ปี 18000 – 8000 ก่อนคริสตศักราช (20,000 ปีที่แล้ว) จุดเริ่มต้นของการนับเวลา

ย้อนกลับไปเมื่อ 20,000 ปีที่แล้ว ก่อนที่มนุษย์จะรู้จักการนับเวลา พวกเขาก็สามารถนับวันได้แล้วโดยสังเกตจากการขึ้นและตกของดวงอาทิตย์ มีการค้นพบกระดูกที่มีร่องรอยสลักของการนับตัวเลขที่หุบเขา Semliki ณ สาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโก ซึ่งคาดว่าเป็นความพยายามครั้งแรก ๆ ของมนุษย์ในการนับวัน และในอีกหนึ่งหมื่นปีถัดมาก็มีการค้นพบหลุมรูปทรงดวงจันทร์ในประเทศสกอตแลนด์ คาดว่าหลุมนี้ขุดโดยมนุษย์เพื่อบันทึกวงจรจันทรคติ (Lunar Cycle)

ปี 3500 – 1500 ก่อนคริสตศักราช (5,500 ปีที่แล้ว) นาฬิกาเรือนแรกของโลก

กว่า 15,000 ปีถัดมาเริ่มมีการนับเวลาเป็นชั่วโมงครั้งแรกในโลกที่ประเทศอียิปต์ พวกเขาเป็นชนชาติแรกที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นกลุ่มที่จริงจังเรื่องการนับเวลาอย่างมาก ซึ่งในยุค Stone Age นี้มนุษย์ได้สร้างอุปกรณ์ทุกอย่างจากหินแถมยังมีความรู้เรื่องตัวเลขและดาราศาสตร์อีกด้วย อุปกรณ์นับเวลาของชาวอียิปต์จึงเป็นเสา Obelisk ซึ่งเป็นเสาหินสูงขนาดใหญ่และมีด้านปลายเป็นทรงพีระมิด ซึ่งสามารถดูเวลาได้จากเงาของเสาและแบ่งหน่วยเวลาให้เล็กลงจากวันเป็นชั่วโมงเท่า ๆ กัน นอกจากนี้ความยาวของเงายังสามารถบอกวันที่สั้นหรือยาวที่สุดของปีได้ สองพันปีถัดมามนุษย์ได้เข้าสู่ Bronze Age และมีความรู้เรื่องในการผสมผสานเหล็ก ชาวอียิปต์ได้อัปเกรดนาฬิกาแดดนี้ด้วยวัสดุใหม่และคำนึงถึงความสะดวกในการใช้งานยิ่งขึ้น จนออกมาเป็นนาฬิกา “Sundial” อุปกรณ์ที่มาพร้อมแท่งสะท้อนเงาและมาร์คเกอร์บอกชั่วโมงในชิ้นเดียว แต่ข้อเสียของนาฬิกาแดดก็คงเป็นเรื่องที่ชัดเจนอยู่แล้วว่ามันไม่สามารถใช้งานได้ในตอนกลางคืน วันที่มีเมฆเยอะ แถมระยะเวลาการขึ้นตกของดวงอาทิตย์ก็ไม่เท่ากันในแต่ละฤดู

ปี 1400 – 1300 ก่อนคริสตศักราช (3,400 ปีที่แล้ว) นาฬิกาน้ำที่บอกเวลาได้ทั้งวัน

นาฬิกาน้ำ (Clepsydras) คือนาฬิกาที่ชาวอียิปต์ได้พัฒนาขึ้นเพื่อแก้ไขปัญหานาฬิกาแดด พวกเขาใช้วิธีการปล่อยน้ำจากภาชนะหนึ่งไปยังอีกภาชนะหนึ่งโดยให้น้ำไหลด้วยความเร็วคงที่ที่สุดเท่าที่จะทำได้ มีการมาร์คชั่วโมงไว้ที่ภาชนะเพื่อดูเวลา ซึ่งระยะเวลาที่น้ำไหลออกคือจำนวนเวลาที่ผ่านไปนั่นเอง นาฬิกาน้ำสามารถใช้บอกเวลาได้ทั้งวันและเป็นที่นิยมในที่อื่นอีกด้วย ภายหลังชาวกรีกและชาวจีนได้ต่อยอดนาฬิกาน้ำชิ้นนี้ให้มีความแม่นยำและฟังก์ชั่นที่มากยิ่งขึ้น

