تاریخچه زمان‌سنجی
پیشینه ساعت و زمان‌سنجی شبانه روز
از یک پرسش کلی آغاز کنیم: زمان چیست؟ مردمان باستان چه تصوری از زمان و گذر آن داشتند؟
ماهیت «زمان» یکی بزرگترین رازها و پرسش‌های مردمان باستان بوده است. پرسشی که هنوز هم پاسخی برای آن یافت نشده است. علیرغم دستاوردهای علمی بشر در سده‌های گذشته، هیچگونه پیشرفتی در زمینه درک مفهوم زمان و تعریفی از آن به دست نیامده است. در «روایات داراب هرمزد» آمده است: «زمان را آغاز پدید نیست، پایان پدید نیست، بن پدید نیست، پهنا پدید نیست، همیشه بوده است و همیشه باشد». از سوی دیگر «استیفان هاوکینگ» یکی از بزرگترین دانشمندان کیهان‌شناس در دوران معاصر می گوید: «از زمان هیچ ندانستم، از کجا آمده، به کجا می‌رود، چه هنگام آمده و چگونه می‌رود». شباهت این دو سخن، که یکی بازگوکننده اندیشه دستکم چند صد سال پیش و دیگری دستاورد دانش امروزی است، نشانگر پیچیدگی و نادسترس بودن درک مفهوم زمان است.
اما از سوی دیگر، زمان برای مردمان باستان، پدیدهای رازآمیز و مقدس دانسته می‌شده و همواره با جهان مینوی در پیوند بوده است. در متون اوستایی از زمان با نام «زروان» یاد شده است و می‌دانیم که زروان برای باورمندان به آن که زروانیه (زروانیسم) خوانده می‌شده‌اند؛ به نوعی نام خدای بزرگ و سرچشمه آفرینش همه پدیده‌های گیتی و از جمله اهورامزدا بوده است. حرکت‌های روزانه و سالانه خورشید و نیز وزش باد، نمادهایی از زروان و پدیده‌هایی برای درک گذر زمان بشمار می‌رفته‌اند و گرامی دانسته می‌شده‌اند. از همین باورهای کهن زروانی است که در طول هزاران سال و در میان همگی اقوام و ادیان، نام‌های مرتبط با زمان‌سنجی و گاهشماری همواره از نام‌های مینویان و مقدسان الهام گرفته شده است و نام‌های در پیوند با زمان (مانند نام ماه‌ها و تقسیمات شبانروز) در نزد همگان، نام‌هایی مقدس دانسته می‌شوند. همچنین نوبت‌های چندگانه ادای نماز در ادیان گوناگون، همواره با جایگاه خورشید در آسمان مرتبط است.
تقسیم شبانروز به اجزای گوناگون همچون ساعت چه روندی در طول تاریخ داشته است؟
داود بن محمود قیصری، در سده هشتم هجری و در رساله «معمای زمان» می‌نویسد که: «زمان نه آغازی دارد و نه پایانی. زمان، قابل تقسیم نیست و آنچه که ما آنرا بخش می‌کنیم تنها در پندار ماست». به درستی می‌توان گفت که زمان در سرشت خود قابلیت بخش‌پذیری ندارد و از همین رو است که انسان در طول تاریخ هیچگاه نتوانسته است به تقسیمی از زمان دست یابد که با رویدادهای کیهانی و طبیعی سازگاری داشته باشد. از همین رو است که هزاران شیوه تقویم‌نویسی گوناگون پدید آمده است که هیچکدام با تقویم طبیعی همخوانی و سازگاری کامل ندارند. اما در زمینه تقسیم شبانروز، تفاوت‌ها به اندازه تقویم‌نگاری نبوده است. شبانروز به دو گونه متفاوت تقسیم می‌شده است. یکی، بر مبنای چهار «گاه» یعنی نیمه شب تا برآمدن خورشید، از آنجا تا نیمروز، از نیمروز تا فرو شدن خورشید و از آن تا نیمه شب. البته مبدأ شبانروز الزاما و همواره در نیمه شب نبوده و ممکن بوده که آغاز هر یک از گاه‌های نامبرده شده، مبدا شبانروز دانسته شود. برای نمونه در گاهشماری قمری، شبانروز از هنگام فروشدن خورشید آغاز می‌شود و اصطلاح‌های «شب جمعه» و مانند آن، به همین دلیل است. در بسیاری از نواحی روستایی ایران هنوز هم کشاورزان ساعت خود را بر مبنای غروب خورشید بر روی عدد دوازده تنظیم می‌کنند و به آن ساعت «غروب کوک» می‌گویند.
