Sonntag, 12. Dezember 2021

💧 Die Wasseruhren der antiken Griechen und Römer: Rekonstruktionen, Funktionsweisen und Anwendungsbeispiele ⚙️

Die fortschreitende Zeit mittels einer Uhr zu erfassen, hat eine bereits relativ lange Tradition. Zuvörderst ist die Sonnenuhr zu nennen, die jedoch den großen Nachteil mit sich bringt, dass sie bei bedecktem Himmel und in der Nacht nicht funktioniert. Deshalb entwickelte man daneben auch andere Arten von Uhren. So ist beispielsweise aus Überlieferungen bekannt, dass bereits vor der Zeit um 1500 v. Chr. die Wasserauslaufuhr in Verwendung gewesen sein muss, bei welcher man den in einem GefĂ€ĂŸ sinkenden Wasserstand in Bezug zur vergehenden Zeit gesetzt hat. Allerdings wurde damit normalerweise nur die relative Zeit gemessen (z.B.: 2 Stunden sind vergangen), nicht jedoch die absolute (z.B. halb fĂŒnf Uhr am Abend). SpĂ€ter verwendeten die Griechen und Römer solche bei ihnen als "Klepsydra" (=Wasserstehler) bezeichneten Uhren besonders gerne, um im Rahmen von Gerichtsprozessen dafĂŒr zu sorgen, dass den unterschiedlichen Parteien eine jeweils gleich lange Redezeit zur VerfĂŒgung steht. In diesem Zusammenhang erwĂ€hnt sie etwa Plinius der JĂŒngere: 

Sobald ich mich jedoch gesammelt hatte, begann ich meine Rede, wobei der Beifall der Zuhörer ebenso groß war wie meine Aufregung. Ich sprach fast fĂŒnf Stunden, denn den zwölf großen Wasseruhren, die ich erhalten hatte, wurden noch vier weitere hinzugefĂŒgt. [...]

Plinius, Epistulae II 11.14 | Übers.: Heribert Philips, Marion Giebel, Reclam 1998/2014

Wie dieses ErzĂ€hlung des Plinius zeigt, hat man dazumal offenbar je nach Bedarf mehrere solcher Wasseruhren 'in Reihe geschalten'. War der Wasservorrat einer Uhr komplett ausgelaufen, wurde einfach die nĂ€chste gestartet. 
Anwendung fanden einfache Wasserauslaufuhren wie diese auch im militĂ€rischen Bereich, etwa um die Zeiten des Wachegehens zu regeln. Ein ziemlich ungewöhnlicher Verwendungszweck ist uns jedoch von den Karthagern ĂŒberliefert.

Als die Karthager Sizilien verheerten, fertigten sie, damit das, was sie jeweils benötigten, schnell aus Afrika gebracht wĂŒrde, zwei Wasseruhren (die den Ablauf der Zeit durch den gleichmĂ€ĂŸigen Auslauf von Wasser aus einem GefĂ€ĂŸ messen) von gleicher GrĂ¶ĂŸe an und beschrieben in jeder von ihnen gleiche Kreise, die auch dieselbe Aufschrift hatten. Am ersten stand, man brauche Schiffe, am zweiten Lastschiffe, am nĂ€chsten Gold, dann wieder am nĂ€chsten Kriegsmaschinen, dann wieder Proviant, dann wieder Tiere, dann wieder Waffen, dann Fußsoldaten, dann Reiter. So hatten alle Kreise eine bestimmte Aufschrift. Die eine dieser Wasseruhren behielten sie auf Sizilien, die andere schickten sie mit der Anweisung nach Karthago, sobald man sehen wĂŒrde, dass eine Fackel erhoben werde, aufzumerken, und wenn das zweite Signal gegeben wĂŒrde, nachzuschauen, bei welchem Kreis dies erfolge, sodann dessen Aufschrift zu lesen und ihnen rasch das zuzuschicken, was so angezeigt wĂŒrde. Auf diese Weise konnten die Karthager sehr schnell mit allem versorgt werden, was sie fĂŒr den Krieg benötigten.