ปี 600 ก่อนคริสตศักราช (2,600 ปีที่แล้ว) เมื่อดวงดาวสามารถบอกเวลาได้

ด้วยความรู้ในด้านคณิตศาสตร์และดาราศาสตร์ชาวอียิปต์ยังคงไม่หยุดพัฒนาการนับเวลา จึงได้สร้าง “Merkhet” เครื่องมือทางดาราศาสตร์ที่เก่าแก่ที่สุดเพื่อใช้ดูเวลาหลังอาทิตย์ตก อุปกรณ์ประกอบด้วยแท่งบาร์และสายที่มีทุ่มน้ำหนักถ่วงอยู่ที่ปลาย วิธีการดูเวลาคือใช้ Merkhet สองชิ้นทำเป็นเส้นเมอริเดียนและให้เส้นเป็นไปในทางเดียวกับดาวเหนือ จากนั้นจึงนับเวลาเมื่อดาวต่าง ๆ ข้ามผ่านเส้นเมอริเดียนไป ซึ่งถือว่าเป็นเทคโนโลยีที่ล้ำสมัยในยุคนั้น

ปี 100 ก่อนคริสตศักราชถึงปี 1300 (2,100 ปีที่แล้ว) ยุคที่นาฬิกาน้ำทำงานพร้อมกับกลไก

พันกว่าปีถัดมาหลังจากการผลิตนาฬิกาน้ำเรือนแรกของโลก ทางฝั่งยุโรปชาวกรีกและชาวโรมที่เป็นช่างทำนาฬิกาและนักดาราศาสตร์ได้พัฒนาต่อยอดนาฬิกาน้ำของชาวอียิปต์ โดยมีการเพิ่มหน้าปัดบอกเวลาและกลไกเพื่อควบคุมแรงดันน้ำ นาฬิกาน้ำบางเรือนมีลูกเล่นพิเศษที่สามารถส่งเสียงได้ บ้างก็แสดงโมเดลทางดาราศาสตร์ได้ด้วย ทางฝั่งตะวันออกก็มีนวัตกรรมไม่แพ้ฝั่งตะวันตกเช่นกันเมื่อ Su Sung และเพื่อนได้ทำการสร้างหอคอยนาฬิกาน้ำในปี 1088 ซึ่งมีความสูงถึง 10 เมตร เขาได้พัฒนาต่อยอดจากกลไกนาฬิกาน้ำของ Yi Xing และ Liangzan ผู้ผลิตนาฬิกาน้ำที่มีกลไกคนแรกของจีน หอคอยนาฬิกาของ Su Sung สามารถส่งเสียงเพื่อบอกเวลาชั่วโมงและเวลาพิเศษในแต่ละวันได้ นอกจากนี้ยังมีนาฬิกาแบบอื่น ๆ ที่ใช้หลักการเดียวกับนาฬิกาน้ำคือการนับเวลาจากการเดินทางของวัตถุบางอย่าง เช่น นาฬิกาเทียนไขที่เชื่อว่าเป็นของ King Alfred the Great จากประเทศอังกฤษในปี 800 มีการนับช่อง 1 ช่องเท่ากับ 20 นาที และนาฬิกาทรายที่เราเป็นที่รู้จักกันดี ในช่วงศตวรรษที่ 15 ที่มักใช้ในการเดินเรือ ใช้ที่โบสถ์ ใช้ในการปรุงอาหาร สาเหตุที่มีการใช้แพร่หลายขนาดนี้เป็นเพราะว่ามันเป็นนาฬิกาที่พึ่งพาได้ ไม่ยุ่งยาก และผลิตได้ง่าย

ปี 1300 - 1510 (719 ปีที่แล้ว) จุดเริ่มต้นของนาฬิกากลไก และที่มาของคำว่า “นาฬิกา”