در شیوه دیگر، شبانروز به ۲۴ ساعت یا پاس تقسیم می‌شود. طول شبانروز (چه خورشیدی و چه نجومی) همیشه ۲۴ ساعت کامل نیست و در طول روزهای سال تا چند دقیقه کمتر و یا بیشتر می‌شود که در قرارداد عموم و برای جلوگیری از ناهنجاری‌ها، همه شبانروزها ۲۴ ساعت کامل فرض می‌شوند.
تقسیم شبانروز به ۲۴ ساعت و هر ساعت به ۶۰ دقیقه و هر دقیقه به ۶۰ ثانیه و هر ثانیه به ۶۰ ثالثه، پیشینه‌ای بس طولانی دارد. کتیبه‌های بابلی نشاندهنده کاربرد این شیوه تقسیم زمان، دستکم از نیمه نخست هزاره دوم پیش از میلاد است. این شیوه تقسیم زمان از نظام شصتگانی شمارش اعداد برگرفته شده که در آن زمان روایی داشته و تا به امروز باقی مانده است. از جمله فواید نظام شصتگانی شمارش اعداد، قابلیت‌های بیشتر بخش‌پذیری در میان اجزا و اضعاف آن است. یکی از اضعاف این سیستم، عدد ۳۶۰ است که هر چند در زمان‌سنجی کاربری چندانی ندارد، اما در درجه‌بندی دایره سنت دیرین علمی خود را حفظ کرده است.
آیا شبانروز، تعریف‌های و اشکال گوناگونی دارد؟
شبانروز، همانند دیگر پدیدهای تقسیم طبیعی یا قراردادی زمان، تعریف‌های گوناگونی دارد. شبانروز نجومی، از یک دوره کامل گردش زمین بدور خودش یا دوران ستارگان بر گرد قطب آسمانی بدست می‌آید. اگر نصف‌النهار ناظر را به عنوان نقطه محاسبه در چرخش کره آسمانی در نظر بگیریم؛ یک چرخش کامل هر نقطه ثابت کره آسمانی نسبت به این نصف‌النهار را می‌توان یک روز نجومی نامید. شبانروز نجومی از لحظه ظهر نجومی آغاز می‌شود و آن زمانی است که نقطه اعتدال از نصف‌النهار محل مفروض عبور می‌کند. شبانروز نجومی نیز به ساعت، دقیقه و ثانیه تقسیم می‌شود، اما طول هر یک از آنها کمتر از همان اندازه‌ها در شبانروز خورشیدی است. دیگری، شبانروز خورشیدی ظاهری است که عبارت است از فاصله زمانی بین دو عبور متوالی از مرکز قرص خورشید بر روی یک نصف‌النهار واحد. اما در زمان‌سنجی عمومی از شبانروز متوسط خورشیدی استفاده می‌شود که در آن طول شبانروز ۲۴ ساعت کامل فرض شده است. تفاوت مقادیر و داده‌های بین زمان ظاهری خورشیدی و زمان متوسط خورشیدی، معادله زمان خوانده می‌شود.
چون طول شب و روز در فصل‌های گوناگون تفاوت می‌کند، آیا در طول زمانی ساعات نیز تاثیر می‌گذاشته است؟
ساعت‌ها از دو نظام گوناگون پیروی می‌کرده‌اند. ساعت مستوی و ساعت معوج. ساعت مستوی همین نظام ساعت‌شماری متداول امروزی است که طول شبانروز ۲۴ ساعت کامل فرض می‌شود و از چند دقیقه خطای آن چشم‌پوشی می‌شود. اما در ساعت معوج، ۱۲ ساعت به روز و ۱۲ ساعت به شب تعلق دارد. در نتیجه طول هر یک ساعت، تنها در دو روز از سال با یکدیگر برابر هستند و در دیگر روزهای سال (گاه تا حدود دو برابر) نسبت به یکدیگر نامساوی هستند.
