காலங்காட்டிகளின் வரலாறு

இந்த கட்டுரைக்கு நிபுணரின் கவனம் தேவைப்படுகிறது. மேலும் விவரங்களுக்கு உரையாடல் பக்கத்தினை பார்க்க. விக்கித்திட்டம் Mathematics வழியாக ஒரு நிபுணரைத் தேட உதவலாம்.

ஆயிரக்கணக்கான ஆண்டுகளாக நேரத்தை அளக்கவும் கண்காணிக்கவும் கருவிகள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. தற்போதைய அறுபதற்குரிய முறை நேர அளவீடானது சுமரில் ஏறத்தாழ கி.மு 2000 ஆண்டு காலத்தைச் சேர்ந்ததாகும். புராதன எகிப்தியர்கள் ஒரு நாளை இரண்டு 12-மணிநேர காலங்களாகப் பிரித்து, சூரியனின் நகர்வைத் தடமறிவதற்கு பெரிய சதுரத்தூபிகளைப் பயன்படுத்தினார்கள். அவர்கள் நீர்க் கடிகாரங்களையும் உருவாக்கினார்கள். இது முதன்முதலில் அநேகமாக அமுன்-ரி எல்லைப்பகுதியில் (Precinct of Amun-Re) பயன்படுத்தப்பட்டு, பின்னர் எகிப்துக்கு வெளியேயும் பயன்படுத்தப்பட்டது. புராதன கிரேக்கர்கள் இவற்றை பெரும்பாலும் பயன்படுத்தினார்கள். அவர்கள் அவற்றை நீர்க் கடிகாரம் (கிளெப்சிட்ராக்கள்) என அழைத்தார்கள். கிட்டத்தட்ட அதே காலத்தில் ஷாங் மன்னர் பரம்பரையானது நீர் வழிந்தோடும் கடிகாரத்தைப் பயன்படுத்தியதாக நம்பப்படுகிறது. இக்கடிகாரங்கள் கி.மு 2000 ஆம் ஆண்டுகளுக்கு முன்னர் மெசபோடோமியாவிலிருந்து அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட கருவிகளாகும். பிற புராதன காலங்காட்டும் கருவிகளில் சீனா, ஜப்பான், இங்கிலாந்து மற்றும் ஈராக் ஆகிய நாடுகளில் பயன்படுத்தப்பட்ட மெழுகுவர்த்தி கடிகாரம், இந்தியா மற்றும் திபெத் ஆகிய நாடுகளிலும் ஐரோப்பாவின் சில பகுதிகளிலும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்பட்ட டைம்ஸ்டிக் (timestick) மற்றும் நீர்க் கடிகாரம் போல இயங்கிய மணல் சொரிந்து காலங்காட்டும் கருவி ஆகியவை உள்ளடங்கும்.

ஆரம்பகால கடிகாரங்கள் சூரியன் ஏற்படுத்துகின்ற நிழல்களைச் சார்ந்திருந்தன. ஆகவே மேகமூட்டமான வானிலையில் அல்லது இரவில் இவற்றைப் பயன்படுத்த முடியவில்லை. மேலும், பருவகாலம் மாறும்போது (புவி அச்சுடன் கதிரவனின் உயரத்தை அளக்க உதவும் கோல் கொண்ட வானியல் கருவி வரிசையாக இருக்கவில்லை என்றால்)மீண்டும் அளவுத்திருத்தம் செய்யவேண்டியும் இருந்தது. சுழற்சி ஆற்றலை விட்டு விட்டு நிகழும் அசைவுகளாக மாற்றிய, நீரினால் இயங்கும் ஒழுங்குபடுத்தும் இயந்திர அமைப்பு பொறிமுறையுடன் ஆரம்பகாலத்திலிருந்த கடிகாரமானது,^[1] கி.மு மூன்றாம் நூற்றாண்டு புராதன கிரீஸ் காலத்துக்குரியதாகும்.^[2] பின்னர் சீனப் பொறியியலாளர்கள் பாதரசத்தினால் இயங்கும் ஒழுங்குபடுத்தும் இயந்திர அமைப்பு பொறிமுறைகள் ஒன்றாய் சேர்ந்திருக்கின்ற கடிகாரங்களை பத்தாம் நூற்றாண்டில் கண்டுபிடித்தனர்.^[3] இதையடுத்து 11 ஆம் நூற்றாண்டில் பற்சக்கர அமைப்புகள் மற்றும் பாரங்கள் ஆகியவற்றால் இயக்கப்படும் நீர்க் கடிகாரங்களை அரபிய பொறியியலாளர்கள் கண்டுபிடித்தனர்.^[4]

எல்லைக்கோடு ஒழுங்குபடுத்தும் இயந்திர அமைப்பு பொறிமுறையைக் கொண்டுள்ள இயந்திரமுறைக் கடிகாரங்கள் 14 ஆம் நூற்றாண்டின் போது ஐரோப்பாவில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. இது, 16 ஆம் நூற்றாண்டில் கம்பிச்சுருள் மூலம் இயங்கும் கடிகாரம் மற்றும் சட்டைப்பைக் கடிகாரம் வரும் வரை வழக்கமான காலங்காட்டும் கருவியாக இருந்தது. இதையடுத்து 18 ஆம் நூற்றாண்டில் ஊசற் கடிகாரம் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. 20 ஆம் நூற்றாண்டின்போது, படிகக்கல் ஊசலாட்டங்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. இதன்பின்னர் அணு கடிகாரங்கள் வந்தன. படிகக்கல் ஊசலாட்டங்கள் முதன்முதலில் ஆய்வுக்கூடங்களில் பயன்படுத்தப்பட்ட போதிலும், அவை எளிதாகத் தயாரிக்கக் கூடியதாகவும், துல்லியமானவையாகவும் இருந்தன. இது கைக்கடிகாரங்களில் அவற்றைப் பயன்படுத்த வழிகோலியது. தொடக்க காலத்தைச் சேர்ந்த காலங்காட்டும் கருவி அனைத்தை விடவும் அணு கடிகாரங்கள் மிகவும் துல்லியமானவை. மேலும் பிற கடிகாரங்களை அளவுதிருத்தவும், பூமியில் சரியான நேரத்தைக் கணிக்கவும் இவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன. தரப்படுத்திய ஒரு பொது முறையான ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட பொதுவான நேரம் (Coordinated Universal Time) அணு நேரத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டு அமைக்கப்பட்டது.

