Tại sao đồng hồ có 12 số giờ, mà không phải 6, hay đủ cả 24 tiếng?

"Đó là một ngày tháng Tư lạnh lẽo và đồng hồ đang điểm 13 giờ": Khi tiểu thuyết gia người Anh George Orwell mở đầu cuốn sách "1984" nổi tiếng nhất của mình, ông không có ý nói về một chiếc đồng hồ chỉ vào 1 giờ chiều, mà nó là một số 13 thực sự.

Trên chiếc đồng hồ của Orwell thực sự có 24 con số, đại diện cho 24 tiếng đồng hồ trong ngày. Đó là bối cảnh ông đã cố tình xây dựng cho thế giới của 1984, khi những chiếc đồng hồ 12 tiếng được coi là một tàn tích cũ của xã hội tiền cách mạng, không còn được sử dụng nữa.

Một chiếc đồng hồ có 24 giờ cũng được nhắc đến trong kiệt tác viễn tưởng "Hai vạn dặm dưới đáy biển" của nhà văn người Pháp Jules Verne. Trong đó, Nemo, thuyền trưởng của chiếc tàu ngầm Nautilus đã mô tả về hệ thống tính giờ mà ông sử dụng:

"Bây giờ, hãy nhìn vào chiếc đồng hồ đó: nó chạy bằng điện, chạy với độ chính xác sánh ngang với những chiếc đồng hồ bấm giờ tốt nhất. Tôi đã chia nó thành 24 giờ như đồng hồ Ý, vì đối với tôi, không có ngày hay đêm, Mặt Trời hay Mặt Trăng tồn tại, mà chỉ có ánh sáng nhân tạo mà tôi mang xuống sâu dưới đáy biển! Nhìn xem, bây giờ là mười giờ sáng".

Những mô tả này khiến chúng ta không thể tự hỏi: Liệu ngoài đời có những chiếc đồng hồ cơ học, không phải đồng hồ điện tử, có đầy đủ cả 24 số giờ trên một mặt tròn hay không? Và trong khi loài người chúng ta đã chia một ngày ra làm 24 tiếng cách đây hàng ngàn năm, thì logic nào đã khiến những chiếc đồng hồ mà chúng ta dùng ngày nay chỉ có 12 số giờ trên đó, mà không phải 24, hay thậm chí rút gọn xuống 6 số?

Nguồn gốc của hệ thống 12 giờ

Hóa ra con số 12 không phải là một sự nhầm lẫn hay trò đùa của người thiết kế đồng hồ, mà là cả một câu chuyện lịch sử ly kỳ và thú vị, nơi khoa học, văn hóa và cả một chút... lười biếng đã góp phần tạo nên hệ thống thời gian mà chúng ta sử dụng ngày nay.

Chuyện bắt đầu từ khoảng năm 1500 TCN, người Ai Cập là những người đầu tiên sử dụng một hệ thống phân chia ngày thành 12 giờ. Công việc bắt đầu bằng việc chia đường đi biểu kiến của Mặt Trời trên bầu trời thành các phần bằng nhau, nhằm biết được thời gian đã trôi qua.

Ban đầu, những người Ai Cập vốn đã sử dụng hệ thập phân để đếm từ năm 2.900 TCN đã có ý định chia một ngày ra làm 10 tiếng đồng hồ. Nhưng sau đó, họ nhận thấy con số 12 sẽ tiện cho việc đo đạc và phân chia thời gian hơn rất nhiều. Bởi 12 chia hết cho 2, 3, 4 và cả 6. Còn 10 thì chỉ chia hết cho 2 và 5.

Hãy tưởng tượng một người quản đốc trên công trường kim tự tháp muốn biết những nô lệ đã hoàn thành 1/3 khối lượng công việc vào ngày hôm đó hay chưa? Phép chia 10 cho 3 sẽ trở thành một cơn ác mộng đối với ngay cả một nhà toán học giỏi nhất ở Ai Cập thời điểm đó.

Vì vậy, cuối cùng, người Ai Cập đã sử dụng một hệ thống đếm giờ có 12 tiếng mỗi ngày. Và cũng chính họ đã làm ra những chiếc đồng hồ Mặt Trời đầu tiên trên Trái Đất, với 12 khoảng chia bóng đổ, tương đương với 12 giờ trong một ngày.

Ngày ở đây theo đúng nghĩa đen là ban ngày, vì ban đêm không có Mặt Trời để xác định các vị trí biểu kiến của nó, đồng hồ Mặt Trời về cơ bản là vô dụng. Vì vậy, các nhà thiên văn ở Ai Cập cổ đại đã tìm ra một cách đo thời gian mới, sử dụng đến một công cụ gọi là Merkhet.