Polyainos, Strategika 6.16.2 | Übers.: Kai Brodersen, De Gruyter 2017

Neben solch einfachen Wasseruhren kannte man in der Antike aber auch wesentlich kompliziertere - wie die beiden folgenden schematischen Darstellungen bzw. Rekonstruktionsversuche zeigen. Sie sind auf technische Erfindungen zurĂŒckzufĂŒhren, fĂŒr die vor allem der alexandrinische Gelehrte Ktesibios (3. Jh. v. Chr.) verantwortlich gewesen sein soll. Zahnstange und Zahnrad deuten bereits auf jene mechanischen Uhren hin, die dann im ausgehenden Mittelalter entwickelt worden sind (beide Grafiken fußen auf Darstellungen im "Lexikon der Antike" von Johannes Irmscher, Anaconda Verlag, 1990/2010)

Im "Lexikon der Antike" wird die Funktionsweise der obigen Zeigeruhr vom Altphilologen Johannes Irmscher kurz und bĂŒndig erlĂ€utert: Wasserzulauf hebt im Wasserkasten den Schwimmer, drĂŒckt die Zahnstange nach oben, so dass sie ein Rad mit Zeiger vor einem Ziffernblatt in Umlauf setzt, bis das Becken voll ist.

Der Althistoriker Karl Wilhelm Weeber beschreibt das Funktionsprinzip der unten abgebildeten zweiten Wasseruhren folgendermaßen: Durch einen Schwimmer in dem GefĂ€ĂŸ, in das das Wasser floss, konnte der jeweilige Wasserspiegel mit einer Skala in Beziehung gesetzt werden, auf der die Stunden als Linien markiert waren. Eine vertikale Unterteilung der Skala nach den einzelnen Monaten bzw. Tierkreiszeichen bezog die je nach Jahreszeit unterschiedlichen LĂ€ngen der Stunden ein. Änderungen der Skala oder eine Regulierung der ZuflussdĂŒsen erlaubten es, die Wasseruhr an die geographische Lage des Ortes anzupassen. Den nicht unkomplizierten Aufbau des Ktesibios erlĂ€utert Vitruv ausfĂŒhrlich.  ("Alltag im Alten Rom: Das Leben in der Stadt", Albatros 2011)


Es folgt abschließend Vitruvs Beschreibung der Wasseruhren des Ktesibios. Ich gebe diese vollstĂ€ndig wieder, da sie fĂŒr jene, die tiefer in die Materie einsteigen wollen, eine außerordentlich interessante - wenn auch nicht immer leicht zu verstehende - Quelle darstellt. Wer hĂ€tte z.B. gedacht, dass es von großer Bedeutung war, das EndstĂŒck des Wasserzulaufs solcher Uhren aus einem Edelstein oder aus Gold zu fertigen?
Ein fĂŒr das sinnerfassende Lesen wichtiger Hinweis noch vorab: Die Stunden waren - wie bereits oben kurz erwĂ€hnt worden ist - in der Antike unterschiedlich lang: abhĂ€ngig von der Jahreszeit bzw. der sich damit verĂ€ndernden Zeitspanne zwischen Sonnenauf- und Sonnenuntergang. Absurd kompliziert? Ja, hier allerdings findet man eine gute ErklĂ€rung

2. Auch das Verfahren, mittels Wasser Uhrwerke herzustellen, ist von denselben Gelehrten erforscht worden, und zwar zuerst von Ktesibios aus Alexandria, welcher auch den natĂŒrlichen Luftdruck und dıe Verwendung desselben entdeckte. Es ist wohl der MĂŒhe wert, dass die Lernbegierigen erfahren, wie diese Entdeckung gemacht wurde. Ktesibios nĂ€mlich, in Alexandrien geboren, war der Sohn eines Barbiers; an Talent und großem Fleiß aber vor den ĂŒbrigen hervorragend, hatte er, wie berichtet wird, an mechanischen KĂŒnsten seine Freude. Da er nun in der Barbierstube seines Vaters einen Spiegel so aufhĂ€ngen wollte, dass. wenn man ihn herabgezogen hatte und man ihn wieder hinaufbringen wollte, dann eine verborgene Schnur das Gewicht des Spiegels wieder aufwĂ€rts zog, da brachte er zu dem Zwecke folgende Vorrichtung an.  

3. Er stellte unter einem Deckbalken (der Stube) eine hölzerne Rinne her und setzte in dieselbe Rollen ein; durch die Rinne zog er dann die Schnur bis an die Ecke und stellte dort eine senkrechte RöhrenfĂŒgung her, in welche er eine Bleikugel, an die Schnur befestigt, hinabließ. Da nun das Bleigewicht durch sein Hinabsinken in die enge Höhlung der Röhren auf die in derselben enthaltene Luftmasse drĂŒckte, drĂ€ngte sie die durch den Druck verdichtete Luftmasse in raschem Entweichen durch die MĂŒndung in die freie Luft und presste ihr, sobald sie mit der letzteren in BerĂŒhrung trat, einen hellen Ton aus.

