在古代,人類主要利用天文現象和流動物質的連續運動來計時。中國人發明制造的日晷、漏壺,以及水運儀象臺都是世界上最古老的計時器。而能夠持續不斷工作的鐘表的出現,改變了白天黑夜分別計時的傳統,使壹晝夜均等24小時的計時制得以推行。這壹計時制的出現,成為時間觀念史上的壹件大事。
歐洲古老的機械鐘,出現在14世紀的歐洲,它是由掛在繩子壹端的重錘所驅動,繩子的另壹端繞在壹個軸上,隨著重錘的下降,軸相應的轉動,再通過齒輪帶動鐘的指針旋轉。
1510年,德國鎖匠彼得·亨蘭率先用鋼發條代替重錘,創造了用冕狀輪擒縱機構的小型機械鐘表,然而這種表的計時效果並不理想:發條若是上得太緊,指針就會走得過快;發條若是上得過松,指針就會運行得慢。
針對這壹缺點,捷克人雅各布·赫克對其進行了改進。他設計出壹個錐形蝸輪,由錐形蝸輪和壹卷發條***同組成表的驅動機構。當發條逐漸舒張時,它通過壹條繩子帶動錐形蝸輪和表內的齒輪。錐形蝸輪的形狀恰好能夠補償發條出力的變化。當發條卷緊時,作用力強烈地作用在錐形蝸輪的頂端,這裏的杠桿作用較弱;當發條慢慢放松時,它的拉力就減弱,作用力作用在蝸輪輪子的底部,而這裏的杠桿作用則較強。因此,鐘表機械得以均勻地運轉。
1657年,荷蘭物理學家惠更斯首先把重力引入鐘表,做成了世界上第壹臺精確的擺鐘。擺鐘不像以前的鐘表要另設驅動機構來推動對稱橫臂,而是由地球重力推動。隨著單擺被用於時鐘,時鐘的精度越來越高,到了17世紀中葉,鐘表的最小誤差已由每天15分鐘,減少到10分鐘。精確時鐘的出現,使各地區的時間協調統壹起來。
17世紀後期,遊絲的發明,為現代精密機械鐘表的出現奠定了基礎。機械鐘表雖有多種結構形式,但其工作原理基本相同。它主要是由原動系、傳動系、擒縱調速器及指針系式上的條撥針系條組成。到了18世紀啟蒙運動和工業革命開始的時候,鐘表制造業已逐步實現工業化生產,並且達到了相當高的水平。鐘表已經充分扮演了“壹切機器之母”的重要角色,成為社會生活快節奏的締造者。
到了20世紀,隨著電子工業的迅速發展,電池驅動鐘、交流電鐘、電機械表、指針式石英電子鐘表、數字顯示式石英鐘表相繼問世。1929年,在貝爾實驗室工作的英國人霍頓和加拿大裔美國人瑪利森首次研制出晶體石英鐘。這種高質量的石英鐘在溫度不變的環境中每天誤差僅0.1毫秒或誤差十億分之壹。石英鐘壹經問世,便引起了人們的轟動。
1942年,著名的英國格林尼治天文臺也開始采用石英鐘作為計時工具。20世紀70年代,石英鐘的制作技術突飛猛進,應用同壹原理制成的石英表亦開始風靡全球。繼石英鐘之後,更為先進的原子鐘問世了。它是由原子振動來控制的,是目前世界上最精確的鐘,即使經過100萬年,其偏差也不會超過1秒鐘。如今,時間觀念已經滲透至每壹個人的生活中,守時成為壹種美德。