Alles over de geschiedenis van de klok

De geschiedenis van de klok is de geschiedenis van een steeds fijnere verdeling. Eerst was er het jaar en de dag, toen het uur, daarna de minuut, en ten slotte een nauwkeurigheid waarbij afwijkingen pas na miljoenen jaren merkbaar zijn. Bij elke stap veranderde niet alleen de techniek maar ook de manier waarop mensen hun dag inrichtten.

Zon, water en zand

De oudste tijdmeting gebruikt de zon. Een staande stok geeft met zijn schaduw de stand van de dag aan, en daaruit is de zonnewijzer ontstaan, die in Egypte en Mesopotamië al werd gebruikt. Het nadeel is duidelijk: geen zon, geen tijd.

Daarom kwamen er klokken die met stromend water werkten. In een vat met een gaatje zakt het waterpeil gelijkmatig, en aan de stand kun je lezen hoeveel tijd is verstreken. Waterklokken werden in Egypte, China en de Griekse wereld sterk verfijnd, met drijvers, tandwielen en zelfs aanwijzers.

Verder waren er kaarsen met streepjes, olielampen met een verdeelde voorraad en de zandloper, die vooral op zee bruikbaar was omdat hij niet stilvalt bij deining en vrijwel niets kan breken.

Het mechanische uurwerk

De doorbraak kwam in middeleeuws Europa met een mechanisme dat een gewicht liet zakken en de beweging in gelijke stappen opdeelde. Die eerste torenuurwerken stonden in kloosters en steden en waren bedoeld om het luiden van klokken te regelen: gebedstijden, markten, stadspoorten.

Ze waren niet nauwkeurig — een afwijking van vele minuten per dag was normaal — en dat gaf niet, omdat er niets was om ze mee te vergelijken. Wat ze wel deden, is fundamenteel: ze verdeelden de dag in gelijke uren, ongeacht het seizoen. Daarvoor was een uur in de zomer langer dan in de winter, omdat het daglicht in twaalf delen werd verdeeld.

Met de slinger veranderde alles. Toen bleek dat een slinger van een bepaalde lengte in een vast tempo zwaait, werd de afwijking van dagen teruggebracht naar seconden, en pas toen werd de minuutwijzer nuttig. Later kwam de balansveer, waardoor klokken klein genoeg werden om in een zak te passen.

De zee en de spoorlijn

Twee praktische problemen hebben de klok verder gedreven. Het eerste was de bepaling van de lengtegraad op zee: die kun je berekenen als je de tijd op een vaste plaats kent en die vergelijkt met de plaatselijke zonnestand. Daarvoor was een uurwerk nodig dat maanden meegaat op een schommelend schip, en het bouwen daarvan wordt tot de grote technische prestaties van de zeevaart gerekend.

Het tweede was de spoorwegen. Zolang elke stad zijn eigen tijd had, afgeleid van de plaatselijke zonnestand, was een spoorboekje onmogelijk. Uit die noodzaak zijn de tijdzones ontstaan en een gelijke tijd over grote gebieden — een van de duidelijkste voorbeelden van techniek die het dagelijks leven herordent.

Kwarts en atoom

In de twintigste eeuw nam een kristal het werk van de slinger over: kwarts trilt onder spanning in een zeer constant tempo, en dat maakte nauwkeurige klokken goedkoop. Daarmee verdween het mechanische uurwerk uit het dagelijks gebruik en werd het een luxeartikel.

De laatste stap is de atoomklok, die niet naar een bewegend voorwerp kijkt maar naar de trillingsfrequentie van atomen. Die is zo constant dat de seconde er internationaal mee wordt gedefinieerd — de tijd wordt niet meer van de aarde afgeleid maar van de natuurkunde.

Dat heeft een merkwaardig gevolg: de draaiing van de aarde blijkt niet volstrekt gelijkmatig, en daarom wordt de officiële tijd af en toe met een schrikkelseconde bijgesteld. Van een schaduw op de grond naar een correctie op de aarde zelf — dat is, kort samengevat, de hele geschiedenis van de klok.