4. Als daher Ktesibios beobachtet hatte, dass aus dem mit der freien Luft in BerĂŒhrung tretenden ausgepressten Lufthauch Töne entstĂŒnden, erbaute er zuerst, auf diese Grundlage fußend, Wasserorgeln, ferner Wasserdruckwerke, die sogenannten Automateninstrumente, und viele Arten von auf Verschönerung des Lebens berechneten Werken, unter welchen er namentlich auch die Herstellung der durch Wasser getriebenen Uhrwerke entwickelt hat.
Zuerst stellte er nĂ€mlich eine MĂŒndung her, indem er diese entweder in einem StĂŒck Gold ausarbeitete, oder mit einem durchbohrten Edelstein; denn diese beiden Körper werden weder von dem Hindurchfließen des Wassers angegriffen, noch bildet sich an ihnen Unreinigkeit, welche das MĂŒndungsloch verstopfen könnte.

5. Indem nun das Wasser ganz gleichmĂ€ĂŸig durch diese MĂŒndung hindurchfließt,
hebt es ein umgestĂŒrztes Becken, das von den Technikern der Kork oder die Scheibe genannt wird, auf welchem ein Stab angebracht ist, der mit gleichen ZĂ€hnen besetzt ist, wie die damit in Verbindung stehende Drehscheibe, welche ZĂ€hnchen, ineinander eingreifend, eine langsame regelmĂ€ĂŸige Drehung und Bewegung verursachen. Andere, damit in der Verbindung stehend und in derselben Weise gezahnte Drehscheiben, die alle durch ein und dieselbe bewegende Kraft getrieben werden, bewirken durch ihre Drehung der verschiedenen Bewegungen, nach welchen Figuren sich bewegen, KegelsĂ€ulen sich drehen, KĂŒgelchen oder Eier fallen, Blasinstrumente ertönen, und andere Nebendinge mehr.

6. Bei diesen Uhrwerken sind die Stunden entweder auf einer SĂ€ule oder auf einem Pfeiler verzeichnet und eine von unten heraufsteigende menschliche Figur zeigt den ganzen Tag ĂŒber mit einem StĂ€bchen auf diese hin; die Abnahme und Zunahme der StundenlĂ€nge muss durch das Einstecken oder Wegnehmen von Keilen fĂŒr jeden einzelnen Tag oder Monat erzielt werden. Der Verschluss zur Regulierung des Wassers muss so hergestellt werden: Man lasse zwei Kegel, von welchen der eine massiv, der andere hohl ist, drechseln, und zwar so, dass der erste in den letzteren sich hineinfĂŒgt und genau passt und dass die Lockerung oder engere ZusammenfĂŒgung durch einen Regulatorstab entweder das Einschließen des Wassers in jene GefĂ€ĂŸe lebhafter oder sanfter macht. So werden nach diesen Regeln und mit dieser durch Wasser in Bewegung gesetzten Vorrichtung Uhrwerke fĂŒr den Winter hergestellt.

7. Wenn aber die Abnahme oder Zunahme der TageslĂ€ngen mittels der HinzufĂŒgung und Wegnahme der Keile nicht stimmen will, weil die Keile oft Fehler verursachen, so wird man sich also zu helfen haben. Man schreibe die Stunden unter Zugrundlegung der Analemmen schrĂ€g rings um die SĂ€ule und verzeichne fĂŒr jeden Monat eine besondere Zahlenreihe, die SĂ€ule aber muss drehbar gemacht werden, so dass sie durch ihre entsprechende Drehung die Zunahme und Abnahme der StundenlĂ€ngen in jedem gehörigen Monat zeigt.