நேரங்கள், தேதிகள் மற்றும் பருவங்களைத் தீர்மானிப்பதற்கு பெரும்பாலான புராதன காலத்து சமூகங்கள் வானியல் கோள்களை, பெரும்பாலும் சூரியன் மற்றும் சந்திரன் போன்றவற்றை அவதானித்துப் பயன்படுத்தினர்.^[5][6] இப்போது மேற்கத்திய சமூகத்தில் வழக்கிலுள்ள அறுபதிற்குரிய காலங்காட்டும் முறைகள், முதன்முதலாக மெசபோடேமியாவிலும் எகிப்திலும் கிட்டத்தட்ட 4,000 ஆண்டுகளுக்கு முன்னர் உருவானது.^[5][7][8] இதேபோன்றதொரு முறையானது பின்னர் மெக்சிக்கோ மற்றும் மத்திய அமெரிக்காவில் (Mesoamerica) உருவாக்கப்பட்டது.^[9] முதல் நாட்காட்டிகள் வேட்டைக்குழுக்களால் கடந்த பனியுகக் காலத்தில் உருவாக்கப்பட்டிருக்கலாம். இவர்கள் சந்திரனின் வேகத்தை அல்லது பருவங்களைத் தடமறிவதற்கு குச்சிகள் மற்றும் எலும்புகள் போன்ற கருவிகளைக் கையாண்டார்கள்.^[6] இங்கிலாந்தின் ஸ்டோன்ஹெஞ் போன்ற கல் வட்டங்கள், உலகின் பல்வேறு பாகங்களில் குறிப்பாக வரலாற்றுக்கு முந்தைய ஐரோப்பாவில் கட்டப்பட்டன. இவை நேரத்தைப் பதிவு செய்யவும், இரவும் பகலும் சம நேரமுடைய காலங்கள் அல்லது சங்கராந்திகள் (solstices) போன்ற பருவகால மற்றும் வருடாந்த நிகழ்வுகளை முன்கணிப்பதற்கும் பயன்படுத்தப்பட்டதாகக் கருதப்படுகிறது.^[6][10] பெருங்கற்கள் பயன்படுத்திய நாகரிக மக்கள் எதுவித பதிவுசெய்யப்பட்ட வரலாற்றையும் விட்டுச் செல்லவில்லை என்பதால் அவர்களின் நாட்காட்டிகளைப் பற்றி அல்லது காலங்காட்டும் முறைகளைப் பற்றி சிறிதளவே அறிய முடிகிறது.^[11]

சூரியக் கடிகாரங்கள் நிழல் கடிகாரங்களிலிருந்து உருவாகின. நிழல் கடிகாரங்களே ஒரு நாளின் பகுதிகளை அளவிடுவதற்காகப் பயன்படுத்தப்பட்ட முதலாவது கருவிகள் ஆகும்.^[12] மிகவும் பழமையானதாக அறியப்பட்ட நிழல் கடிகாரம் எகிப்தைச் சேர்ந்தது. இது பச்சை வண்ண மெல்லிய பாறையால் (schist) செய்யப்பட்டது. சுமார் கி.மு 3500 ஆம் ஆண்டளவில் கட்டப்பட்ட புராதன எகிப்திய சதுரத் தூபிகளும் ஆரம்பகால நிழல் கடிகாரங்களில் அடங்குகின்றன.^[6][13][14]

எகிப்திய நிழல் கடிகாரங்கள் பகல்வேளையை 10 பகுதிகளாகப் பிரித்தன. காலையில் இரண்டு மாலையில் இரண்டு என மேலதிகமான நான்கு "அந்தி ஒளி மணிநேரங்களுடன்" சேர்ந்து பிரிக்கப்பட்டிருந்தது. நிழல் கடிகாரத்தின் ஒரு வகையானது ஐந்து வேறுபட்ட குறியீடுகளுடன் ஒரு நீளமான தண்டையும், அந்த் அடையாளங்கள் மீது நிழலைத் தோற்றுவிக்கும் உயர்த்தப்பட்ட ஒரு குறுக்குச் சட்டத்தையும் கொண்டிருந்தது. இது காலையில் கிழக்கு நோக்கி வைக்கப்பட்டு, மதியத்தில் மேற்கு நோக்கித் திருப்பப்பட்டது. இதே விதத்திலேயே சதுரத் தூபிகள் செயற்பட்டன: சுற்றிவரவுள்ள குறியீடுகளின் மீது விழும் நிழலை அடிப்படையாகக் கொண்டு எகிப்தியர்கள் நேரத்தைக் கணக்கிட்டார்கள். சதுரத் தூபிகள் காலையா அல்லது மாலையா என்பதையும் குறிப்பிட்டன. அதோடு கோடைகால மற்றும் குளிர்கால சங்கிராந்திகளையும் சுட்டிக்காட்டியன.^[6][15] c. கி.மு 1500 ஆம் ஆண்டில் உருவாக்கப்பட்ட மூன்றாவது வகை நிழல் கடிகாரம் ஒரு வளைந்த T-சதுரம் போன்ற வடிவத்தில் இருந்தது. நேரற்ற சட்டத்தின்மீது இதன் குறுக்குச் சட்டம் உருவாக்கும் நிழலைக் கொண்டு இது நேரத்தை அளந்தது. T ஆனது காலையில் கிழக்கை நோக்கி அமைக்கப்பட்டு, மதியம் வரும்போது மாற்றி வைக்கப்படும். ஆகவே இது தனது நிழலை எதிர்த் திசையில் விழுத்தக்கூடியதாக இருந்தது.^[16]

