Tidens naturlære/Gamle Uhre
Da man ikke kan regne paa at have Stjerner paa Himlen til enhver Tid, har man tidlig set sig om efter en jevn Bevægelse paa Jorden, som kunde bruges til Tidens Maaling. Som saadan tildrager rindende Vand sig let Opmærksomheden. Allerede saaledes som en Kilde eller et Vandfald forekommer i Naturen, faar man Indtrykket af en ensartet Bevægelse, og det ligger da nær for menneskeligt Snille at tage noget lignende i sin Tjeneste og maaske endda faa Bevægelsen yderligere reguleret.
Dette har da ogsaa fundet Sted allerede i den forhistoriske Tid, hvor Vanduhre (Græsk: Klepsydre) af forskellige Former har været udbredte ligefra Stillehavets til Atlanterhavets Kyster. De fandtes hos Kineserne, Hinduerne, Kaldæerne og Ægypterne, og Cæsar forefandt dem i Britanien.
Man har baade brugt at maale den Vandmængde, der strømmer ind i et Kar, og at maale den, der strømmer ud af et Kar.
Dernæst har man enten nøjedes med at faa et vist lille Tidsrum almaalt, eller man har indrettet det saaledes, at man til enhver Tid kunde se paa Vanduhret, hvad Klokken var.
Til Opnaaelsen af det første har man f. Eks. I Hindustan brugt en svømmende Muslingskal med et fint Hul i Bunden, hvorigennem Vandet strømmede ind. Naar en vis Tid var gaaet, var der strømmet saa meget Vand ind, at Muslingeskallen sank med et lille Klask, idet Vandet slog sammen over den.
Et elegant Vanduhr, der ogsaa kun angiver et bestemt Tidsrum ses i Fig. 8 i to Eksemplarer, af hvilke det ene er gennemskaaret, saa at man ser Apparatets Indretning. Det bestaar af to helt lukkede Beholdere forbundne ved 4 Stænger. Af disse er de to (den til venstre og den afbrækkede) massive Ben, hvorimod de to andre er Rør. Det ene B fører fra den øverste Beholders nedadvendte Del nedad gennem en Bøjning C til Straalerøret F, og Vandet kan altsaa fra den øverste Beholder gaa igennem dette Rør og danne et lille Springvand ved F. Her opsamles det i en lille Beholder, som dannes paa den nederste Beholders opadvendte Side, og løber dernæst fra den lille Grube D gennem Røret E ned i den nederste Beholder. Idet Vandet saaledes flyder ind i denne, undviger dens Luft igennem det andet Rør, der gennem en Ombøjning foroven fører ud igennem et foroven nedadvendt Straalerør, der ganske svarer til F.
Naar Vandspringet ophører, er Tiden udløben; og man behøver blot at vende Apparatet, saa faar man paa ny et Springvand, idet Fænomenet gentager sig som før.
Skulde derimod Vanduhret indrettes saaledes, at den i enhver Tid ud- eller indstrømmende Vandmasse angav den forløbne Tid, maatte man helst sørge for, at Ud- eller Indstrømningen var jevn, o: lige stærk hele Tiden. Eller ogsaa maatte Viserværket være indrettet efter Udstrømningens mulige Uregelmæssighed.
Dette sidste blev praktiseret ved lignende Apparater som det i Fig. 9 i Tværsnit antydede. Beholderen er tragtformig med en lille Udløbsaabning i Bunden. Naar Beholderen er næsten fuld, er der et stort Vandtryk, der driver Vandet ud, saa at det løber hurtigere, end naar der senere er mindre Vand og Vandtryk. Men da til Gengæld Beholderen er vid foroven, kan det være tilpasset saaledes, at den større Udstrømning af den fulde Beholder bringer Vandet til at synke lige saa dybt i en vis Tid som den mindre Udstrømning ved lavere Vandstand. En Svømmer med en lang lodret Stilk daler samtidig med Vandstanden Stilken er inddelt, og man kan altsaa til enhver Tid aflæse den Inddeling, som befinder sig ved den paa Beholderen fæstede Styrering, som omfatter Stilken.
