelişiminde atılan başka bir büyük adım da sarkacın bulunması. Kilisede papazı dinlerken kürsünün üzerinde sallanan lambanın salınım zamanının sabit olduğunu fark eden Galileo, sarkacın salınım periyodunun, ağırlığına ya da genişliğine değil, uzunluğuna bağlı olduğunu keşfetmiş. Galileo, ölümüne yakın, sarkaçla çalışan bir saat tasarlasa da bunu üretmeyi gerçekleştirememiş. Çalışan ilk sarkaçlı saati 1656 yılında, Galileo’nun ölümünden 14 yıl sonra, Alman astronom Christian Huygens yapmış. Huygens’in saati önceleri günde bir dakikadan az hata veriyordu. İlk olarak sağlanan bu hassaslığı, Huygens çalışmalarıyla hatayı günde 10 saniyeye düşürerek, artırmış. Sarkacın bulunmasıyla ilk defa saatlere dakika ve saniye kolları eklenmiştir. 1670’li yılların ortalarında Huygens’in balans yayını geliştirmesi, taşınabilir saatlerin gerçek bir cep saati haline getirilebilmesini sağlamıştır. Yay mekanizmasının bulunması, zamanın hem karada hem de denizde aynı doğrulukta ölçülebilmesini sağlamıştır. Balans yayının geliştirilmesi ile gittikçe küçülen saatler cepte ya da kolda taşınabilmeye başlamış, ilk ucuz cep saatleri ABD’de üretilmiş, kol saatleri ise 1890’lı yıllarda ortaya çıkmıştır. Başlangıçta sadece kadınların kullandığı kol saatleri Birinci Dünya Savaşı sırasında erkekler arasında da ilgi görmeye başlamış.

1920’lerde kuvars kristalli saatin bulunması, zaman ölçümünde yeni bir çığır açmış. Enerjisini bir yıl ya da daha uzun ömürlü pilden sağlayan ve kurulmaya gerek duyulmayan bu saatler, kuvars kristallerinin piezoelektrik özelliğine dayalıydı. Kuvars kristalinin titreşimleriyle 24 saatlik bir gün milyonda bir saniyelik aksamayla belirlenebiliyordu. Ancak, kuvars kristali elektrik akımının etkisiyle bir süre sonra mekanik özelliklerini değiştirdiği için başlangıçta çok hassas olan saatler birkaç ay sonra geri kalmaya başlamış. Kuvars saatler hassasiyetleri ve fiyatlarıyla piyasaya hakim olsalar da, daha hassas ve bu hassaslığı uzun süre koruyabilecek saatlere duyulan ihtiyaçi arayışları devam ettirmiş.

1949 yılında da ABD’de NIST laboratuvarlarında amonyağa dayanan ilk atom saati yapılmış. 1957’de ise yine NIST, ilk sezyum atom saatini gerçekleştirmiş ve 1967’de atomun doğal frekansı, yeni uluslararası zaman birimi olarak tanınmış.

Günümüzde ise 1/10 trilyonluk hatayla zamanı ölçebilen atom saatleri de geliştiriliyor.