شیوه‌ها و مقیاس‌های استاندارد عمومیت‌یافته ساعت‌شماری در جهان چگونه بوده و هستند؟
هر چند شواهدی در دست است که نوعی گاهشماری جهانی بر بنیاد نصف‌النهار نیمروزان در سیستان در دوران باستان شناخته شده بوده است؛ اما به نظر می‌آید که اجزای شبانروز (همانند ساعت) هیچگاه تا دوران معاصر جنبه جهانی یا فراگیر نداشته‌اند و این دستاورد در دوران معاصر، محصول گسترش توانایی‌های مخابراتی همچون اختراع تلگراف و تلفن است. برای اندازه‌گیری ساعت و اجزای آن، نظام‌های گوناگونی وجود دارد. سنجش بر مبنای زمان ظاهری یا زمان میانگین خورشیدی، زمان نجومی، زمان نجومی محلی، زمان میانگین گرینویچ (GMT)، زمان نجومی میانگین گرینویچ، زمان جهانی و زمان هماهنگ جهانی (UTC). زمان هماهنگ جهانی به شبانروز خورشیدی متوسط بسیار نزدیک است و حدود ۳۴ سال است که وقت استاندارد جهانی بر بنیاد آن برای نصف‌النهار مبدأ، محاسبه و اعلان می‌گردد و کشورهای دیگر با توجه به آن وقت رسمی خود را اعلان می‌کنند.
قاعده تفاوت ساعت‌ها در کشورهای مختلف چگونه است؟
از آنجا که طول شبانروز ۲۴ ساعت کامل فرض شده است و دایره نیز از ۳۶۰ درجه تشکیل شده است، پس کره زمین هر ۱۵ درجه را در مدت یک ساعت می‌پیماید و هر ۱۵ درجه فاصله طول جغرافیایی بر روی زمین، متضمن اختلاف زمانی یک ساعته است. از آنجا که در اواخر سده نوزدهم میلادی، نصف‌النهاری که از نزدیکی رصدخانه گرینویچ در انگلستان می‌گذرد به عنوان نصف‌النهار مبنا انتخاب شده و به مرور کشورهای دیگر نیز آنرا پذیرفته‌اند، طبق این قرارداد یک یا چند نصف‌النهار که فاصله آنها از نصف‌النهار مبدأ، ضریبی از هفت و نیم درجه قوسی یا ۳۰ دقیقه زمانی باشد، به عنوان نصف‌النهار استاندارد آن کشور یا منطقه‌ای از یک کشور انتخاب می‌شود که زمان رسمی آن بشمار می‌آید. نصف‌النهار رسمی ایران پنجاه و دو و نیم درجه در خاور نصف‌النهار مبدا (حدود یک درجه در شرق تهران) جای دارد و در نتیجه فاصله زمانی آن از مبدأ جهانی سه و نیم ساعت است. به عبارت دیگر هنگامی که زمان رسمی ایران، ساعت ۱۲ را نشان می‌دهد، در نصف‌النهار پنجاه و دو و نیم درجه، زمان ظهر متوسط است و این ساعت به سراسر کشور ایران تعمیم داده می‌شود (زمان ظهر متوسط با ظهر حقیقی و شرعی متفاوت است). اما در کشورهای پهناوری که چندین نصف‌النهار استاندارد از آنها عبور می‌کند، ساعت‌های رسمی نیز متعدد هستند.
ساعت تابستانی چه کاربردی دارد و استفاده از آن در ایران چه فواید یا مضراتی دارد؟
برخی از کشورها به منظور استفاده بیشتر از روشنایی روز و صرفه‌جویی در مصرف انرژی، ساعت رسمی خود را در حدود اوایل فصل بهار، یک ساعت به جلو می‌برند و در اواخر تابستان به جای پیشین خود بازمی‌گردانند. این تغییر ساعت، قاعده مشخص و یکسانی در کشورهای گوناگون ندارد و با تفاوت‌هایی از اواخر ماه مارس آغاز و تا اواخر ماه سپتامبر ادامه می‌یابد.