நிழல் கடிகாரங்கள் துல்லியமானவை என்றாலும் கூட, அவை சூரியனையே சார்ந்திருந்தன. ஆகவே இரவிலும், மேக மூட்டமான வானிலையிலும் அவை பயனற்றவையாக இருந்தன.^[15][17] ஆதலால், எகிப்தியர்கள் நீர்க் கடிகாரங்கள், மணல் சொரிந்து காலங்காட்டும் கருவிகள் உள்ளடங்கலாக ஏராளமான மாற்று காலங்காட்டும் கருவிகளையும், நட்சத்திர அசைவுகளைப் பின்பற்றுவதற்கான ஒரு முறையையும் உருவாக்கினார்கள். ஒரு நீர்க் கடிகாரத்தின் மிகப் பழமையான விளக்கமானது கி.மு 16 ஆம் நூற்றாண்டு எகிப்திய நீதிமன்ற அதிகாரியான அமெனெமட் (Amenemhet) என்பவர் கல்வெட்டில் தந்திருக்கும் விளக்கமே. அதில் அவர் இதைக் கண்டுபிடித்ததாகக் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது.^[18] பல்வேறு வகையான நீர்க் கடிகாரங்கள் இருந்தன. இவற்றில் சில ஏனையவற்றைவிட கூடுதல் விளக்கம் கொடுக்கின்றன. இவற்றில் ஒரு வகையில் கீழ்ப்பாகத்தில் சிறு துவாரங்களைக் கொண்ட ஒரு கிண்ணம் நீரின் மீது மிதக்கவிடப்பட்டு, கிட்டத்தட்ட மாறா வீதத்தில் அதில் நீர் நிரம்ப வைக்கப்பட்டது. நீர் மேற்பரப்பானது கிண்ணத்தின் பக்கத்திலுள்ள அடையாளங்களை அடையும்போது அவ்வடையாளங்கள் கடந்துவிட்ட நேரத்தைக் குறிப்பிட்டன. மிகப் பழைமையாக அறியப்பட்ட நீர்க்கடிகாரம் பரோ (pharaoh) அமென்ஹோடாப் I (கி.மு 1525–1504) என்ற எகிப்திய மன்னரின் கல்லறையில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. ஆகவே இவை முதன்முதலில் புராதன எகிப்தில் பயன்படுத்தப்பட்டன எனக் கருதலாம்.^[15][19][20] மணல் சொரிந்து காலங்காட்டும் கருவியின் கண்டுபிடிப்பாளர்களும் புராதன எகிப்தியர்களே என்று நம்பப்படுகிறது. இக்கருவிகள் சிறியதொரு இடைவெளியால் இணைக்கப்பட்ட நிலைக்குத்தாக அமைக்கப்பட்ட இரு கண்ணாடி அறைகளைக் கொண்டிருந்தது. மணல் சொரிந்து காலங்காட்டும் கருவியை தலைகீழாக வைத்தபோது, மணல் துகள்கள் ஒரு அறையிலிருந்து அடுத்த அறைக்கு மாறாத வீதத்தில் விழுந்தன.^[17] இரவு வேளையில் நேரத்தைத் தீர்மானிக்கின்ற இன்னொரு எகிப்திய முறையில் மெர்கெட்டுகள் (merkhets) என அழைக்கப்பட்ட நூற்குண்டு-கோடுகள் பயன்பட்டன. குறைந்தபட்சம் கி.மு 600 ஆம் ஆண்டுகள் முதல் பயனிலுள்ள இந்த கருவிகளில் இரண்டு கருவிகள், வடக்கு-தெற்கு தீர்க்கரேகையை உருவாக்குவதற்காக வட துருவ நட்சத்திரமான போலாரிசுடன் (Polaris) வரிசைப்படுத்தப்பட்டிருந்தன. மெர்கெட்டுகள் கொண்டு உருவாக்கப்பட்ட கோட்டை குறிப்பிட்ட சில நட்சத்திரங்கள் கடந்தபோது, அவற்றை அவதானிப்பதன் மூலம் நேரம் துல்லியமாக அளக்கப்பட்டது.^[15][21]

நீர்க் கடிகாரங்களை அல்லது கிளெப்சிட்ராக்களை (கிளெப்சிட்ராக்கள்) பிளேட்டோ அறிமுகப்படுத்தியதைத் தொடர்ந்து அவை புராதன கிரீசில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன. நீர் அடிப்படையான ஒரு அலார கடிகாரத்தையும் பிளேட்டோ கண்டுபிடித்தார்.^[23][24] பிளேட்டோவின் அலார கடிகாரத்தினைப் பற்றிய ஒரு விளக்கத்தில், அது நிரல் அமைப்புள்ள குழாயில் மிதக்கும் ஈய குண்டுகளைக் கொண்டுள்ள பாத்திரத்தில் இரவு முழுவதும் நீர் சேர்ந்து வழிந்து ஒழுகும் நிகழ்வை அடிப்படையாகக் கொண்டது எனக் கூறப்பட்டுள்ளது. நிரல் அமைப்புள்ள குழாயில், தொட்டியிலிருந்து விநியோகிக்கப்படுவதன் மூலம் நீர் தொடர்ந்து அதிகரித்துவரும். காலைநேரம் வருகையில், பாத்திரமானது தலைகீழாக மாற்றுவதற்குப் போதுமான அளவு உயரத்தில் மிதந்திருக்கக்கூடும். ஆகவே இது ஈயப் பந்துகளை செப்புத் தட்டின்மீது அருவியாய் விழச் செய்கிறது. விளைவாக ஏற்படும் பலத்த ஓசையுடனான மோதல் (clangor) கல்விக்கழகத்தில் இருக்கும் பிளேட்டோவின் மாணவர்களை எழுப்பியிருக்கலாம்.^[25] வடிகுழாயால் பொருத்தப்பட்ட இரு ஜாடிகளைக் கொண்டிருந்திருக்கும் என்பது இன்னொரு சாத்தியம் ஆகும். அடுத்த ஜாடிக்கு நீரை அனுப்பிய வடிகுழாயை அடையும்வரை நீர் வெளியேறியது. அங்கு உயர்ந்துகொண்டிருக்கும் நீர் ஒரு விசில் ஊடாக வளியைச் செலுத்தும். இது ஒரு அலாரத்தை ஒலிக்கிறது.^[24] கிரேக்கர்களும் சால்டியர்களும் (Chaldeans) தமது வானியல் அவதானங்களின் ஒரு முக்கிய பகுதியாக காலங்காட்டும் பதிவுகளை ஒழுங்காகப் பேணினார்கள்.