ถัดมาในช่วงยุคเรเนสซองส์ (Renaissance) ยุคแห่งการฟื้นฟูศิลปะและนวัตกรรมซึ่งสะท้อนออกมาได้ดีผ่านทางเลโอนาร์โด ดา วินชี อัจฉริยะเจ้าของภาพวาด “Mona Lisa” และสิ่งประดิษฐ์ต่าง ๆ ที่ล้ำหน้าในยุคนั้น เช่น เฮลิคอปเตอร์ เครื่องบิน เครื่องมือวัดความเร็วลม รถยนต์ เป็นต้น จุดเด่นที่เกี่ยวข้องกับนาฬิกามากที่สุดก็คือเรื่อง “กลไก” ซึ่งเป็นเรื่องใหม่สำหรับผู้คนในยุคนี้ มนุษย์จึงได้ตัดสินใจที่จะพึ่งพา “การถ่วงน้ำหนัก” ผสานกับกลไกและฟันเฟืองต่าง ๆ ในการนับเวลา กลไกนาฬิกาครั้งแรกมีชื่อว่ากลไก Verge and Foliot คิดค้นโดย Richard จาก Wallingford ในปี 1300 เป็นกลไกที่ใช้ในหอนาฬิกาประจำเมืองหรือโบสถ์ โดยปกติมักจะบอกเวลาพร้อมกับการสั่นระฆัง ซึ่งคำว่า “ระฆัง” ในภาษาฝรั่งเศสคือ “cloche” จึงได้กลายมาเป็นคำศัพท์ของคำว่า “นาฬิกา (Clock)” ทุกอย่างเริ่มต้นผ่านไปได้ด้วยดีจนกระทั่งพบว่านาฬิกาเรือนนี้มีความคาดเคลื่อนถึง +/- 30 นาทีต่อวัน! เทคโนโลยีได้ก้าวหน้าไปอีกขั้นในปี 1510 เมื่อ Peter Henlein ช่างทำกุญแจจากประเทศเยอรมนี เขาได้ผลิตนาฬิกาขนาดเล็ก “Nuremberg Egg” (ไม่ใช่ Pocket Watch เพราะสวมใส่ด้วยการคล้องคอ) ที่ใช้ “สปริง” ในการให้พลังงานนาฬิกา ซึ่งนาฬิกาของเขาได้กระแสตอบรับดีมากโดยเฉพาะจากบรรดาเศรษฐีในยุคนั้นเนื่องจากพกพาได้สะดวก แต่ก็ยังมีปัญหาอยู่บ้างเพราะว่านาฬิกาจะเดินช้าลงในขณะที่สปริงคลายตัว

ปี 1582 – 1656 (437 ปีที่แล้ว) ยุคเรืองปัญญากับนาฬิกาเพนดูลัม

ความอัจฉริยะของดา วินชี่ ได้ส่งผลกระทบต่อผู้คนให้คิดเป็นเหตุเป็นผลมากขึ้น มนุษย์จึงได้ก้าวเข้ามาสู่ยุคเรืองปัญญา (Enlightenment) ที่วิทยาศาสตร์เข้ามามีบทบาทมากขึ้นในการใช้ชีวิต ในปี 1582 กาลิเลโอ คิดค้นกล้องส่องทางไกล กล้องโทรทรรศน์ เข็มทิศ และอื่น ๆ อีกมากมายจนได้รับสมญานามว่า “บิดาแห่งวิทยาศาสตร์ยุคใหม่” เขาได้สังเกตว่าโคมไฟระย้ามักแกว่งไปมาในความเร็วที่เท่ากันเสมอโดยไม่ขึ้นอยู่กับขนาดของโคมไฟ ซึ่งภายหลังกลายมาเป็นหลักการ “เพนดูลัม (ลูกตุ้มนาฬิกา)” และในปี 1656 นักดาราศาสตร์ชาวดัตช์ Christiaan Huygens ได้ต่อยอดแนวคิดนี้โดยการสร้างนาฬิกาที่ใช้เพนดูลัมในการนับเวลา ผลลัพธ์ทีได้คือความแม่นยำที่สูงขึ้นอย่างมากและมีความคลาดเคลื่อนเพียง +/- 10 วินาทีต่อวันเท่านั้น ข้อเสียคือเรื่องแรงโน้มถ่วงของโลกที่ส่งผลกระทบต่อการเหวี่ยงของลูกตุ้ม และนาฬิกาจำเป็นต้องวางบนพื้นเรียบเท่านั้นซึ่งไม่ตอบโจทย์ของนักเดินเรือเลย

