ساعت چند است؟ برای پاسخ سریعاً به ساعت مچی یا دیواری خود نگاهی می‌اندازید و ساعت را اعلام می‌کنید. شاید عجیب به نظر برسد اما تا همین ۴۰۰ سال پیش چنین امکانی وجود نداشت! ساعت‌های کنونی که استفاده می‌کنیم ساعت‌های آونگی هستند که از زمان اختراع آن‌ها تا کنون تغییرات زیادی را تجربه کرده‌اند. اما اساس تمام این ساعت‌ها سیستم نوسانی است. در این مقاله بر آنیم تا تاریخچه‌ی مختصری از ساعت‌های آونگی ارائه دهیم. برای این کار ابتدا باید با تعریف سیستم نوسانی آشنا شویم.
تعریف دقیق سیستم نوسانی چیست؟ به طور خلاصه، سیستمی است که در آن یک ذره یا مجموعه‌ای از ذرات به جلو و عقب حرکت می‌کنند. مثال‌ها متعددی از حرکت نوسانی در اطراف ما وجود دارد؛ توپی که روی زمین بالا پایین می‌رود، آونگی که به چپ و راست حرکت می‌کند، آونگ ساعت و بیشمار مثال دیگر. در همه‌ی مثال‌ها اصل اساسی نوسان این است که ذره‌ی نوسانگر پس از یک دوره زمانی مشخص به حالت اولیه‌ی خود برمی‌گردد. این نوع حرکت، مشخصه‌ی نوسان، حرکت دوره‌ای نامیده می‌شود و در تمام عرصه‌های فیزیک صورت می‌گیرد.
در هر سیستم نوسانی، نقطه‌ی تعادلی وجود دارد که در آن هیچ نیروی خالصی روی ذره اثر نمی‌گذارد. مثلاً پاندول ساعت نقطه‌ی تعادلی دارد که در آن نیروی گرانش و کششی با هم برابرند در نتیجه برایند آن‌ها صفر است. در نقطه‌های غیر از حالت تعادل نیروی گرانش باعث برگرداندن پاندول به نقطه‌ی تعادل می‌شود. اگر نقطه‌ی تعادل را به عنوان x = 0 تعریف کنیم، می‌توان این اصل را برای هر سیستم نوسانی تعمیم داد:
در سیستم نوسانی، نیرو همیشه در جهت مخالف جابجایی ذره از نقطه تعادل عمل می‌کند.
اروپایی‌ها ساعت مکانیکی را برای برآوردن نیاز راهبان دیندار مسیحی اختراع کردند تا ساعت درست برای عبادت کردن را بفهمند. این ساعت‌ها زمان را نشان نمی‌دادند اما در زمان فرارسیدن عبادت با نواختن زنگ به صدا درمی‌آمدند. این ساعت‌ها صفحه و عقربه نداشتند. در واقع این‌ها بیشتر زنگ بودند تا ساعت!
اولین ساعت‌های مکانیکی ساعت‌های آبی یا clepsydrae بودند. تاریخ دقیق ساخت و نام مخترع آن مشخص نیست. هم یونانیان و هم رومی‌ها از ساعت‌های آبی با چرخ‌دنده‌های پیچیده استفاده می‌کردند.
موفقیت چشمگیر در توسعه‌ی بیان زمان در سال ۱۶۵۶ اتفاق افتاد، زمانی که ریاضیدان هلندی Christiaan Huygens ساعت آونگی را طراحی کرد. Horologium، همانطور که Huygens آن را نامید توسط آونگی تنظیم شده بود که در یک فاصله‌ی زمانی دقیق که توسط طول آونگ تعیین می‌شود، به عقب و جلو حرکت می‌کرد. ساعت آونگی دقیق ترین ساعت جهان شد. با اختراع این ساعت دقت اندازه‌گیری از ۱۵ دقیقه در روز به ۱۵ ثانیه در روز بهبود پیدا کرد. Huygens این طرح را در سال ۱۶۵۷ به ثبت رساند و Salomon Coster آن را ساخت.
لازم به ذکر است که گالیله که از سال ۱۶۰۲ شروع به تحقیق در مورد آونگ‌ها کرده بود، در سال ۱۶۳۷ تحقیق درباره‌ی کاربرد آونگ در تعیین زمان را آغاز کرد. پسر او بخشی از ساعت آونگی را در سال ۱۶۴۹ ساخت، اما آنقدر زنده نماند که آن را تکمیل کند!
ساهت‌های آونگی اولیه پهن و عریض بودند. در سال ۱۶۷۳، Huygens نشان داد که پهن بودن دقت ساعت را کاهش می‌دهد. با استفاده از «فرار لنگر» توانستند ساعت‌ها را باریک‌تر کنند.
ساعت‌های باریک و دراز Grandfather clock نامیده شدند. در سال ۱۶۹۰ استفاده از دقیقه در ساعت‌ها آغاز شد.
در سال ۱۶۷۵، Richard Towneley فرار مرگبار را اختراع کرد که در سال ۱۷۱۵ در ساعت‌های “تنظیم کننده” دقیقش محبوبیت پیدا کرد. همانطور که جهان به سمت انقلاب صنعتی پیش می‌رفت، زمانبندی دقیق در تنظیم جریان تجارت مهم شد و ساعت‌های آونگی بیش از گذشته اهمیت پیدا کرد.
با این حال، یکی از مشکلات ساعت‌های آونگی این است که باید برای کار کردن ساکن بمانند. حرکت بر نوسان آونگ تاثیر می‌گذارد و باعث عدم دقت می‌شود. بنابراین، در حالی که رئیس ایستگاه راه آهن برای بررسی پیشرفت قطارها از ساعت آونگی استفاده می‌کند، مهندس داخل قطار مجبور به استفاده از ساعت دیگری برای تعیین زمان است.
