Ngày nay, việc theo dõi thời gian được thực hiện rất dễ dàng, chúng ta chỉ cần nhìn lướt qua đồng hồ hoặc điện thoại di động là có thể biết được thời gian chính xác, thậm chí đến từng giây. Tuy nhiên, trong thế giới cổ đại theo dõi thời gian một cách chính xác là một việc rất khó thực hiện. Do đó người cổ đại đã nghĩ ra đồng hồ nước.
Thời đó, người ta thường dùng đồng hồ mặt trời để đo thời gian. Phương pháp này bộc lộ hạn chế rất lớn đó là các đồng hồ này chỉ hoạt động khi có ánh sáng mặt trời. Do đó chúng không thể dùng khi thời tiết âm u và cũng không thể cho biết thời gian vào buổi tối. Để bù đắp cho những thiếu sót này, đồng hồ nước đã được phát minh. Không ai chắc chắn người ta tạo ra những chiếc đồng hồ nước đầu tiên khi nào và ở đâu. Tuy nhiên, chiếc đồng hồ lâu đời nhất mà chúng ta biết là có từ năm 1500 trước Công nguyên, từ ngôi mộ của pharaoh Ai Cập Amenhotep I.
Khoảng năm 325 trước Công nguyên, người Hy Lạp đã bắt đầu sử dụng đồng hồ nước, họ gọi thiết bị này là clepsydra ('kẻ trộm nước'). Một trong những ứng dụng của đồng hồ nước thời đó là dùng để giới hạn thời lượng của các bài phát biểu tại tòa án. Tùy thuộc vào loại bài phát biểu, những người Hy Lạp nổi tiếng như triết gia Aristotle, nhà viết kịch Aristophanes và chính khách Demosthenes sẽ chỉ được phát biểu trong khoảng thời gian được ấn định bởi lượng nước khác nhau trong các cốc.
Tuy nhiên, đồng hồ nước còn có rất nhiều hạn chế. Hạn chế đầu tiên đó là nó cần có một áp lực không đổi của nước để giữ cho tốc độ dòng chảy ổn định. Để giải quyết vấn đề này, người ta dùng đồng hồ có một bể chứa lớn. Mực nước trong bể sẽ không thay đổi nhiều khi nước chảy ra khỏi bể. Điều này giúp cho áp lực nước gần như không đổi. Ví dụ về đồng hồ kiểu này là chiếc "Tháp Gió" (Tower of the Winds) được xây dựng bởi Andronikos, nhà thiên văn học người Hy Lạp, tại Athens trong Thế kỷ thứ nhất trước Công nguyên. Nó là một cấu trúc bằng đá cẩm thạch đồ sộ hình bát giác cao 42 feet (12,8 m) và đường kính 26 feet (7,9 m).
-
- Đồng hồ nước có tên là 'Tháp gió' ở Hy Lạp. (Ảnh: Wikipedia)
Một vấn đề nữa gây ảnh hưởng đến tốc độ dòng chảy là độ nhớt và nhiệt độ. Với vòi đủ dài và mỏng, độ nhớt sẽ làm giảm tốc độ dòng chảy. Ngoài ra, độ nhớt cũng phụ thuộc vào nhiệt độ của nước. Độ nhớt của nước sẽ thay đổi theo hệ số bảy trong khoảng từ 0 đến 100 độ C. Do đó, đồng hồ sẽ chạy nhanh hơn khoảng bảy lần nếu nước ở nhiệt độ 100°C so với 0°C (với điều kiện ở 0°C nước vẫn ở thể lỏng). Như vậy, với sự thay đổi của nhiệt độ theo ngày đêm và theo mùa, thì đồng hồ cần phải được hiệu chỉnh mỗi ngày.
Mặc dù nguyên lý ban đầu của đồng hồ nước là tương đối đơn giản, nhưng các thách thức về áp lực nước, nhiệt độ và độ nhớt đã dẫn đến việc đồng hồ nước ngày càng phức tạp. Có vẻ chúng ta đã có một bước tiến khá dài về công nghệ nếu so sánh sự tiện lợi của đồng hồ cổ đại và đồng hồ ngày nay.
Văn Thiện (tổng hợp)
Tham khảo: ancient-origins, wikipedia