به گمان من تغییر ساعت در ایران به چند دلیل نمی‌تواند مفید و کارا باشد. نخست اینکه هم‌میهنان ما عملاً وقت خود را بیشتر بر مبنای زمان فرا رسیدن تاریکی شامگاه تنظیم می‌کنند و نه بر مبنای ساعت. در ساعات آغازین شامگاه، خیابان‌های ما در اوج شلوغی و بازگشت به خانه هستند و مهم نیست که چه ساعتی از روز است. این اوج شلوغی در زمستان‌ها حدود ساعت پنج بعدازظهر و در تابستان‌ها حدود ساعت هشت بعدازظهر است. فاصله سه ساعت ایندو از یکدیگر، نشاندهنده اینست که زمان تاریکی و پایان روشنایی مهم است و نه زمان ساعتی. دوم اینکه پس از تغییر ساعت رسمی، مردم نیز عملاً ساعت کاری خود را تغییر می‌دهند و در اصل تفاوتی ایجاد نمی‌شود. سوم اینکه اختلاف نسبت طول روز با شب در کشورهای اروپایی به دلیل اینکه در عرض‌های جغرافیایی بالاتری هستند، بیشتر از کشورهای نواحی معتدله و از جمله ایران است و بیشتر به تغییر ساعت نیاز دارند. چهارم اینکه عملاً بسیاری از مردمان (به ویژه کشاورزان) این تغییر را نمی‌پذیرند و تا پایان تابستان، دو ساعت قدیم و جدید روایی دارد و کار را مشکل‌تر می‌کند.
در هر صورت، حتی اگر قاعده ساعت تابستانی در ایران بدون وقفه اجرا شود، آسیب‌های وارده از آن بسیار کمتر از این است که گاهی آنرا اجرا و گاهی لغو کنیم. به ویژه تصمیم به لغو آن در آخرین روزهای سال می‌تواند آسیب‌های بسیار جدی در قراردادهای اجتماعی و مناسبات بین‌المللی ایجاد کند. اصولاً دستکاری‌های عجولانه و تصمیم‌گیری‌هایی که قراردادهای همگانی و پذیرفته‌شده زمان (چه تقویم و چه ساعت) را جابجا می‌کنند، تبعات مخرب فراوانی در پی دارد.
ساعت، به عنوان ابزار و دستگاه اندازه‌گیری زمان چه سابقه‌ای در ایران دارد؟
این پرسشی است که می‌توان در باره آن کتاب‌ها نوشت. تعداد و گونه‌های ساعت‌های ساخته‌شده و متداول در ایران (که برخی از آنها منحصراً نوآوری ایرانیان بوده است) بسیار فراوان و پرشمار هستند. از ساعت‌های خورشیدی تا ساعت‌های شنی و آتشی، تا ساعت‌های آبی و مکانیکی. گونه‌ای از ساعت آفتابی بسیار جالب و بزرگی که به نام «سنگ نصفه روز» در نیاسر کاشان قرار داشت، در سال‌های اخیر بخاطر بی‌توجهی و قدرناشناسی از بین رفت. بسیاری از بناهای باستانی و به ویژه برج‌های یادمانی، کارکردی چند منظوره دارند که یکی از کاربردهای آنها تعیین وقت و هنگام است. من شخصاً ساعت شنی دقیقی را هنوز در ایران ندیده‌ام اما با ساعت‌های آبی بسیار دقیقی روبرو شده‌ام که در بسیاری از نواحی ایران با نام «پنگان» رواج داشته است. پنگان (که شکل تغییر یافته آن همان فنجان است) عبارت است از ابزار کاسه‌مانندی از جنس مس یا روی که سوراخی در انتهای آن دارد و پیرامون داخلی آن به دقت درجه‌بندی شده است. این ابزار را افزارمند متخصصی که متصدی آن بوده است در داخل ظرف پر از آب دیگری می‌نهاده و این آب به آهستگی از روزنه زیر ساعت به درون آن راه می‌یافته و زمان را گاه با دقت حیرت‌انگیزی اندازه‌گیری می‌کرده است. ساخت چنین ساعتی از فن‌آوری ویژه‌ای برای بدست‌آوردن نقطه ثقل، اندازه دقیق روزنه، ضخامت یکسان، خیز مشخص و محاسبه‌شده، درجه‌بندی لگاریتمی دقیق و احیانا آرایه‌های هنری و نگارین برخوردار بوده است. نمونه‌ای که در اختیار من است دارای دقتی به اندازه تقریبی یک در هزار است و در طول یک ساعت کامل، خطایی در حدود چند ثانیه دارد.
