הקדמה
המכשיר שסוגר את הספר הוא גם הפשוט מכולם. בעולם העתיק אחד האמצעים למדידת זמן קצוב (טיימר) היה המצוף השוקע (submersible float). זהו מצוף שנקבו בו חור כך שהמים חודרים למצוף וגורמים לו לשקוע בחלוף זמן נקוב. זה היה נחוץ על מנת לפקח על זרימת מים בתעלות השקיה או לבישול. אל- ג'זארי חשש שהמשתמש ינמנם ויפספס את שקיעת המצוף והוסיף אתרעה קולית. זה גרם לי לחפש חומרים על שעונים מעוררים קדומים ובכך עוסק הפוסט הזה.
סירה למדידת שעה אחת, עותק טופקפי, 1205
איך זה עובד?
מצופים שוקעים לא דורשים הסבר אז ויתרתי על הצביעה המסורתית בכחול של ההסברים ההנדסיים. ברור שאם יש חור במצוף, מים יחדרו לתוכו והמצוף או במקרה זה הסירה תשקע. משך זמן השקיעה הושג ע"י ניסוי וטעייה. אל-ג'זארי עשה שימוש במצופים שוקעים בשעון הפיל ובמקומות נוספים. הטוויסט פה הוא ההתרעה הקולית. הוספתי לשרטוט של אל-ג'זארי קווי מתאר התוחמים את חלל האוויר המשותף ומבליטים את החור בקרקעית:
השרטוט של אל-ג'זארי עם הדגשות וכתוביות שלי.
המלח והסירה עשויים נחושת. והם מולחמים יחדיו כך שנוצר חלל אוויר משותף. בהתחלה הסירה שוקעת לאיטה והאוויר הכלוא יוצא לאיטו, בלחץ המים העולים. בשל איטיות עליית המים המשרוקית לא משמיעה קול. יש גם חמישה חורים, ליציאת אויר משנית מן הכובע, שמפחיתים את יציאת האוויר דרך המשרוקית ומסייעים בהשתקתה. בתום השעה הסירה מלאה במים ומתחילה שקיעה מהירה. האוויר שנדחס במהירות דרך המשרוקית ישמיע קול ויגרום לצופה המנומנם להתעורר ולעשות את תפקידו.
שעונים מעוררים מוקדמים
השעון המעורר הקדום ביותר שמצאתי משויך לאפלטון הפילוסוף היווני. אפלטון היה משכים קום וכתב ב"חוקים", חיבורו האחרון, את הטקסט שאולי מסביר את הצורך שלו בשעון מעורר:
"שינה מרובה אינה הולמת את גופינו או נשמתנו..אדם ישן הוא חסר ערך, כמו המת" (תרגום חופשי שלי מאנגלית). אפלטון לכאורה(?)תכנן בעצמו שעון מים מעורר. הסיבה שאני מסויג היא שהאינפורמציה מגיעה מאתנאיוס מנאוקרטיס שכתב כ-200 שנה יותר מאוחר יותר את "משתה החכמים" ואין לשעון זה עדות נוספת/אחרת. זה שעון מים מעניין בפני עצמו (לא מבוסס על מצוף שוקע) אבל מבחינת השמעת הקול היא לא מאד שונה מאל-ג'זארי. אפשר לראות אנימציה נחמדה:
יש מגוון נאה של שעונים מעוררים עתיקים. שעון מים מדויק במיוחד נבנה ע"י קטסיביוס. כבר פגשנו אותו בפוסט על משאבת גלגל המים. הוא היה ממציא ומתמטיקאי באלכסנדריה שבמצרים התלמית ועיקר פרסומו הוא כ"אבי הפנאומטיקה" (הפעלת מכאנית באמצעות אויר דחוס). מעט מאוד ידוע על חייו. הוא היה כנראה מנהלו הראשון של המוזיאון של אלכסנדריה. כתביו לא שרדו אבל המצאותיו מתועדות אצל אתנאיוס שכבר הוזכר, פילו מביזנטיון, הרון מאלכסנדריה ותיאור מפורט במיוחד של שעון המים מופיע אצל מרקוס ויטרוביוס פוליו אדריכל ומהנדס אזרחי וצבאי רומאי בן המאה ה-1 לפנה"ס. מיד ארחיב על שעון המים אבל ויטרוביוס גם מספר "שביפו שבסוריה יש אגם בגודל עצום המפיק אספלט רב הנאסף על ידי תושבי הסביבה" ככל הנראה מדובר על ים המלח. החיבור המוזר של יפו, סוריה וים המלח נשמע כמו ילד שהתבלבלו לו כל החגים אבל מרומא יתכן שכל הלבנט הזה נראה כמו יחידה גאוגרפית אחת. זוהי אנימציה מוצלחת שלו:
אפשר לראות שקטסביוס היה ער לבעיה הידועה של שעוני מים והיא הקצב המשתנה של הזרימה עם גובה המים בכלי. אפשר לקרא יותר כאן. הפיתרון שלו הוא מיכל מלא תמיד שמימיו העודפים נשפכים החוצה. זה מיצר קצב זרימה קבוע במיכל השני המעלה את המצוף ועליו אינדיקטור המצביע על הדקות החולפות. בתום שעה הסיפון (המצאתו מיוחסת לקטסביוס) מרוקן את מיכל המצוף ומסובב את גלגל השיניים המונה את השעות. ויטרוביוס כותב שהיתה מערכת "שעון מעורר שהפילה אבני חצץ על גונג או תקעה בחצוצרות" אבל לא מפרט כך שאנחנו יכולים רק לדמיין איך זה עבד. סיפור קצת מוזר הוא שהשעון הותקן בבית המשפט באלכסנדריה וקצב את משך הזמן המותר לעורכי הדין לדבר כאשר כמות המים נקבעה ע"פ חומרת הפשע. שעון המים של קטסיביוס נחשב לשעון המדויק ביותר עד שהפיזיקאי הולנדי כריסטיאן הויגנס המציא את שעון מטוטלת.
יש שעונים מעוררים עתיקים נוספים אבל משעשע לדעת, וגם אומר לא מעט על חשיבותם של פטנטים, שממציא צרפתי בשם אנטואן רדיר (Antoine Redier) רשם פטנט על שעון מעורר ב1847, יותר מ2000 שנה אחרי אפלטון המשתאה בקברו ואולי מצפה לחלק מן התמלוגים…