Fig. 10 forestiller et Vanduhr, hvor en jevn Vandstrøm bringer en Viser til at dreje sig. Øverst i Indretningen strømmer der stadig Vand ned i Beholderen A. Herfra vil det gennem en Aabning for neden strømme jevnt ud i den store Kasse, hvis Sidevæg er fjernet paa Figuren, for at man skal kunne se ind i den. Denne Udstrømning forneden vil være jevn, dersom Vandstanden i Beholder A stadig holdes i samme Højde. Dette kan meget simpelt opnaas derved, at der foroven strømmer mere Vand ned i A, end der forneden strømmer ud, og der saa tillige i den ønskede Vandstands Højde i A findes en Sideaabning, f. Eks. i A's Bagvæg, der ikke er synlig paa Figuren. Alt overflødigt Vand vil nemlig ad denne Vej forsvinde andenstedshen, saa at Vandstanden i A er fast. — Paa den store Kasses Vand hviler en Svømmer, hvorfra en Snor gaar op omkring en Bom og kontraballanceres paa den anden Side af et Lod. Naar nu Vandstanden forneden stiger jevnt, løftes Svømmeren, og Bommen drejes derved tilligemed den Viser, den bærer udvendig.
I nær Forbindelse med Vanduhrene er Sanduhrene, som ogsaa er meget gamle, og som bruges ved enkelte Lejligheder endnu i vore Dage, nemlig i Form af Timeglasset, Fig. 11, Dette bestaar af et Glas med en meget stærk Forsnævring paa Midten, hvori der er ganske tørt Sand, som altid bruger en vis Tid om at rinde fra den øverste Del af Glasset gennem Snævringen ned i den nederste Del. Om Glasset er der et Træstativ til dets Beskyttelse. Sømanden bruger dette i Forening med den saa-kaldte Logflynder til Bestemmelse af Skibets Fart. Logflynderen er en Træindretning, der bliver lig-gende paa samme Sted i Vandoverfladen, medens skibet sejler fra det; men en Snor fra Logflynde-ren, der er vunden om en Haspe paa Skibsdækket, vikler sig altsaa af denne under Skibets Fart. Den maalende lader denne Snor løbe igennem sin Haand, og naar den første paa Snoren fæstede Klud løber gennem Haanden, vendes Glasset. Naar senere Glasset er udrundet (til dette Brug er det gerne indrettet paa 14 eller 28 Sekunder), klemmer Haanden fast om Snoren, man efterser, hvor mange Mærker, der var løbne ud, og haler Logflynderen ind. Mærkernes Afstand er da tilpasset saaledes, at de ligefrem angive, hvor-mange Sømil Skibet med denne Fart sejler i Timen.
Sanduhret blev i lignende Form brugt af Arkimedes (287—212 f. Kr.), og i forbedret Skikkelse kom det i Middelalderen saa stærkt i Brug i Europa, at der var hele Sanduhrmagerlav i visse tydske Byer, Der fortælles, at Lapsene bar Sanduhrene paa Siden af Knæet — formodentlig fordi det er den Legemsdel, som mest forbliver lodret under Legemets øvrige Stillinger.
Lignende Indretninger er ogsaa blevne lavede med Kviksølv istedenfor Sand. Det hele Apparat er da mere langagtigt og slankt, omtrent som et paa Midten snævert, men i begge Ender udvidet og lukket Rør.
Ved et Apparat som Vanduhret Fig. 10 havde man faaet Bevægelsen overført paa en Aksel, og da man i flere Tusinde Aar har kendt Tandhjul, laa det nær at forsyne Akslen med et Tandhjul og lade dette drive et andet, hvorved en anden Aksel kunde komme til at gaa hurtigere eller langsommere, og saaledes enten underafdele eller optælle den første Aksels Omdrejninger.
Saadanne kunstfærdige Uhre er allerede konstruerede af Alexandrineren Ktesibios (140 f. Kr.). Timerne blev yderligere angivne derved, at Værket kastede en lille Sten i et Kobberbækken.
Fra Aleksandrinerne gik denne Uhrmagerkunst til Muhamedanerne, og man ved, at Kaliffen Harun al Raschid i Begyndelsen af det 9de Aarhundrede sendte Karl den Store et astronomisk Vanduhr, hvor ligeledes Kobberkugler angav Timerne.
I det 15de, 16de og 17de Aarhundrede blev saadanne Uhre hyppigt konstruerede i Europa, og man morede sig med at lade dem udføre mange mærkelige Ting: vise Datum, Aarets Fester, Solens Gang i Ekliptika, Dagens og Nattens Længde osv., for ikke at tale om, at et Uhr paa Markuspladsen i Venezia i det 16de Aarhundrede lod de hellige tre Konger slaa Slag paa Klokken og komme frem og hilse paa Jomfru Maria.
