Acredita-se que a primeira forma de medir o tempo tenha surgido a partir da observação de fenômenos da natureza, como a movimentação dos corpos celestes, que se repete em ciclos constantes. Por esse motivo, a Astronomia é considerada uma das ciências pioneiras na criação de medidores de tempo.
Inicialmente, houve a divisão natural em períodos iluminados pelo Sol e períodos não iluminados, ou seja, dias e noites. A seguir, fracionou-se o período diurno em partes de igual duração, à semelhança da divisão atual em horas. Para que a marcação dessas frações fosse possível, era necessário criar-se um instrumento que funcionasse regularmente, indicando a passagem de cada uma das frações e mostrando quantas delas já haviam se passado.
Surge, então, o Relógio de Sol, provavelmente entre 5000 e 3500 a.C., no Egito e/ou na Mesopotâmia. Consistia, originalmente, de uma vareta fincada no solo em local iluminado pela luz solar durante todo o dia.
A sombra da vareta no chão ia mudando sua posição conforme a movimentação do Sol no decorrer do dia – a sombra, longa e inclinada para oeste no amanhecer, atingia seu tamanho mínimo ao meio-dia e voltava a alongar-se no entardecer, inclinada, agora, para leste. As frações que formavam o período diurno eram, então, demarcadas estudadamente no solo, de modo que, ao serem atingidas pela sombra, indicavam a passagem do tempo durante o dia.
A pequena haste deu origem a monumentos megalíticos e a grandes obeliscos. No passar dos anos, esses relógios foram aperfeiçoados, sendo talhados de formas, tamanhos e materiais diversificados. Na antiga Mesopotâmia, alguém, num momento de rara inspiração, teve a idéia de inclinar a pequena haste em direção ao pólo celeste, adequando-a à latitude e longitude local, o que melhorou consideravelmente a precisão do Relógio de Sol, pois permitia que a medida das horas permanecesse razoavelmente igual durante o ano todo.
Um famoso Relógio de Sol foi o Relógio de Berossus, um astrônomo do terceiro século antes de Cristo. Consistia em um bloco de pedra ou madeira no qual foi cortada uma abertura hemisférica com uma haste no centro. A sombra desta percorria, no decorrer do dia, cerca de um arco de círculo; porém, o comprimento e a posição do arco variavam com as estações do ano.
O Relógio de Sol apresentava desvantagens: só funcionava no período diurno e em dias ensolarados. Essa dificuldade fez com que se procurasse novas formas de medir o tempo.
Observou-se que um líquido em um reservatório, ao vazar por um pequeno orifício, mantinha uma certa regularidade. A partir desta idéia, criou-se, então, o Relógio de Água ou Clepsidra (do grego: kleptein – roubar; hydor – água). Esses relógios constituíam-se por dois recipientes, marcados com escalas uniformes de tempo, dispostos de forma que a água pudesse escoar, por gotejamento, de um para o outro. Um flutuador (bóia) auxiliava as leituras temporais. Esses relógios não eram muito precisos, devido à variação da temperatura que alterava a viscosidade da água, tornando o fluxo irregular.
A Clepsidra foi muito usada nos tribunais greco-romanos para limitar o tempo de fala dos advogados, donde provêm as expressões latinas “Aquam dare”, que indica ao advogado o tempo de falar, e “Aquam perdere”, que denota o tempo perdido. Nos tribunais gregos, a Clepsidra era dividida em três partes iguais: a primeira, destinada à acusação, a segunda, à defesa e a terceira, ao juiz. A Clepsidra permanecia “parada” durante o depoimento das testemunhas.
Sabe-se que, por volta de 1400 a.C., os egípcios já utilizavam Relógios de Água.