கிரேக்க வானியல் வல்லுநர், சிர்ஹசின் ஆண்ட்ரோனிகஸ் (Andronicus of Cyrrhus) கி.மு முதலாம் நூற்றாண்டில் ஏதென்சில் கட்டப்பட்ட காற்றுக் கோபுரத்தை (Tower of the Winds) மேற்பார்வையிட்டார்.

கிரேக்க பாரம்பரியத்தில், கிளெப்சிட்ராக்கள் நீதிமன்றில் பயன்படுத்தப்பட்டன. பின்னர், இதே வழக்கத்துக்கு ரோமானியர்களும் பழக்கப்பட்டார்கள். வரலாற்றுப் பதிவுகளிலும், சகாப்த இலக்கியத்திலும் இதன் குறிப்பீடுகள் பல உள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக, மற்றொரு வகையில் அந்த ஆண்கள், பாய்கின்ற நீரானது இயங்குமாறு அவர்களை வலியுறுத்துவதற்காக எப்போதுமே அவசரமாகப் பேசுகிறார்கள் என்று தியாடீடசு வில் (Theaetetus), பிளேட்டோ கூறுகிறார்.^[26] லூசியசு அபுலியசுவின் (Lucius Apuleius) த கோல்டன் ஆஸ் (The Golden Ass) என்பதில் பின்வருமாறு இன்னொரு குறிப்பீடு உள்ளது: "நீதிமன்றத்தின் எழுதுவினைஞர் மீண்டும் உரத்துக் கத்தத் தொடங்கினார். இம்முறை, வழக்குத் தொடர்தலுக்காக நீதிமன்றுக்கு வருமாறு பிரதான சாட்சியைக் கூவி அழைக்கிறார். ஒரு முதியவர் வந்தார். அவரை எனக்குத் தெரிந்திருக்கவில்லை. கடிகாரத்தில் நீர் இருந்த வரையிலும் பேசுவதற்கு அவர் அழைக்கப்பட்டார். இதுவொரு வெறுமையான கோளம். இதனுள் நீரானது ஒரு புனலினூடாக கழுத்தில் ஊற்றப்பட்டது. அங்கிருந்து கீழ்ப்பகுதியிலிருந்த நுண்ணிய துளைகளூடாக நீர் படிப்படியாக கசிந்தது".^[27] அபுலியசுவின் குறிப்பிலிருந்த கடிகாரம் பயன்படுத்தப்பட்ட நீர்க்கடிகாரத்தின் பல வகைகளில் ஒன்றாகும். இன்னொன்றில், அதன் மையத்தில் ஒரு துளையுடனான கிண்ணம் இருந்தது. இது நீரின்மீது மிதக்க விடப்பட்டது. நீரை நிரப்ப எவ்வளவு நேரம் எடுத்தது என்பதை வைத்து காலங் காட்டப்பட்டது.^[28]

கிளெப்சிட்ராக்களை உள்ளரங்குகள், இரவு வேளையில் மற்றும் வானம் மேகமூட்டமாக இருந்தபோதும்கூடப் பயன்படுத்தக் கூடியதாக இருந்ததால் இவை சூரியக் கடிகாரங்களைவிட கூடுதல் பயனுள்ளவையாக இருந்தன என்றபோதிலும் அவை மிகவும் துல்லியமாக இருக்கவில்லை. ஆகவே கிரேக்கர்கள் அவற்களின் நீர்க் கடிகாரங்களை மேம்படுத்தும் வழியைத் தேடினர்.^[29] அப்போதும் சூரியக் கடிகாரங்கள் போல துல்லியமாக இருக்கவில்லை என்றாலும் கிரேக்க நீர்க் கடிகாரங்கள் கி.மு 325 ஆம் ஆண்டளவில் கூடுதல் துல்லியமாகின. மேலும் அவை மணியைக் குறிக்கும் ஒரு சிறு கையுடன் (hour hand) ஒரு மணிப்பொறி முகப்பைக் கொண்டிருக்க மாற்றியமைக்கப்பட்டன. இது கடிகாரத்தின் வாசிப்பை கூடுதல் செம்மையாகவும், வசதியாகவும் உருவாக்கியது. கிளெப்சிட்ராக்களின் பெரும்பாலான வகைகளிலுள்ள பொதுவான சிக்கல்களில் ஒன்று நீர் அழுத்தம் காரணமாக உருவாக்கப்பட்டது: கொள்கலன் கொண்டிருக்கும் நீர் நிரம்பியிருந்தபோது, அதிகரித்த அழுத்தமானது நீரை மிகவிரைவாகப் பாயச் செய்தது. கி.மு 100 ஆம் ஆண்டின் தொடக்கத்தில், கிரேக்க மற்றும் ரோமானிய கடிகார உற்பத்தியாளர்கள் இந்தச் சிக்கலைக் குறிப்பிட்டார்கள். மேலும் அதையடுத்துவந்த நூற்றாண்டுகளில் இதற்கான மேம்பாடுகள் தொடர்ந்து செய்யப்பட்டன. அதிகரித்த நீர் ஓட்டத்தைத் தடுப்பதற்கு கடிகாரத்தின் நீர்க் கொள்கலன்கள் - இவை பொதுவாக கிண்ணங்கள் அல்லது சாடிகள்-கூம்பு வடிவத்தில் செய்யப்பட்டன. இதன் அகன்ற முனை மேற்பக்கமாக வைக்கப்பட்டது. கூம்பிலிருந்த நீர் குறைவாக இருந்தபோது, ஒரேயளவு தூரத்தை வடியவிடுவதற்காக பெருமளவான நீர் பாயவேண்டி இருந்தது. இந்த மேம்பாட்டுடன் சேர்ந்து, இக்காலகட்டத்தில் கண்டாமணியினால் குறிக்கப்பட்ட மணிநேரங்கள், மிகச்சிறிய உருவச்சிலைகள், மணிகள் அல்லது நகர்கின்ற பொறிமுறைகளுக்கு கதவு வழி ஆகியவற்றையும் சேர்த்து கடிகாரங்கள் கூடுதல் நேர்த்தியுடன் கட்டமைக்கப்பட்டன.^[15] என்றாலும்கூட இன்னமும் சில சிக்கல்கள் இருந்தன. வெப்பநிலைத் தாக்கம் போன்ற அந்தச் சிக்கல்கள் தீர்க்கப்படவே இல்லை. கடுங்குளிராக இருக்கும்போது நீர் மெதுவாகவே பாய்கிறது அல்லது உறையவும் செய்கிறது.^[30]