8. Man macht aber auch eine andere Art von Winteruhren, welche Anaphorika genannt und nach folgenden Regeln gefertigt werden. Man verteilt die Stunden unter Zugrundlegung der Analemmafigur, indem man an der Außenwand vom Mittelpunkt aus radienförmig KupferdrĂ€hte zieht, um diese aber Kreise spannt, welche die monatlichen ZeitrĂ€ume begrenzen. Hinter diesem Drahtnetz bringt man eine Scheibe, an, auf welcher das Weltall verzeichnet und dargestellt ist und der Tierkreis und die Verzeichnung der zwölf Sternbilder abgebildet ist. Von dessen Mittelpunkt ausgehend, verzeichne man das ZeitverhĂ€ltnis eines jeden Sternbildes, das eine grĂ¶ĂŸer, das andere kleiner. Auf der RĂŒckseite der Scheibe aber ist in der Mitte das Ende einer drehbaren Welle eingefugt und ĂŒber diese ist ein weiches Kupferdrahttau gewunden, an dessen einem Ende der sogenannte Kork oder die Hohlscheibe, welche von dem Wasser gehoben wird, befestigt ist, wĂ€hrend an dem anderen ein Sandsack hĂ€ngt, der ganz dasselbe Gewicht hat, wie der sogenannte Kork. 

9. So wird dies Sandgewicht, indem es in demselben Maße, in welchem der Kork vom Wasser gehoben wird, nach abwĂ€rts sinkt, die Welle drehen, die Welle aber die Scheibe, deren Drehung bald bewirkt, dass der grĂ¶ĂŸere Teil des Tierkreises, bald, dass der kleinere Teil bei seinen Umdrehungen in der gehörigen Zeit die je nach Jahreszeit ungleich langen Stunden bezeichnet. In den einzelnen Sternbildern sind nĂ€mlich so viele Löcher, als jeder entsprechende Monat Tage hat, ein in dieselbe eingestecktes Knöpfchen, welches an den Uhren das Bild der Sonne zu tragen pflegt, zeigt die StundenlĂ€ngen an, und dieses Knöpfchen, von einem Bohrloch in das andere bis zum Ende eines Monats gesteckt, verfolgt seine Bahn.

10. Wie daher die Sonne, wĂ€hrend sie die Sternbilder der Reihe nach durchzieht, die Tage und Stunden verlĂ€ngert und verkĂŒrzt, so gibt an diesen Uhren das Knöpfchen, von einem Loch zum andern tĂ€glich in der Linie gegen den Mittelpunkt weiterrĂŒckend, indem es in der einen Zeit durch weitere, in der andern durch engere RĂ€ume kreist, innerhalb jeden Monats das Abbild der Stunden und Tage. Um aber den Wasserzugang gehörig regulieren zu können, muss man es so machen:

11. Hinter der Uhrwand im Innern lege man den WasserbehĂ€lter an, in welchen das Wasser durch eine Röhre fĂ€llt und welcher ganz unten eine MĂŒndung hat. Vor diese aber ist ein bronzener Hohlzylinder zu heften, mit einem Loch versehen, durch welches das Wasser aus dem BehĂ€lter in den Zylinder hineinfließt. In diesem aber ist noch ein kleinerer Hohlzylinder eingeschlossen, und zwar in kreisförmigem Falz und entsprechender Falzpfanne gehend, die so ineinander gefugt sind, dass der kleinere Zylinder, wenn man ihn wie einen Hahn in dem grĂ¶ĂŸeren Zylinder herumbewegt, sich eng anschließend und doch sanft dreht.

12. Der Rand des grĂ¶ĂŸeren Hohlzylinders hat in gleichen AbstĂ€nden dreihundertfĂŒnfundsechzig Punkte verzeichnet; die schließende Scheibe des kleineres dagegen hat an ihrem Kreisrand ein ZĂŒnglein festgenietet, dessen Spitze nach den Punkten zeigt; an dem Scheibenrand ist das MĂŒndungsloch sorgfĂ€ltig hergestellt, weil durch dieses das Wasser zum sogenannten Kork fließt und durch dieses die Speisung der Wasseruhr vollzogen wird. Da aber am Rande des grĂ¶ĂŸeren Zylinders die Figuren der Sternbilder des Tierkreises sind, und dieser grĂ¶ĂŸere Zylinder unbeweglich ist, so muss er ganz oben das Zeichen des Krebses, von da in senkrechter Linie unterhalb das des Steinbockes zur Rechten fĂŒr den gegenĂŒberstehenden Beschauer das der Waage, zur Linke das des Widders haben, und es sollen auch die ĂŒbrigen zwischen den RĂ€umen dieser so verzeichnet sein, wie man sie am Himmel sieht. 