ปี 1670 – 1721 (349 ปีที่แล้ว) นาฬิกาคุณปู่และการมาของ Pocket Watch

เข้าสู่ยุคตอนต้นของ Industrial Revolution เมื่อมนุษย์ได้ต่อยอดแนวคิด Creative และ Innovative จากยุค Renaissance ให้มาเน้นเรื่องประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น เราจึงได้เห็นการพัฒนานาฬิกาที่แม่นยำมากยิ่งขึ้นทุกครั้งที่มีรุ่นใหม่ออกมา และในปี 1670 ช่างทำนาฬิกาชาวอังกฤษ William Clement ได้สร้าง “นาฬิกาคุณปู่” ที่มีการเพิ่มความยาวของเพนดูลัมเป็น 1 หลาและใส่กรอบไม้เพื่อป้องกันลูกตุ้มให้พ้นจากแรงลม แถมยังเป็นเป็นครั้งแรกที่มีการเพิ่มเข็มนาทีเข้ามาอีกด้วย และในปี 1721 คุณ George Graham ได้พยายามปรับปรุงนาฬิกาเพนดูลัมให้แม่นยำยิ่งขึ้น เขาลดความคลาดเคลื่อนลงเหลือเพียงแค่ +/- 1/100 วินาทีต่อวัน และได้รับการยอมรับให้เป็นเวลามาตรฐานของหอดูดาวดาราศาสตร์อีกด้วย ต่อมาในปี 1675 เมื่อ Huygens และ Robert Hooke ได้คิดค้น “Hairspring” เพื่อควบคุมการสั่นไหวของ “Balance Wheel” ช่วยให้สปริงไม่คลายตัวหมด ทำให้สามารถลดความคลาดเคลื่อนจากหลายชั่วโมงต่อวันจนเหลือเพียง +/- 10 นาทีต่อวัน จากนั้นช่างทำนาฬิกาชาวอังกฤษ Thomas Tompion จึงได้นำกลไกนี้มาสรรสร้าง Pocket Watch เรือนแรกของโลกจนสำเร็จ!

ปี 1707 – 1904 (312 ปีที่แล้ว) ยุคของการปฏิวัติอุตสาหกรรมกับนาฬิกาข้อมือ

ศตวรรษที่ 17 คือยุคของการปฏิวัติอุตสาหกรรม (Industrial Revolution) ในปี 1698 เป็นยุคที่เริ่มใช้เครื่องยนต์ไอน้ำ ทุกอย่างเติบโตอย่างรวดเร็ว เป็นยุคแห่งการเดินทางไม่ว่าจะใช้ค้าขายหรือล่าอาณานิคม ทำให้นาฬิกามีบทบาทสำคัญในการคำนวณและการเดินทาง ในปี 1707 เกิดอุบัติเหตุครั้งใหญ่เมื่อเรือรบของอังกฤษ 4 ลำได้เกยตื้นเนื่องจากความผิดพลาดของนาฬิกา ทางอังกฤษจึงได้เสนอเงินรางวัล 20,000 ปอนด์ (เทียบเป็นเงินหลายล้านบาทในยุคนี้) ให้กับคนที่สามารถแก้ปัญหานี้ได้ และ John Harrison คือผู้ชนะรางวัลนี้ เขาได้เริ่มสร้าง Chronometer (เครื่องวัดความเที่ยงตรง) เรือนแรกในปี 1735 และทดลองเรื่อย ๆ จนสำเร็จในปี 1761 เขาได้สร้างนาฬิกา Pocket Watch ชื่อ “H4” ซึ่งมีความคลาดเคลื่อนน้อยกว่า 1 วินาทีต่อวัน และใช้งานบนเรือได้อย่างไม่ติดขัด!