நீர்க் கடிகார தொழில்நுட்பத்தை மேம்படுத்துவதற்கு கிரேக்கர்களும், ரோமானியர்களும் நிறைய முயற்சி செய்த போதிலும், அவர்கள் தொடர்ந்தும் நிழல் கடிகாரங்களைப் பயன்படுத்தினர். எடுத்துக்காட்டாக, கணித சாஸ்திரியும் வானியல் வல்லுநருமான பித்தினியாவைச் சேர்ந்த தியோடோசியசு (Theodosius of Bithynia) உலகின் எந்தப்பகுதியிலும் துல்லியமாக இருந்த, ஒரு முழுமையான சூரியக் கடிகாரத்தைக் கண்டுபிடித்துள்ளார் எனக் கூறப்படுகிறது. என்றாலும் இதைப்பற்றிச் சிறிதளவே அறியப்படுகிறது.^[31] பிறர் அக்காலகட்டத்தின் கணிதம் மற்றும் இலக்கியத்தில் சூரியக் கடிகாரம் குறித்து எழுதினார்கள். De Architectura என்ற நூலின் ரோமானிய ஆசிரியரான மார்க்கசு விட்ருவியசு பொல்லியோ (Marcus Vitruvius Pollio) கதிரவனின் உயரத்தை அளக்க உதவும் கோல் கொண்ட வானியல் கருவிகளின் கணிதவியல் அல்லது சூரியக் கடிகார அலகுகள் (blades) குறித்து எழுதினார்.^[32] அகஸ்டஸ் பேரரசர் ஆட்சிக்காலத்தின்போது, ரோமானியர்கள் முன்னெப்போதும் கட்டப்படாத அளவுக்கு மிகப்பெரிய சோலாரியம் அக்ஸ்டி (Solarium Augusti) என்ற சூரியக் கடிகாரத்தைக் கட்டமைத்தார்கள். இதன் கதிரவனின் உயரத்தை அளக்க உதவும் கோல் கொண்ட வானியல் கருவி ஹீலியோபோலிசுவிலுள்ள (Heliopolis) ஒரு சதுரத் தூபி ஆகும்.^[33] இதேபோலவே, கேம்பசு மார்டியசுவிலுள்ள சதுரத் தூபியானது அகஸ்டசுவின் இராசி மண்டலம் சார்ந்த சூரியக் கடிகாரத்துக்கான கதிரவனின் உயரத்தை அளக்க உதவும் கோல் கொண்ட வானியல் கருவியாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது.^[34] ரோமுக்கு முதலாவது சூரியக் கடிகாரமானது கண்டானியா (Catania), சிசிலியிலிருந்து (Sicily) கொள்ளையடிக்கப்பட்டு கி.மு 264 ஆம் ஆண்டில் வந்தது என்று பிளினி தி எல்டர் (Pliny the Elder) கூறுகிறார். இவரின் கூற்றின்படி, ஒரு நூற்றாண்டுக்குப் பின்னர் ரோமின் அகலக்கோட்டுக்கு ஏற்றாற்போல அடையாளங்களையும், கோணத்தையும் மாற்றும்வரை அது தவறான நேரத்தையே தந்தது.^[35]

அநேகமாக மெசபோடேமியாவிலிருந்து சீனாவுக்கு வந்ததாகக் கருதப்படும் வழிந்தோடும் கிளெப்சிட்ராவின் அறிமுகம் ஆனது, ஷாங் டைனாஸ்டி காலத்தின்போது கி.மு இரண்டாயிரம் ஆண்டுகளுக்கு முன்பிருந்தும், மற்றும் கி.மு முதல் ஆயிரம் ஆண்டுகளுக்குப் பிற்படாமலும் நிகழ்ந்தது என்று ஜோசப் நீதம் (Joseph Needham) ஊகஞ்செய்தார். கி.மு 202 ஆம் ஆண்டில் ஹான் டைனாஸ்டியின் (Han Dynasty) ஆரம்பத்தின் முன்னதாக, வழிந்தோடும் கிளெப்சிட்ராவை உட்பாய்வு கிளெப்சிட்ரா படிப்படியாக இடமாற்றியது. இது மிதவை ஒன்றில் ஒரு குறிகாட்டிக் கோலை உடையதாக இருந்தது. பாத்திரம் நிரம்புகையில் காலங்காட்டுவதைத் தாமதமாக்கிய, நீர்த் தேக்கத்தில் குறைந்துசெல்லும் அழுத்தத் தலையை ஈடு செய்வதற்காக நீர்த் தேக்கத்துக்கும் உட்பாய்வுப் பாத்திரத்துக்கும் இடையில் ஒரு மேலதிக தாங்கியை ஷாங் ஹெங் சேர்த்துக்கொண்டார். சுமார் கி.பி 550 ஆண்டளவில், இந்தத் தொடருக்குச் சேர்க்கப்பட்ட பொங்கிவழியும் அல்லது மாறா-மட்ட தாங்கியைப் பற்றி சீனாவில் முதன் முதலில் எழுதியவர் யின் குயி (Yin Gui) ஆவார். இத்தொடரானது பின்னர் கண்டுபிடிப்பாளரான ஷென் குவோவால் விளக்கமாக விவரிக்கப்பட்டது. சுமார் 610 ஆம் ஆண்டளவில், இந்த வடிவமைப்பானது ஜெங் ஸுன் (Geng Xun) மற்றும் யுவென் கை (Yuwen Kai) ஆகிய சுயி டைனாஸ்டி (Sui Dynasty) கண்டுபிடிப்பாளர்கள் இருவரால் தோற்கடிக்கப்பட்டது. இவர்களே துலாக்கோல் சமநிலைக்கான நியம நிலைகளுடனான சமநிலை கிளெப்சிட்ராவை முதலில் உருவாக்கியவர்கள் ஆவர்.^[36] ஜோசப் நீதம் இவ்வாறு கூறுகிறார்:

... [the balance clepsydra] permitted the seasonal adjustment of the pressure head in the compensating tank by having standard positions for the counterweight graduated on the beam, and hence it could control the rate of flow for different lengths of day and night. With this arrangement no overflow tank was required, and the two attendants were warned when the clepsydra needed refilling.^[36]

கி.மு 270 இற்கும் கி.பி 500 இற்கும் இடைப்பட்ட காலத்தில், கிரேக்கரின் வரலாறு, பண்பாடு, கலை சார்ந்த (Hellenistic) (Ctesibius, அலெக்சாண்டிரியாவின் ஹீரோ, ஆர்க்கிமிடீசு) மற்றும் ரோமன் கடிகார உற்பத்தியாளர்கள் மற்றும் வானியலாளர்கள் மேலும் விரிவான இயந்திரமயமாக்கப்பட்ட நீர்க் கடிகாரங்களை உருவாக்கிக் கொண்டிருந்தார்கள். சேர்க்கப்பட்ட இந்த சிக்கல்தன்மை பாய்வை சீராக்குவதற்கும், பாய்வு நேரத்தின் ஆர்வமான காட்சிகளைக் கொடுப்பதற்குமெனக் குறிவைக்கப்பட்டது/ எடுத்துக்காட்டாக, சில நீர்க் கடிகாரங்கள் மணிகள் மற்றும் கண்டாமணிகளை அடிக்கின்ற அதேவேளையில், ஏனையவை நபர்களின் சிறிய சிலைகளைக் காண்பிப்பதற்காக கதவுகளையும் ஜன்னல்களையும் திறந்தன அல்லது கடிகார முள்களையும் முகப்புகளையும் அசைத்தன. சில பிரபஞ்சத்தின் வானவியல் சார்ந்த மாதிரிகளையும்கூடக் காண்பித்தன.

மிகவும் விரிவான நீர்க் கடிகாரங்களில் சிலவற்றை முஸ்லின் பொறியியலாளர்கள் வடிவமைத்தார்கள். குறிப்பாக, 1206 ஆம் ஆண்டில் அல்-ஜசாரி வடிவமைத்த நீர்க் கடிகாரங்கள் இவற்றுக்கு முன்வந்த "எதற்கும் அப்பால்" சிறப்பாக இயங்குவதற்காக நம்பிக்கை வைக்கப்பட்டன. அவரது நீர்க் கடிகாரங்களில் ஒன்றான யானைக் கடிகாரத்தை தனது ஆய்வுக் கட்டுரையில் அவர் விளக்குகிறார். இக்கடிகாரம் காலஞ்சார்ந்த மணிநேரச் செல்கையைப் பதிவு செய்தது. ஆண்டு முழுவதும், சரிசமமான நீளத்தைக் கொண்டிருக்காத நாட்களுக்குப் பொருந்தக்கூடிய விதமாக நீர்ப் பாய்வு வீதத்தை தினமும் மாற்றவேண்டி இருந்தது என்பதை இது உணர்த்தியது. இதை வெற்றிகரமாகச் செய்வதற்கு கடிகாரத்தில் இரண்டு தாங்கிகள் இருந்தன: மேற் தாங்கியானது நேரம் காட்டும் பொறிமுறைகளுடன் பொருத்தப்பட்டிருந்தது. கீழ்த் தாங்கி ஓட்ட கட்டுப்பாட்டு சீராக்கியுடன் பொருத்தப்பட்டிருந்தது. வைகறைப் பொழுதில் குழாய் திறந்துவிடப்பட்டு, ஒரு மிதவை சீராக்கி வழியாக மேல் தாங்கியிலிருந்து கீழ்த் தாங்கிக்கு நீர் பாய விடப்பட்டது. மிதவை சீராக்கியானது நீர் சென்றடைகின்ற தாங்கியில் ஒரு மாறா அழுத்தத்தைப் பேணியது.^[37]

மெழுகுவர்த்திக் கடிகாரங்கள் குறிப்பாக எங்கே, எப்போது முதலில் பயன்படுத்தப்பட்டன என்பது தெரியவில்லை. இருந்தபோதிலும், 520 ஆம் ஆண்டில் யூ ஜியான்ஃபு (You Jianfu) எழுதிய ஒரு சீனக் கவிதையில் இவற்றின் மிகமுந்தைய குறிப்புக் கிடைக்கிறது. அந்தக் கவிதையின்படி, கிரமமாய் வகுத்து அளவுக்குறிகள் இடப்பட்ட மெழுகுவர்த்தியானது இரவில் நேரத்தைத் தீர்மானிப்பதற்கான ஒரு வழிவகையாக இருந்தது. இதேபோன்ற மெழுகுவர்த்திகள் பத்தாம் நூற்றாண்டு வரையில் ஜப்பானில் பயன்படுத்தப்பட்டன.^[38]

மிகப் பொதுவாகக் குறிப்பிடப்பட்ட மற்றும் எழுதப்பட்ட மெழுகுவர்த்தி கடிகாரம் மன்னர் மகா அல்பிரட்டுக்கு உரிமையானவை. இது 72 இருபத்திநான்கு குன்றிமணி எடைகள் மெழுகைக் கொண்டு தயாரிக்கப்பட்ட ஒவ்வொன்றும் 12 அங்குலங்கள் (30 cm) உயரமும், ஒரேசீரான தடிமனாகவும், ஒவ்வொரு அங்குலமும் (2.5 செ.மீ) குறிக்கப்பட்டு இருந்த ஆறு மெழுகுவர்த்திகளைக் கொண்டிருந்தது. இந்த மெழுகுவர்த்திகள் நான்கு மணிநேரங்களுக்கு எரிவதால் ஒவ்வொரு அடையாளமும் 20 நிமிடங்களைக் குறித்தது. மெழுகுவர்த்திகளை ஏற்றியதும், சுடர் அணைவதைத் தடுப்பதற்காக அவை மரத்தால் சட்டகம் அடிக்கப்பட்ட கண்ணாடிப் பெட்டிகளினுள் வைக்கப்பட்டன.^[39]