13. Wenn daher die Sonne im Steinbock steht, so wird wĂ€hrend das ZĂŒnglein der
Scheibe (des inneren Zylinders) auf der Seite des Steinbockes an dem Rand des grĂ¶ĂŸeren Zylinders Tag fĂŒr Tag je einen Punkt berĂŒhrt, und der starke Druck des abfließenden Wassers senkrecht seine Entladung findet, dieser Druck es rasch durch das MĂŒndungsloch in das das Wasser aufnehmende GefĂ€ĂŸ drĂ€ngen, und weil das letztere in verkĂŒrzter Frist gefĂŒllt ist, so wird er die Tages- und StundenlĂ€ngen beeintrĂ€chtigen und verkĂŒrzen. Wenn aber das ZĂŒnglein des kleineren Zylinders, Tag fĂŒr Tag in der Umdrehung weiterrĂŒckend, im Raum des Wassermannes eintritt, dann weicht das MĂŒndungsloch von der senkrechten Richtung ab und das Wasser wird gezwungen, von seiner heftigen Strömung abzulassen und seinen Strahl etwas langsamer zu entsenden; und je weniger rasch das GefĂ€ĂŸ das Wasser empfĂ€ngt, desto mehr werden die StundenlĂ€ngen wachsen.

14. Steigt dann das MĂŒndungsloch der Scheibe an den Punkten innerhalb der RĂ€ume des Wassermanns und der Fische wie auf Stufen aufwĂ€rts, so wird es, indem es im Widder den achten Teil berĂŒhrt, mit gemĂ€ĂŸigter StĂ€rke des Wasserstrahls die StundenlĂ€nge der Tag- und Nachtgleiche erzielen. Gelangt dann das MĂŒndungsloch durch die Umdrehung des Zylinders vom Widder durch die RĂ€ume des Stieres und der Zwillinge bis zu den höchsten Punkten des ersten Achtels des Krebses dem Scheitel zugehend, so wird die Kraft des Wasserstrahls gemindert, und durch das langsamere Fließen dehnt es die TageslĂ€ngen aus und erzielt die StundenlĂ€ngen der Sonnenwende im Sternbild des Krebses. Wenn sich dann das MĂŒndungsloch vom Krebs an abwĂ€rts neigt und in seiner Drehung durch den Löwen und die Jungfrau bis zu den Punkten des ersten Achtels der Waage vorwĂ€rts schreitet, vermindert es stufenweise die StundenlĂ€ngen, und so zu den Punkten der Waage gelangend, bringt es wieder die Stunden der Tag- und Nachtgleiche zur Darstellung.

15. Indem sich dann endlich die MĂŒndung durch die RĂ€ume des Skorpions und des BogenschĂŒtzen noch weiter abwĂ€rts bewegt und nach seiner vollen Umdrehung in das erste Achtel des Steinbockes zurĂŒckkehrt, wird auch die Raschheit seines Wasserstrahls wieder der KĂŒrze der Stunden in der Zeit der Wintersonnenwende entsprechend hergestellt“.
Die Regeln und Vorrichtungen bei Herstellung von Uhren habe ich nun, um sie fĂŒr die Anwendung zugĂ€nglicher zu machen, so klar, als es mir möglich war, beschrieben: es ist nur noch ĂŒbrig, ĂŒber den Maschinenbau und die dafĂŒr geltenden GrundsĂ€tze zu handeln. Ich will daher von diesen in dem folgenden Buch zu schreiben beginnen, damit dieses Handbuch der Architektur lĂŒckenlos zum Abschluss gebracht werde.

Vitruv, Zehn BĂŒcher ĂŒber Architektur IX 8.2-15 | Übers.: Franz Reber, Marix Verlag 2019

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4 Kommentare:

  1. Klasse Artikel mit ausfĂŒhrlich zitierten Originalquellen und selbsterklĂ€renden Zeichnungen. Das gefĂ€llt mir immer sehr gut. Danke, Hiltibold!
    LG
    Fredi

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  2. Vielleicht fĂŒr dich und Leser, die noch weiter in die Zeitmesssung der Antike abtauchen wollen: Eva Winter: Zeitzeichen. Zur Entwicklung und Verwendung antiker Zeitmesser. 2013 bei De Gruyter erschienen.
    LG
    D0

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    1. Das hört sich auf jeden Fall sehr interessant an. Wenn man das Buch hier in der Uni- oder Landesbibliothek entleihen kann, dann ist das sicher einen nĂ€heren Blick wert. Es zu kaufen ist bei einem Preis von 180 Euro (De Gruyter halt) fĂŒr mich eher keine Option.

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