อย่างที่ได้กล่าวว่ายุคนี้ทุกสิ่งเปลี่ยนไปอย่างรวดเร็ว มนุษย์ได้พัฒนาทุกสิ่งอย่างก้าวกระโดด เช่น มีการแทนที่แรงงานมนุษย์ด้วยเครื่องจักร มีโทรเลขครั้งแรก มีโทรศัพท์ครั้งแรก มีรางรถไฟ มีรถยนต์ แม้แต่เครื่องบินก็เกิดในยุคนี้ บริษัท Garstin จากลอนดอนได้จดสิทธิบัตรดีไซน์นาฬิกาข้อมือ “Watch Wristlet” เป็นครั้งแรกในปี 1893 การใช้นาฬิกาข้อมือครั้งแรกเกิดขึ้นในสงครามช่วงปี 1880s เช่น สงคราม Anglo-Burma War ทหารต้องใช้นาฬิกาเพื่อนัดแนะเวลาในการรบหรือถอยทับ แต่การใช้ Pocket Watch นั้นไม่สะดวกในการรบอย่างยิ่ง พวกทหารจึงนำสายหนังมาผูกกับนาฬิกาพกจนกลายเป็นนาฬิกาข้อมือนั่นเอง แต่นี่ก็ยังไม่ได้ถือว่าเป็นนาฬิกาข้อมือจริง ๆ จนกระทั่งในปี 1904 เพื่อนนักบินของ Louis Cartier ได้ขอร้องให้เขาทำนาฬิกาข้อมือเพื่อใช้ดูเวลาระหว่างการบิน ซึ่ง Cartier ก็ตอบตกลงและทำสำเร็จโดยการเพิ่มส่วน Lug เข้ามาบนเคสนาฬิกา และนับตั้งแต่นั้นมานาฬิกาข้อมือก็เริ่มเป็นที่แพร่หลายมากยิ่งขึ้นโดยเฉพาะในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 ที่ทั้งทหารบกและทหารอากาศต่างล้วนสวมใส่นาฬิกาข้อมือในการรบทั้งสิ้น

ปี 1927 – 1969 (92 ปีที่แล้ว) นาฬิกาข้อมือ Quartz กับความแม่นยำและราคาที่ย่อมเยากว่านาฬิกากลไก

ทุกอย่างในตอนนั้นอยู่ในสภาวะตึงเครียดเพราะว่าสงครามโลกครั้งที่ 1 เพิ่งจะจบได้ไม่ทันไร สงครามโลกครั้งที่ 2 ก็เริ่มเปิดฉากขึ้น ไฟสงครามได้ลามมาถึงบริษัทนาฬิกาทั่วโลก เช่น โรงงานของ A. Lange & Söhne โดนระเบิดจนย่อยยับ หรือจะเป็น Seiko ที่โรงงานนาฬิกาถูกดัดแปลงมาเป็นโรงงานผลิตกระสุน แถมยังโดนระเบิดซ้ำอีกจนต้องมาเริ่มนับหนึ่งใหม่ สำหรับนาฬิกา Quartz ตัวแรกถูกสร้างในปี 1927 โดย Warren Marrison และ J. W. Horton จาก Bell Telephone Laboratories ใน Canada เพราะพวกเขาต้องการความแม่นยำในการทดลองทางวิทยาศาสตร์ที่สามารถใช้งานได้ในสภาพสุญญากาศ การทำงานของนาฬิกา Quartz คือวัดจากจำนวนการสั่นไหวของ Quartz Crystal ซึ่งจะสั่น 32,768 ครั้งใน 1 วินาที ทำให้นาฬิกา Quartz มีความแม่นยำสูงที่คาดเคลื่อนเพียง +/- 10 วินาทีต่อปีเท่านั้น สาเหตุที่ยังคาดเคลื่อนอยู่เป็นเพราะสภาพอากาศที่ร้อนเกินไปอาจส่งผลกระทบต่อการทำงานของระบบได้

หลังจากสงครามโลกครั้งที่ 2 จบลง มนุษย์ก็ได้เข้าสู่ยุค Technological Revolution และโลกของนาฬิกาก็ได้เริ่มต้นยุคนี้ด้วยการปล่อยนาฬิกาข้อมือแบบ Quartz รุ่นแรกของโลกในปี 1969 คือรุ่น Astron 35SQ ผลิตโดย Seiko ที่ทำเอาทั้งโลกต้องตกตะลึงเพราะนาฬิการุ่นนี้มีความแม่นยำกว่านาฬิกากลไกทุกเรือนและที่สำคัญคือมีราคาถูกกว่าที่ทุกคนสามารถเข้าถึงได้ จริง ๆ แล้วเทคโนโลยีของ Quartz มีบทบาทสำคัญมากกว่าการเป็นนาฬิกา เพราะนี่เป็นครั้งแรกที่มนุษย์สามารถย่อส่วนเครื่องมือวัดเวลาให้มีขนาดเล็กและแม่นยำได้ขนาดนี้ เป็นการเปิดประตูสู่เทคโนโลยีใหม่ ๆ จึงนับได้ว่านี่คือก้าวเล็ก ๆ ก้าวแรกสู่ยุค Technological Revolution อย่างเต็มตัว