Nó là một thanh ngang làm bằng gỗ hoặc xương gắn với dây dọi. Bằng cách sử dụng 2 Merkhet, một trong số đó hướng thẳng hàng với sao Bắc Cực (Polaris), người Ai Cập cổ có thể tìm ra một đường kinh tuyến chia đôi chính giữa bầu trời theo trục Bắc-Nam, nơi mà mọi ngôi sao đều phải trôi qua trong đêm.

Sử dụng một bộ 12 ngôi sao lần lượt trôi qua đường kinh tuyến trong 12 khoảng thời gian bằng nhau, người Ai Cập đã có thể xác định được 12 giờ trong một đêm. Cộng 12 giờ ban ngày vào 12 giờ ban đêm, họ là nền văn minh đầu tiên sử dụng hệ thống 24 giờ trong một ngày.

Sự ra đời của đồng hồ

Bởi sự tiện dụng của hệ thống 24 giờ mà người Ai Cập đã phát minh, các nền văn minh theo sau ở Phương Tây như Babylon, Hy Lạp và La Mã đơn giản chỉ cần thừa hưởng thành quả nghiên cứu đó. Họ thấy không nhất thiết phải phát minh ra những cách đo giờ mới trong ngày, mà có cố gắng thì cũng chẳng ai nghĩ ra cách đo thời gian nào tiện dụng hơn hệ thống cơ số 12 của người Ai Cập.

Do đó, cách chia một ngày ra làm 24 giờ tiếp tục được sử dụng phổ biến trong hàng thiên niên kỷ. Chỉ có phương pháp đo thời gian là khác đi.

Ban đầu, người ta đã sử dụng những thiết bị đếm giờ đơn giản như đồng hồ cát, đồng hồ nến và đồng hồ hương, đồng bộ tốc độ biến dạng của chúng theo từng giờ quan sát được.

Sau đó, người Ai Cập cũng phát minh ra đồng hồ nước, lợi dụng thế năng của nước chảy xuống các hệ thống bình và phao nổi cho phép phân chia và hiển thị giờ. Nước và một số hệ thống quả nặng đã được nhà bác học Archimedes sử dụng để tạo ra chiếc đồng hồ cơ học đầu tiên vào thế kỷ thứ 3 TCN, cũng là chiếc đồng hồ báo thức đầu tiên bằng chim cúc cu.

Nhìn chung, các hệ thống đồng hồ cổ đại về cơ bản rất cồng kềnh, không phổ biến và chỉ làm nhiệm vụ báo hiệu. Ví dụ, mỗi một giờ trôi qua, một người canh đồng hồ ở nhà thờ sẽ lên tháp chuông đánh một hồi chuông để mọi người dân biết đó là mấy giờ.

Bây giờ, người đánh chuông sẽ có 2 lựa chọn: Một là họ sẽ đánh lần lượt đủ 24 lượt chuông, từ 1 đến 24 tiếng mỗi ngày. Hai là họ sẽ đánh 12 lượt chuông, từ 1 đến 12 tiếng lặp lại 2 lần. Vì sự lười biếng của người đánh chuông mà phương án số 2 đã được chọn.

Cộng thêm nhiều nguyên nhân nữa, việc đánh quá nhiều tiếng chuông liên tiếp khiến người nghe dễ dàng bị nhầm lẫn khi đếm chúng, hoặc cảm thấy khó chịu. Tưởng tượng đó là 3 giờ chiều và bạn phải đếm 15 tiếng chuông thay vì chỉ 3 tiếng.

Nhưng tại sao không rút gọn xuống chu kỳ 6 tiếng chuông và lặp lại 4 lần trong ngày? Điều đó thậm chí còn tiết kiệm sức lực cho người đánh chuông hơn trong khi vẫn đảm bảo chu kỳ 24 tiếng/ngày.

Trên thực tế, phương án đánh 6 tiếng chuông cũng đã được sử dụng ở một số nơi, như ở Ý cho tới tận thời Trung Cổ. Bạn thậm chí vẫn có thể thấy những chiếc đồng hồ chỉ có 6 số giờ từ 1 tới 6 ở Ý cho tới tận ngày nay. Ở Thái Lan người ta cũng đã từng sử dụng những chiếc đồng hồ chỉ có 6 số giờ.

Nhưng vấn đề là chu kỳ 6 giờ quá ngắn, nó có thể dễ gây nhầm lẫn cho người xem. Ví dụ như 3 giờ trong chu kỳ thứ hai là 9 giờ sáng, rất khó để phân biệt với 3 giờ trong chu kỳ thứ ba, là 15 giờ chiều vì ánh sáng Mặt Trời ở 2 thời điểm này tương đương nhau.

Tương tự, 3 giờ sáng sớm và 21 giờ đêm sẽ cùng được báo hiệu bằng 3 tiếng chuông. Hai khoảng thời gian này trong đêm tối gần như nhau nên sẽ chẳng ai phân biệt nổi chúng. Trong khi sự khác biệt giữa hai giờ giống nhau trong đồng hồ 12 tiếng là quá rõ ràng, 3 giờ chiều sẽ khác hẳn 3 giờ đêm.