اما در زمینه ساخت ساعت‌های مکانیکی نیز ایرانیان سابقه و دستاوردهای درخشانی دارند. خاندان بنوموسی، ابن‌جزری، ابن شاطر و ابن ساعاتی از بزرگترین ساعت‌سازان تاریخ ایران بوده‌اند. رستم ساعاتی چنین آورده است که ساعت‌هایش تفاوت اندکی با ساعت‌هایی دارد که توسط هرمز (مهندس عصر ساسانی) ساخته می‌شده است. این ساعت‌ها، سال‌های مدیدی در استان فارس ساخته می‌شد و سپس تکنولوژی ساخت آن از آنجا به بیزانس و اروپا منتقل شد. می‌دانیم که هارون‌الرشید نیز ساعتی از یک مهندس ساعت‌ساز ایرانی را به شارلمانی، پادشاه وقت فرانسه اهدا کرد. ساعتی که ترکیبی از زمان‌سنج آبی و مکانیکی بود و در راس هر ساعت، بانگی از آن بر می‌خواست و درهای فلزی آن به بیرون می‌جهیدند.
استرلاب نیز یکی دیگر از ابزارهای علمی اندازه‌گیری بوده است که علاوه بر کارکردهای فراوان آن، برای اندازه‌گیری وقت و زمان نیز کاربرد داشته است. متأسفانه در سده‌های اخیر کارآیی‌های شگفت‌انگیز این ابزار پرارزش دانشی ایرانیان صرفاً در خرافه‌پرستی و عوام‌فریبی بکار رفت.
اما کهن‌ترین انتساب کاربرد ساعت در دوران باستان، از کتاب گرشاسپ‌نامه اسدی طوسی بدست می‌آید. اسدی طوسی در این کتاب (که منظوم‌شده کتاب منثور ابوالموید بلخی است) از ساعتی بزرگ و مکانیکی در زمان گرشاسپ، پهلوان سیستانی نام می‌برد که با مجموعه‌ای از حیوانات متحرک و آواهای گوناگون همراه بوده است. روایت‌های بازمانده از ویژگی‌های تخت طاقدیس اشکانی/ ساسانی نیز بر وجود چنین ساعت‌های بزرگ مکانیکی در ایران دلالت می‌کنند. به نظر می‌آید که تخت طاقدیس کارآیی‌های فراوانی داشته که ابزارهای زمان‌سنجی و آسمان‌نماها، بخشی از آن بوده‌اند.
اما می‌باید سخن خود را با یاد حافظ اصفهانی به پایان ببریم که بزرگترین ساعت‌ساز شناخته‌شده ایران کهن است. حافظ اصفهانی، ابزارساز و مخترع بزرگ و نامی ایران در سده نهم هجری، می‌توانست پیشگام دنیای فنی نوین ایران در پانصد سال پیش باشد، دانشمند و مخترعی که هیچگاه حمایت جدی از او به عمل نیامد و دانش، فن‌آوری، نوآوری‌ها و اختراعات پرشمار او بر اثر بی‌توجهی عمومی و گسترش اندیشه‌های خرافی، محکوم به نابودی گشت و میهنش که کارنامه و پیشینه‌ای درخشان از کوشش‌ها و دستاوردهای علمی به همراه داشت، محکوم به عقب‌ماندگی علمی شد.