No entanto, documentos da época do reinado do Imperador Hoang-Ti, cerca de 2679 a.C., dão indícios de que os chineses já conheciam e usavam a Clepsidra. Platão, na Grécia, por volta de 400 a.C., cita a Clepsidra em seus escritos: “Estes são escravos de uma miserável clepsidra, ao passo que aqueles são livres e estendem seus discursos tanto quanto quiserem”, referindo-se a filósofos serem bem mais felizes que oradores.
Uma Clepsidra muito famosa foi a de Ctesíbio de Alexandria (cerca de 270 a.C.), considerada a precursora do “relógio cuco”, pois possuía mecanismos movidos a água que operavam alavancas e peças automáticas, como sinos, pássaros canoros e bonecos movediços.
A Clepsidra teve grande uso também na Astronomia e na Medicina. Herófilo (325-270 a.C.), grande anatômico da Antigüidade, após ter comprovado o sincronismo do pulso com os batimentos cardíacos, usou a Clepsidra para medir as pulsações. Herófilo e Erasistrato (neto de Aristóteles) fundaram a Escola de Medicina de Alexandria, na qual desenvolveu-se Clepsidras de grande precisão.
Ao ser levada para Roma no ano 157 a.C., por Scipião Násica, a Clepsidra tornou-se conhecida e usada pelos principais núcleos da civilização pré-cristã.
Provavelmente, as Ampulhetas ou Relógios de Areia surgiram da necessidade de se haver medidores de tempo transportáveis. O princípio de sua construção era o mesmo do Relógio de Água; porém, no lugar do líquido, vamos encontrar a areia, escoando de um reservatório superior para um inferior por um pequeno orifício.
Esses reservatórios eram, inicialmente, forjados em cerâmica, que foi substituída pelo vidro após a descoberta deste. Eles eram posicionados um sobre o outro, unidos por um disco de metal com um furo, formando um conjunto totalmente fechado.
Esses relógios eram empregados em medidas de tempo de curta duração e possuíam precisão relativa. Foram muito utilizados no mar, durante o século XIV, e nas Igrejas, durante os séculos XVI e XVII, para limitar o tempo dos sermões. Não há exageros em afirmar-se que a Ampulheta foi o medidor de tempo mais usado na Antigüidade.
A exemplo da luz solar, da água e da areia, também o fogo foi usado para medir o tempo. Há diversos tipos de Relógios de Fogo. Um deles era o Relógio de Azeite, tipo candeeiro, que também recebia o nome de Lâmpada-relógio ou Silencioso.
Este relógio constituía-se de uma lamparina feita de estanho, com um reservatório feito de vidro, cristal ou porcelana translúcida, no qual colocava-se o azeite que, pela queima de um pavio nele imerso, ia se consumindo contínua e regularmente. Havia, na parte externa do reservatório, uma faixa vertical que ia, geralmente, das oito horas da noite às sete horas da manhã, na qual verificava-se a passagem do tempo pelo abaixamento do nível do azeite.
Este relógio foi usado principalmente à noite, devido à sua dupla função – iluminação e marcação do tempo. Não se sabe ao certo se surgiu no Oriente ou na Europa, durante a Idade Média. Porém, seu uso foi muito significativo nos século XVII e XVIII em todo o continente europeu, mais especificamente no norte da Alemanha.
Um outro exemplo de Relógio de Fogo foi o Despertador Chinês, que era composto por um recipiente oblongo, em forma de barca, com divisões formadas por pequenos arames dobrados, dispostos calculadamente de maneira que uma vareta combustível (feita de serragem ou resina), queimando sobre eles, demarcava a passagem das horas.
Para que servisse de despertador, pendurava-se sobre ele dois pesos metálicos unidos por um fio, este colocado sobre a marcação da hora em se desejava acordar. O fogo, ao propagar-se pela vareta combustível, atingia o fio, rompendo-o, e os dois pesos metálicos caíam sobre uma tigela, causando um grande ruído.
Supõe-se terem sido os chineses os responsáveis por essa curiosa invenção; daí o nome “Despertador Chinês”.