அவற்றின் காலத்தில் மிகவும் சிக்கலான மெழுகுவர்த்தி கடிகாரங்களாக 1206 ஆம் ஆண்டில் அல்-ஜசாரியின் கடிகாரங்கள் இருந்தன. அவரின் மெழுகுவர்த்தி கடிகாரங்களில் ஒன்று நேரத்தைக் காட்டுவதற்காக மணிப்பொறி முகப்பைக் கொண்டிருந்தது. மேலும் முதன்முறையாக, இப்போதும் நவீன காலங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்ற ஒரு கூர்ந்து நோக்கும் பொறிமுறையான ஈட்டி இணைத்தலைப் பயன்படுத்தியது.^[40] டொனால்ட் ரூட்லெட்ஜ் ஹில் (Donald Routledge Hill) அல்-ஜசாரியின் மெழுகுவர்த்தி கடிகாரங்களைப் பின்வருமாறு விவரித்தார்:

The candle, whose rate of burning was known, bore against the underside of the cap, and its wick passed through the hole. Wax collected in the indentation and could be removed periodically so that it did not interfere with steady burning. The bottom of the candle rested in a shallow dish that had a ring on its side connected through pulleys to a counterweight. As the candle burned away, the weight pushed it upward at a constant speed. The automata were operated from the dish at the bottom of the candle. No other candle clocks of this sophistication are known.^[41]

இந்த ஆய்வுப்பொருளிலுள்ள ஒரு மாறுபாடு எண்ணெய் விளக்கு கடிகாரங்கள் ஆகும். இந்த ஆரம்பகால காலங்காட்டும் கருவிகள் கட்டமைக்கப்பட்ட விளக்குக்கு எரிபொருளை வழங்குகின்ற எண்ணெயை — பொதுவாக திமிங்கில எண்ணெய், இது சுத்தமாகவும் சமமாகவும் எரிந்தது —வைத்திருப்பதற்காக கிரமமாய் அளவுக்கூறுகள் குறிக்கப்பட்ட ஒரு களஞ்சியத்தைக் கொண்டிருந்தன. களஞ்சியத்திலுள்ள மட்டம் குறைந்தபோது, இது கடக்கும் நேரத்தின் தோராயமான அளவைக் கொடுத்தது.

நீர், இயந்திரமுறை மற்றும் மெழுகுவர்த்தி கடிகாரங்களுடன் மேலும், தூபக் கடிகாரங்கள் தூரக் கிழக்கு நாடுகளில் பயன்படுத்தப்பட்டு, பல்வேறு வடிவங்களில் உருவாக்கப்பட்டன.^[42] தூபக் கடிகாரங்கள் முதன்முதலில் கிட்டத்தட்ட ஆறாம் நூற்றாண்டளவில் சீனாவில் பயன்படுத்தப்பட்டன. ஜப்பானில் இப்போதும்கூட ஒரு கடிகாரம், இதன் இயல்புகள் சீனாவுக்குரியவை இல்லாவிட்டாலும்கூட Shōsōin இல் உள்ளது.^[43] ஆனால் அது தேவனாகரிக்கு உரியது.^[44] தேவனாகரியின் இயல்புகளை அவை அடிக்கடி பயன்படுத்துவது, பௌத்த சடங்குகளில் அவற்றின் பயன்பாட்டைக் குறிப்பாய்த் தெரிவிக்கின்றமை காரணமாக, தூபக் கடிகாரங்கள் இந்தியாவில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன என்று எட்வார்ட் எச். ஷாஃபர் (Edward H. Schafer) ஊகித்தார்.^[44] மெழுகுவர்த்தி கடிகாரத்தை ஒத்ததாக இருந்தபோதிலும், தூபக் கடிகாரங்கள் சரிசமமாக, சுடர் இல்லாமல் எரிந்தன. ஆகையால், உள்ளரங்குப் பயன்பாட்டுக்கு அவை கூடுதல் துல்லியமாகவும், பாதுகாப்பானவையாகவும் இருந்தன.^[45]

பல்வேறு வகைப்பட்ட தூபக் கடிகாரங்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. மிகவும் பொதுவான வடிவங்களில் தூபக் குச்சி மற்றும் தூப முத்திரை ஆகியன அடங்குகின்றன (incense seal).^[46][47] ஒரு தூபக் குச்சிக் கடிகாரம் என்பது அளவுதிருத்தங்களுடனான ஒரு தூபக் குச்சியாகும்.^[47] பெரும்பாலானவை விரிவானவையாக இருந்தன. சிலவேளைகளில் சம இடைவெளிகளில் எடைகள் பொருத்தப்பட்ட நூல்களைக் கொண்டிருந்தன. இந்த எடைகள், குறிப்பிட்ட அளவு நேரம் கடந்துவிட்டதைக் குறித்துக்காட்டும் விதமாக கீழேயுள்ள ஒரு தட்டின்மீது அல்லது மணியின்மீது இறக்கப்படலாம். சில தூபக் கடிகாரங்கள் நேர்த்தியான தட்டுக்களில் வைக்கப்பட்டன. அலங்கார தட்டுடன் சேர்த்து எடைகள் பயன்படுத்தப்படுவதை அனுமதிப்பதற்காக திறந்த அடிப்பாகமுடைய தட்டுக்களும் பயன்படுத்தப்பட்டன.^[48][49] வேறுபட்ட நறுமணங்களுடன் கூடிய தூபக் குச்சிகளும் பயன்படுத்தப்பட்டன. ஆகவே நறுமணத்தில் ஏற்படும் மாற்றத்தால் மணிநேரங்கள் குறிக்கப்பட்டன.^[50] தூபக் குச்சிகள் நேராக அல்லது சுருளாயமைந்து இருக்கலாம். சுருளாயமைந்துள்ளவை நீளமானவையாக இருந்தன. ஆகவே அவை நீண்ட நேரப் பயன்பாட்டுக்குக் கருதப்பட்டன. மேலும், பெரும்பாலும் அவை வீடுகள் மற்றும் கோயில்களின் கூரைகளிலிருந்து தொங்கவிடப்பட்டன.^[51]

