Eine kleine Geschichte der Zeitmessung

Obwohl wir heute die Zeit so genau messen können wie noch nie in der Geschichte der Menschheit, bleibt doch immer das Gefühl, zu wenig Zeit zu haben. Angeregt von einem Besuch im Deutschen Museum München möchte ich in diesem Beitrag der Frage nachgehen, wie sich die Zeitmessung entwickelt hat.

Vor der Zeitmessung waren die Tage der Menschen in hellen Tag und Nacht geteilt. Seit rund 5000 Jahren haben wir überlieferte Kenntnisse von historischen Kulturen. Dadurch wissen wir, dass verschiedene Völker unterschiedliche Kalender verwendeten.

Unter einem Kalender versteht man Skalen, in denen jeder einzelne Tag der Vergangenheit und der Zukunft verzeichnet ist. Der Kalender bildet damit den Rahmen für die Geschichte des Menschen und der Natur, als ermöglicht aber auch eine Planung der Zukunft.

Von den Babyloniern wurde um das Jahr 2000 v. Chr. das Sexagesimalsystem mit der Basiszahl 60 verwendet, woraus sich das Zwölfersystem für die Stundeneinteilung entwickelt hat.

Es wird heute davon ausgegangen, dass am Anfang der Zeitmessung die Sonnenuhr stand. Für den Einsatz in alten Kulturen in China oder in Mesopotamien gibt es bereits einzelne Belege. Erste gut belegte archäologische Funde stammen aus dem 13. Jahrhundert v. Chr. aus dem alten Alten Ägypten. Verlässliche Quellen für den Einsatz der Sonnenuhr als Instrument der Zeitmessung gibt es allerdings erst aus dem antiken Griechenland.

Im alten Ägypten begannen Menschen damit, die Zeit einzuteilen. Ein voller Tag wurde von einem Morgen zum Nächsten gerechnet, der Tag zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang in 12 gleich lange Stunden eingeteilt. Diese Stunden waren aber nicht gleich lang, sondern veränderten sich im Laufe eines Jahres. Dabei war vor allem die Stundeneinteilung in der Nacht von Wichtigkeit, da diese in zwölf Nachtwachen geteilt wurde. Damals dachte man, die Sonne würde während der Nacht die Unterwelt in 12 Stationen durchlaufen. Ermittelt wurden diese Nachtstunden mit Hilfe der Positionen bestimmter Sterne und von Wasseruhren. Dies waren Gefäße mit einem bestimmten Volumen mit eingezeichneten Skalen, in die Wasser entweder gleichmäßig hinein- oder hinausgeflossen ist. Man unterschied daher zwischen Auslauf- und Einlaufuhren. Die ältesten bekannten Wasseruhren stammen aus dem alten Ägypten. Diese waren die ersten von der Beobachtung von Himmelskörpern unabhängig funktionierenden Zeitmesser.

In Europa waren Sanduhren seit dem 14. Jahrhundert verbreitet, ebenso wie mechanische Uhren, die beide feste Stundenlängen angezeigt haben. Sanduhren fanden im Alltag dann Verwendung, wenn eine planbare genaue Zeitdauer bedeutend war. Auf Schiffen Diensten sie beispielsweise zur Einteilung von Wachen. Sanduhren fanden noch bis ins 19. Jahrhundert Verwendung. Selbst auf dem PC zeigt sie als Symbol noch an, dass man warten muss. Denselben Zweck erfüllten auch kontinuierlich abbrennende Kerzen (Kerzenuhren) oder Öllampen, bei denen durch Markierungen am Ölbehälter die vergangene Zeit abgelesen werden konnte.

Mechanische Uhren mit Hemmung und Gewichtsantrieb wurden wahrscheinlich um das Jahr 1300 in Oberitalien erfunden und fanden im 14. Jahrhundert in ganz Europa große Verbreitung. Bereits im 15. Jahrhundert hatten in vielen europäischen Städten auf Kirchtürmen und Rathäusern mechanische Uhren, die einerseits der Bevölkerung eine einheitliche Zeit vorgaben und andererseits das öffentliche Leben bestimmten. Bis ca. 1500 gab es nur ortsfeste mechanische Uhren. Die Anwendung der mechanischen Uhr bedeutete auch die Einführung der konstanten Stunde!

