Cadranul solar este unul dintre cele mai vechi dispozitive folosite pentru masurarea timpului. Functionarea lui depindea, in mare masura, de miscarea de rotatie a soarelui, prin faptul ca, pe masura ce soarele se deplasa de la est la vest, umbra lasata in urma indica ora cu destul de mare acuratete.
Printre primii care au utilizat acest instrument se numara egiptenii, care, in jurul anilor 5000 i.Hr., concepusera ceea ce se numea “gnomonul” – un pilon vertical, infipt in pamant, a carui umbra proiectata pe pamant, pe un cadran gradat, arata ora din zi. Intre anii 2500 si 2000 i.Hr, egiptenii incep construirea obeliscurilor (monumente zvelte, conice, cu patru laturi).
Umbrele lor, in miscare, formau un cadran solar primitiv, care permitea cetatenilor sa imparta ziua in doua unitati de timp – inainte si dupa ora pranzului. Obeliscul mai ajuta si la determinarea celei mai lungi, dar si a celei mai scurte zi din an. Mai tarziu, pe masura dezvoltarii civilizatiei, pe sol au fost adaugate diviziuni care permiteau impartirea si mai amanuntita a zilei in ore.
In site-urile arheologice egiptene, a fost descoperit un dispozitiv, datand din secolul al IX-lea i.Hr., alcatuit dintr-o baza pe care erau trasate sase diviziuni, pe directia est-vest, si cu un stalp ridicat intr-unul dintre capetele bazei. In anul 300 i.Hr., prima descriere a unui cadran solar este facuta de Berossus, un preot babilonian, autor al unor amanuntite cronici referitoare la perioada respectiva.
Cadranul inventat de acesta avea forma unui bloc cubic de piatra, in care era taiata o jumatate de sfera, cu o margea mica in centru. In timpul zilei, umbra margelei se deplasa, determinand un arc impartit in 12 parti egale. Din cauza faptului ca durata zilelor variaza, in functie de anotimp, unitatea de timp masurata era numita “ora temporara” (orele egale sunt stabilite de abia in anul 1300 d.Hr., cand este inventat si ceasul mecanic).
Grecii antici foloseau un cadran solar numit “pelekinon”, care presupunea asezarea pilonului vertical pe o suprafata orizontala sau semisferica, fiind mult mai precis datorita cunostintelor avansate de geometrie pe care le aveau acestia. Una dintre inventiile grecesti cele mai cunoscute poarta denumirea de hemiciclu (construit in anul 250 i.Hr, de catre vestitul Apollonius din Perga) – alcatuit dintr-un cub de piatra, in care era taiata o semisfera, care avea atasat un stalp, la unul dintre capete.
Acesta determina un arc cu o lungime variabila, in functie de sezon. Faimosul Turn al Vanturilor din Atena era alcatuit din opt aparate de masurare a timpului. Tot in jurul anului 250 i.Hr, Ptolemeu folosea analema, un cadran solar care permitea ca umbrele sa fie proiectate geometric pe suparfete plate, inclinate la diferite grade fata de orizontala.
In secolul al II-lea i.Hr, grecii introduc conceptul de trigonometrie, cadranele solare devenind mai exacte, dar si mai usor de construit, apelandu-se tot mai mult la cunostintele de geometrie si la calcule aritmetice. Metodele mentionate anterior vor fi aplicate, mai tarziu, si de catre arabi si de catre diverse popoare europene.
In anul 290 i.Hr, in Roma este instalat primul cadran solar pentru masurarea timpului, adus din teritoriile arabe, iar in anul 164 i.Hr, inteleptul Vitruvius construieste primele cadrane portabile. In China, astfel de instrumente purtau numele de “Rigou” si erau folosite inca din perioada dinastiei Zhou (mileniul I i.Hr.).
Toate cadranele functionau pe baza umbrei de la baza suprafetei plate, dar avand diferite forme – sferica, cilindrica, circulara, conica. Realizarea unui asemenea instrument implica o serie de calcule care trebuiau sa tina cont de axa pamantului, pentru ca timpul sa nu fie unul diferit, la fiecare inceput de saptamana. Prin alinierea pilonului vertical cu axa pamantului, diferenta era mult micsorata.
Intr-un cadran orizontal, pilonul era pozitionat in linie cu axa pamantului, in timp ce baza era orizontala. Intr-unul de tip ecuatorial, baza era inclinata, astfel incat sa fie paralela cu ecuatorul, in timp ce pilonul era asezat perpendicular. Pozitia unui cadran solar, ca latitudine, intr-o emisfera, avea drept corespondent, in cealalta emisfera, coordonatele opuse. Amplasarea corecta necesita, de asemenea, stabilirea nordului si a sudului.
In secolul al XIII-lea, apar primele ceasuri in Europa, mai ales, in manastiri si in piete publice. Cel mai vechi exemplar care a supravietuit timpului este cel construit inainte de 1386, in catedrala din Salisbury, Marea Britanie.
Ceasurile mecanice foloseau orele egale. In anul 1635, Galileo Galilei inventeaza primul ceas care folosea pendulul ca piesa pentru numararea orelor, iar in anul 1656, modelul este perfectionat de catre Christian Huygens, in Olanda. Cu toate acestea, perioada dintre anii 1500 si 1800 reprezinta adevarata epoca de aur a cadranelor solare in Europa.
In 1777, generalul de origine franceza Lafayette isi arata respectul si admiratia fata de generalul american George Washington, daruindu-i acestuia un cadran solar din argint. Dupa 1800, ceasurile inlocuiesc tot mai mult cadranele, avand avantajul de a functiona si in zilele fara soare.
Dezvoltate, de-a lungul timpului, in stransa legatura cu stiintele si artele, cadranele solare continua sa il fascineze pe omul modern, care, din pasiune, adesea, recreeaza vechi modele. Traditia spune ca pe orice cadran solar trebuie sa fie consemnata o reflectie filozofica sau umoristica despre timp. Exista si software-uri gratuite care ghideaza pe oricine doreste sa isi construiasca un astfel de instrument, menit sa ii aminteasca de inceputurile civilizatiei.
