door John H. Lienhard

Klik hier voor audio van aflevering 1506.

Vandaag, gaan we op zoek naar de eerste mechanische klok. Het College of Engineering van de Universiteit van Houston presenteert deze serie over de machines die onze beschaving laten draaien, en de mensen wier vindingrijkheid ze creëerden.

In andere programma’s hebben we het erover wat een dwaze bezigheid het is om de eerste uitvinder van iets te noemen. Maar omdat de uitzondering de regel bevestigt, stellen we nog een prioriteitsvraag; laten we vragen wanneer de eerste mechanische klok werd uitgevonden.

Mechanische klokken vervingen de oude waterklokken, die in de 13e eeuw al millennia bestonden. Water stroomde gestaag in een verticale tank en het stijgende waterpeil gaf de tijd van de dag aan. Dat is eenvoudig genoeg, maar net als mechanische klokken waren waterklokken sierlijke constructies geworden met tandwielen en wijzerplaten. Net als mechanische klokken, gaven ze de uren aan en de planeten.

Wat een mechanische klok maakt, is een mechanisme dat echappement wordt genoemd — het balanswiel op een horloge of de slinger op een grootvadersklok. Een echappement tikt in een gestaag ritme en laat de tandwielen vooruit gaan in een reeks van kleine gelijke sprongen.

Het eerste echappement was het spillegang- en foliotmechanisme (zie de volledige afbeelding hieronder). De foliot is een horizontale staaf met gewichten aan beide uiteinden. Het rust op een verticale staaf, een spil genaamd. De spil heeft palletjes om het hoofdtandwiel in en uit te schakelen, dat wordt aangedreven door een zware steen aan het uiteinde van een kabel.

De spil duwt de foliot heen en weer in een traag ritme, en dat bepaalt de snelheid van de tandwieloverbrenging. Het was complex en zeer creatief, maar wanneer is het ontstaan? We weten het niet echt omdat het belang ervan eerst niet duidelijk was. Mensen die over vroege klokken schreven, konden niet zien dat het echappement niet slechts een verbetering was van de waterklok. Integendeel, het was een geheel nieuwe technologie en een geheel nieuwe metafoor.

De Franse architect Villard de Honnecourt beschreef het eerste echappement dat we kennen in 1250 na Christus; maar hij gebruikte het nog niet om een klok te besturen. In plaats daarvan bouwde hij een soort bijna-klok – een snufje dat gestaag naar de zon wees terwijl deze langs de hemel bewoog.

Daarna vermelden kloosterverslagen de klokken, tandwielen en torens die bij beide soorten klokken hoorden, terwijl ze de hartslag van het uurwerk negeren. De eerste duidelijke tekening van een ontsnappingsmechanisme werd gegeven door Jacopo di Dondi en zijn zoon in 1364. Ze waren toen waarschijnlijk al twintig jaar bezig met het bouwen van klokken. We kunnen dus alleen maar gissen dat de eerste mechanische klokken werden gemaakt in de late jaren 1200.

Het is vreemd dat zo’n grote verandering zo onzichtbaar kan zijn. De beste nauwkeurigheid van waterklokken was ongeveer vijftien minuten per dag, en dat is ongeveer net zo goed als de eerste mechanische klokken het deden. Maar nu begonnen ingenieurs die fout elke dertig jaar te halveren, tot in de 20e eeuw. Het duurde niet lang of mechanische klokken spraken tot de verbeelding van de westerse wereld en creëerden nieuwe maatstaven van precisie in instrumenten en uiteindelijk in het denken zelf.

De bepalende technologie van een tijdperk is misschien niet de meest voor de hand liggende. Grote veranderingen komen vaak op kleine kattepootjes binnen. Dat is wat de mechanische klok deed in de dertiende eeuw. En we kunnen ons afvragen welke technologie dat vandaag de dag doet.

Ik ben John Lienhard, aan de Universiteit van Houston, waar we geïnteresseerd zijn in de manier waarop inventieve geesten werken.

(Thema muziek)