Ab dem 15. Jahrhundert kamen Taschenuhren in Umlauf, die allerdings , da sie noch sehr ungenau waren, vor allem der Repräsentation dienten. Auch die kunstvollen Tischuhren, die bis ins 17.Jahrhundert von hochqualifizierten, in Zünften organisierten, Handwerkern angefertigt wurden, hatten vor allem den Zweck, nicht die genaue Zeit, sondern den Wohlstand ihrer Besitzer zu zeigen. Bis zum Beginn des 20. Jahrhunderts wurde die Anzeige der Mittagsstunde auf den Sonnenuhren zum Einstellen der oft noch ungenauen mechanischen Uhren benötigt.

Die Entwicklung der Naturwissenschaften seit dem Ende des 16. Jahrhundertes brachte auch neue Erkenntnisse im Bereich der Zeitmessung. Die Entdeckung des Grundgesetzes der mechanischen Bewegung durch Galileo Galilei war die wesentliche Voraussetzung für die minutengenaue Angabe der Uhrzeit. Die wesentlichen Verbesserungen der mechanischen Uhren erfand Chrstiaan Huygens, der 1658 eine Uhr bauen ließ, in der das Prinzip der freien Pendelschwingung erstmals angewendet wurde. 1674 erfolgte die erste technische Umsetzung des Prinzips der freien Federschwingung, als er eine Uhr mit Spiralfederunruh baute. Auf Basis dieser Erfindung erfolgten im 18. und 19. Jahrhundert zahlreiche Verbesserungen der Taschenuhren, die eine Serienanfertigung von hochgenauen Taschenuhren möglich machten.

Die Industrialisierung und die Weiterentwicklung der Naturwissenschaften förderte weitere Entwicklungen: Matthias Hipp entwickelte 1850 das Chronoskop, das erstmals die Messung sehr kurzer Vorgänge bis aus eine Tausendstelsekunde genau ermöglichte. Die zunehmende Industrialisierung führte auch zur Entwicklung des Arbeitszählers oder der sog. Taylor-Akkorduhr, einer Stoppuhr für die genaue Erfassung der Dauer der einzelnen Arbeitsschritte, die im Akkordsystem der Industrie eingesetzt wurde.

Die Präzisionspendeluhr blieb bis fast zur Mitte des 20. Jahrhunderts als genauester Zeitmesser die Grundlage der wissenschaftlichen Zeitmessung. Denn in den 1930er Jahren erfolgte die Entwicklung der Quarzuhr, die jeder Pendeluhr an Genauigkeit überlegen war, da die Regelung dieser technische Uhr nicht mehr auf der Grundlage astronomischer Beobachtungen erfolgte.

Mit der Atomuhr wurde in der Folge ein noch genauerer Zeitmesser gebaut. 1967 wurde die Sekunde erstmals nicht auf der astronomischer Grundlage durch Beobachtung der Gestirne, sondern auf der Basis einer atomaren Naturkonstante ( atomare Schwingung des 133Cäsium) definiert.

Eine exakte Zeitmessung ist heute aus unserer Welt nicht mehr wegzudenken. Die Coordinated Universal Time (koordinierte Weltzeit), kurz UTC, die 1972 eingeführt wurde, ist die heute gültige Weltzeit. Die koordinierte Weltzeit besteht aus Uhrzeit und Kalenderdatum. Von der koordinierten Weltzeit werden ausgehend vom Nullmeridian die Zeiten in den verschiedenen Zeitzonen der Erde abgeleitet. Sie ist vor allem dort für die Zeitangabe unbedingt notwendig, wo eine weltweit einheitliche Zeitskala benötigt wird (Luftfahrt, Seefahrt, Meteorologie, in internationale Fernmeldedienste, E-Mails u.v.m.).

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