Side om Side med disse mekaniske Vanduhre gik i adskillige Aarhundreder en helt mekanisk Form for Uhre, ved hvilke der ikke brugtes Vand som Drivkraft, men derimod et Lod i en Snor viklet om en Bom med Aksel. Denne blev af Loddet drejet rundt, og et stort Tandhjul paa samme Aksel drejede derved et mindre paa en anden Aksel hurtigere rundt. Paa denne Aksel sad der atter et stort, der drejede et mindre osv., saa at tilsidst en Aksel blev drejet meget hurtigt rundt. Her maatte der imidlertid en Dæmper paa Bevægelsen, dels for at sagtne den, dels for at jevne den; men de Midler, man brugte til denne Regulering, var i mange Aarhundreder saa tarvelige, at Vanduhrene med Held kunde fortsætte Konkurrencen.
Disse mekaniske Uhre er rimeligvis ogsaa kommen fra Muhamedanerne, ligesom ogsaa Kejser Frederik II i 1232 fik en saadan Gave af Sultanen af Ægypten. Dette Uhr viste tillige Solens, Maanens, Planeternes og Fiksstjernernes Gang. — De blev derefter mere og mere almindelige som Taarnuhre og i Klostrene, og de nævnes i Dantes X Sang om Paradiset.
Vor store Landsmand Tyge Brahe havde flere saadanne Uhre; men at de gik daarligt, kan man slutte deraf, at Tyge Brahe foretog Tidsbestemmelserne, naar de skulde være nøjagtige, ved en Slags Kviksølvuhre, nemlig ved følgende Fremgangsmaade. Han anbragte flere Pund omhyggeligt renset Kviksølv i et Glas med et ganske fint Hul i Bunden og sørgede for, at der altid var lige meget Kviksølv i Glasset. Udstrømningen maatte altsaa være jevn, og Tyge Brahe vejede nu, hvor meget Kviksølv der løb ud gennem Hullet i et Døgn. Naar han en Gang vidste dette, kunde han, ved at veje den Mængde, der løb ud i en eller anden Tid, maale denne Tid. Denne Fremgangsmaade er meget nøjagtig og derfor god til videnskabelige Tidsbestemmelser i Datiden, da man kun havde daarlige Uhre; men den vilde være meget ubekvem i det daglige Liv. — Om de mekaniske Uhre fortælles der, at de ofte havde Hjul, der var 3 Fod i Diameter med indtil 1200 Tænder, saa daarligt lavede, at de stundom maatte hjælpes i Gang med Hammeren.
Fig. 12 fremstiller et saadant Værk. Loddet paa den store Valse forneden driver den øverste Akse rundt i saadan Retning, at det savtakkede Hjul foroven gaar indad mod Papirets Plan, forneden udad. Dette Hjul, Hemhjulet, hindres imidlertid i at løbe hastig rundt af to Lapper a og b, der sidder paa en lodret Aksel, som øverst bærer et Svinghjul, eller — paa mange Taarnuhre — blot en vandret Tværstang med et Lod paa hver Ende.
Af Lapperne a og b vil nu altid den ene, f. Eks. b, være i Vejen for en af Hemhjulets Tænder; men idet denne Tand trykker paa Lappen (indad mod Papirets Plan), faar den den lodrette Aksel med Svinghjulet til at gøre noget venstre om, saa at Tanden faar Lov at glide forbi Lappen. Ved denne Drejning venstre om er imidlertid Lappen a kommen i Konflikt med en Tand forneden, som vil udad (fra Papirets Plan). Tanden trykker derfor Lappen atter udad, idet den lodrette Aksel med Svinghjulet nu maa gøre noget højre om. Da bliver Tanden forneden fri for a, men nu er en ny Tand foroven i Konflikt med b; og saaledes fortsættes Hemhjulets Fremadskriden, idet Svinghjulet maa vrikke en Gang frem og tilbage for hver Tand.
Hvor hurtigt et saadant Uhr gaar, beror paa adskillige Omstændigheder. Et stort Svinghjul vil Lapperne med det Tryk, de udøve, behøve længere Tid til at drive frem og tilbage end et lille. Hvor man istedenfor Svinghjul brugte en Tværstang med 2 Lodder, den saakaldte Bilanz, kunde man faa Uhret til at gaa langsommere ved at skyde Lodderne længere ud paa Stangen. I Ribe Domkirke, hvor Lodderne bestod af et Brædt med Mursten, havde Kirkebetjenten Instruks til at regulere Uhrets Gang ved at lægge flere Mursten paa, naar det gik for hurtigt, og omvendt.
Endvidere beroede Uhrets Gang paa det drivende Lods Vægt, paa Snavs eller Smørelse i Akselejerne, paa Tændernes Form m. m., der alt sammen var medbestemmende m. H. t. det Tryk, som Hemhjulets Tænder udøvede mod Lapperne a og b.