Đó là lý do tại sao những chiếc đồng hồ 12 giờ 2 chu kỳ được lựa chọn.

Những chiếc đồng hồ có đầy đủ 24 giờ

Phải cho đến tận thế kỷ 14 ở Châu Âu, nhờ sự phát triển của máy móc, các hệ thống đồng hồ cơ học hoàn toàn đầu tiên trên thế giới mới ra đời.

Việc sử dụng bánh răng, lưu trữ năng lượng bằng con lắc, lò xo hoặc cót đã giúp thu nhỏ những chiếc đồng hồ khổng lồ, nhỏ tới khi bạn có thể mua chúng về đặt trong nhà thay vì xây cả một tháp chuông như nhà thờ, ở kệ phòng ngủ thay vì trên đỉnh một tòa tháp, và thậm chí đút túi rồi đeo trên tay của mình.

Đây cũng là khoảng thời gian mà những chiếc đồng hồ có mặt số, kim giờ, kim phút và kim giây ra đời. Người ta bắt đầu chuyển từ việc nghe giờ sang xem giờ. Theo quán tính văn hóa, những chiếc đồng hồ này tiếp tục thừa hưởng hệ thống 12 giờ 2 chu kỳ quen thuộc.

Theo đó, mặt đồng hồ sẽ được chia thành 12 số giờ và kim giờ sẽ chạy 2 vòng mỗi ngày. Thế nhưng, sự thật là không phải ai cũng thích điều đó. Trong một số lĩnh vực đặc biệt, đòi hỏi sự chính xác cao như quân sự, y tế và khoa học, người ta sẽ cần một chiếc đồng hồ có đầy đủ 24 số giờ để tránh gây nhầm lẫn.

Tưởng tượng các binh sĩ sống dưới hầm hào, các thủy thủ tàu ngầm hoặc các bác sĩ làm việc trong phòng mổ cả ngày, không có điều kiện tiếp xúc với ánh sáng Mặt Trời, họ sẽ cần một chiếc đồng hồ 24 số để phân biệt đó là ngày hay đêm.

Mặc dù việc thêm các cơ chế AM và PM vào đồng hồ 12 số có thể giúp ích, nhưng nếu cơ chế này bị hỏng, nó sẽ là một thảm họa. Do đó, ngành hàng không và đường sắt cho đến tận bây giờ cũng vẫn sử dụng những chiếc đồng hồ 24 giờ.

Trước thời đại mà đồng hồ điện tử ra đời, đã có những chiếc đồng hồ 24 số giờ được chế tạo riêng dành cho họ.

Mặc dù vậy, đối với đại đa số dân chúng phổ thông, đồng hồ 12 số giờ vẫn phổ biến hơn cả. Vì việc in cả 24 số La Mã lên mặt một chiếc đồng hồ đeo tay thực sự là quá ríu rít. Nó cũng khiến độ phân giải của phút và giây trên đồng hồ bị giảm xuống.

Cho nên, về cơ bản nếu việc in toàn bộ 24 số giờ là không cần thiết, người dân vẫn sẽ ưu tiên sử dụng đồng hồ có 12 số giờ, vì chúng đã quá đủ tiện lợi.

Thế nhưng, sự kỳ lạ của những con số trên đồng hồ vẫn chưa dừng lại ở đó. Đâu đó trên thị trường đồ cổ, đôi khi, bạn vẫn có thể bắt gặp một chiếc đồng hồ có 6 số giờ, 8 số giờ thậm chí 10 hoặc 18 số giờ:

Những chiếc đồng hồ này có thể đại diện cho tập quán sử dụng thời gian ở một số khu vực thiểu số. Ví dụ như người Thái Lan đôi khi vẫn sử dụng hệ 6 tiếng 4 chu kỳ mỗi ngày. Người Pháp, trong một giai đoạn sau Cách mạng 1789 đã sử dụng những chiếc đồng hồ hệ thập phân, nghĩa là mỗi ngày chỉ có 10 tiếng.

Điều này thậm chí có thể dẫn tới một hệ quả, suýt nữa thì người Việt Nam cũng phải sử dụng hệ cơ số 10 để đếm giờ trong ngày, nếu người Pháp vẫn sử dụng đồng hồ 10 số giờ cho tới thế kỷ 19, khi họ bắt đầu xâm lược và đô hộ nước ta.

Vậy câu chuyện kỳ lạ này đã diễn ra như thế nào? Tại sao người Pháp lại muốn một mình dùng đồng hồ một kiểu? Mời độc giả đón đọc trong kỳ tiếp theo của bài viết: Một lịch sử đếm thời gian của người Việt: Suýt nữa thì 1 ngày của chúng ta chỉ có 10 tiếng đồng hồ