ปี 1967 – ปัจจุบัน (52 ปีที่แล้ว) นาฬิกา Atomic กับนิยามใหม่ของ “วินาที”

ชีวิตในยุค Technological Revolution ณ ปัจจุบันนี้คงปฏิเสธไม่ได้เลยว่า “การรู้เวลาอย่างแม่นยำ” เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับ “ทุกคน” บนโลกใบนี้ แม้ความแม่นยำของนาฬิกา Quartz ที่ +/- 1 วินาทีต่อปีอาจจะเพียงพอสำหรับการใช้งานทั่วไป แต่โลกนั้นได้เปลี่ยนไปแล้ว ณ ตอนนี้คนทั่วโลกเชื่อมโยงกันหมด และทุกคนต้องการเวลาที่มีมาตรฐานเท่ากันทั่วโลกและมีความเที่ยงตรงที่ไม่มีที่ติ ด้วยเหตุนี้นาฬิกา Atomic จึงถือกำเนิดขึ้นมา

นาฬิกา Atomic นับเวลาโดยใช้ Cesium ซึ่งสรุปขั้นตอนสั้น ๆ ได้ว่าเป็นการใช้เลเซอร์อินฟาเรดยิงไปที่อะตอมของ Cesium เพื่อดันมันขึ้นไปให้ทะลุผ่านหลุมคลื่นไมโครเวฟ จากนั้นปล่อยให้อะตอมหล่นลงมาตามแรงโน้มถ่วงของโลกผ่านหลุมนั้นไปอีกที และอะตอมจะส่องแสงออกมาทุกครั้งที่ผ่านหลุม ต่อมาคอมพิวเตอร์จะจดบันทึกค่าความถี่จากแสงดังกล่าว เนื่องจากการขึ้นลงของอะตอมใน 1 รอบมีค่าเท่ากับ 1 วินาที เพราะฉะนั้นเวลา 1 วินาทีจึงเท่ากับค่าความถี่ของ Cesium ที่ 9,192,631,770 รอบซึ่งเป็นความแม่นยำที่เที่ยงตรงที่ +/- 1 วินาทีใน 30 ล้านปี! นาฬิกา Atomic รุ่น NIST F-1 ผลิตโดย National Institute of Science and Technology (NIST) จากสหรัฐอเมริกา ได้รับการรับเลือกให้เป็นมาตรฐานเวลาของโลกนับตั้งแต่ปี 1967 เป็นต้นมา เวลาในโน้ตบุ้คหรือมือถือของเราล้วนมาจากนาฬิกาตัวนี้ทั้งสิ้น

การนับเวลายังไม่ได้จบลงแค่นี้เพราะมนุษย์เราก็ยังคงพัฒนาต่อไป และล่าสุดในปี 2015 ก็ได้มีการประดิษฐ์นาฬิกา Optical Clock ซึ่งใช้หลักการเดียวกับ Atomic Clock แต่ใช้ Strontium เป็นสสารหลักและใช้เลเซอร์แทนคลื่นไมโครเวฟ ทำให้บอกเวลาได้แม่นยำได้นานถึง 13,700 ล้านปี! และก็ยังมีองค์กร International Atomic Time (TAI) จากฝรั่งเศสที่มีการนับเวลาได้แม่นกว่า NIST ถึง 37 วินาที และเป็นผู้ตัดสินใจเพิ่มเวลา 1 วินาทีให้กับเวลาโลกในวันที่ 31 ธันวาคมปี 2016 อีกด้วย ครั้งต่อไปเมื่อมีคนถามคุณว่า “ตอนนี้กี่โมงแล้ว” คำตอบนั้นคงไม่ใช่แค่การบอกเวลาอย่างแน่นอน