ஜப்பானில், ஒரு ஜப்பானிய நடனமாது (geisha) பிரசன்னமாகியிருந்த வேளையில் செலவழிக்கப்பட்ட senkodokei (தூப குச்சிகள்) எண்ணிக்கைக்காக அவளுக்காக பணம் அளிக்கப்பட்டது. இந்த நடைமுறை 1924 ஆம் ஆண்டுவரையில் தொடரப்பட்டது.^[52] தூப முத்திரைக் கடிகாரங்கள் குச்சிக் கடிகாரங்களைப் போலவே இதேமாதிரியான சந்தர்ப்பங்கள் மற்றும் நிகழ்வுகளுக்காகப் பயன்படுத்தப்பட்டன. சமயம் சார்பான நோக்கங்களே பிரதான முக்கியத்துவமானவையாக இருந்தபோதிலும்,^[46] இக்கடிகாரங்கள் சமூகக் கூட்டங்களிலும் பிரபலமாக இருந்தன. மேலும், சீன கல்வியாளர்களாலும் அறிஞர்களாலும் பயன்படுத்தப்பட்டன.^[53] முத்திரையானது ஒன்று அல்லது பல பள்ளங்கள் செதுக்கப்பட்ட^[46] மரத்தாலான அல்லது கல்லாலான மெல்லிய வட்டத்தகடு ஆகும். இந்தப் பள்ளங்களில் தூபம் வைக்கப்படும்.^[54] இந்தக் கடிகாரங்கள் சீனாவில் சாதாரணமாக இருந்தன.^[53] ஆனால் அவை ஜப்பானில் குறைந்த எண்ணிக்கையில் தயாரிக்கப்பட்டன.^[55] குறிப்பிட்ட அளவு நேரம் கடந்ததைக் குறிப்பிட்டுக் காட்டுவதற்கு, தூபப் பொடி அடிச்சுவடுகள் மீது நறுமணமுள்ள மரக்கட்டைகளின் சிறிய துண்டுகள், பிசின்கள் அல்லது வேறுபட்ட நறுமணமூட்டிய தூபங்களை இடலாம். வேறுபட்ட பொடித் தூபக் கடிகாரங்கள் எவ்வாறு திட்டமிடப்பட்டன என்பதைப் பொறுத்து அவை வேறுபட்ட தூப சமன்பாடுகளைப் பயன்படுத்தின.^[56] முத்திரையின் அளவுடன் நேரடித் தொடர்புகொண்ட, தூபத்தின் அடிச்சுவட்டின் நீளமே எவ்வளவு நேரத்துக்கு கடிகாரமானது நிலைத்திருக்கும் என்பதைத் தீர்மானிக்கின்ற முக்கிய காரணியாகும். 12 ,மணிநேரங்களுக்கும் ஒரு மாதத்துக்கும் இடையில் வேறுபடுகின்ற நீண்ட காலத்துக்கு அனைத்தும் எரிந்தன.^[57][58][59]

ஆரம்பகால தூப முத்திரைகள் மரம் அல்லது கல்லால் செய்யப்பட்ட அதேவேளை, உலோகத்தால் செய்யப்பட்ட மெல்லிய வட்டத்தகடுகளை சீனர்கள் படிப்படியாக அறிமுகம் செய்தார்கள். இது பெரும்பாலும் சாங் டைனஸ்டி காலத்தின்போது தொடக்கத்தில் நிகழ்ந்தது. இது பெரிய மற்றும் சிறிய முத்திரைகள் இரண்டையும் மிக எளிதாக உருவாக்க தொழிலாளர்களை அனுமதித்தது. அதோடு கலையார்வத்துடன் அவற்றை வடிவமைக்கவும், அலங்கரிக்கவும் கூட அனுமதித்தது. ஒரு ஆண்டிலுள்ள மாறுபட்ட நீளமான நாட்களுக்கென அனுமதிப்பதற்காக பள்ளங்களின் பாதைகளை மாற்றுவதற்கான ஆற்றல் இதன் இன்னொரு நன்மையாகும். சிறிய முத்திரைகள் உடனடியாகக் கிடைக்கக்கூடியவையாக வந்தமையால், சீனர்களிடையே இக்கடிகாரங்கள் பிரசித்திபெற்று வளர்ந்தன. மேலும் இவை பெரும்பாலும் பரிசுப்பொருட்களாகக் கொடுக்கப்பட்டன.^[60] தூப முத்திரைக் கடிகாரங்கள் பெரும்பாலும் நவீன-நாட் கடிகார சேகரிப்பாளர்களால் குறிவைக்கப்பட்டன. இருந்தபோதிலும், ஏற்கனவே வாங்கப்பட்டிராத அல்லது பொருட்காட்சியகங்கள் அல்லது கோயில்களில் காட்சிக்கு வைக்கப்படாத சில தற்போதும் உள்ளன.^[55]

திரவ இயக்க ஒழுங்குபடுத்தும் இயந்திர அமைப்பின் மிகமுந்தைய உதாரணம் கிரேக்க பொறியியலாளரான ஃபைலோ ஆஃப் பிசாந்தியம் (Philo of Byzantium) (fl. கி.மு 3வது நூற்றாண்டு) என்பவரால் அவரது தொழில்நுட்ப ஆய்வுக்கட்டுரையான Pneumatics (அத்தியாயம் 31) என்பதில் விவரிக்கப்பட்டது. இதில் வாஷ்ஸ்டாண்ட் (washstand) தானே இயங்கும் இயந்திரத்தின் நீர் தப்பியோடு பொறிமுறையை (நீர்க்) கடிகாரங்களில் பயன்படுத்தப்பட்டு உள்ளவற்றுடன் ஒப்பிடுகிறார்.^[61] ஒழுங்குபடுத்தும் இயந்திர அமைப்புகளைப் பயன்படுத்தும் இன்னொரு ஆரம்பகாலக் கடிகாரமானது கி.பி ஏழாம் நூற்றாண்டின்போது, தந்திரிய துறவியும், கணிதவியலாளருமான யி ஜிங் (Yi Xing) மற்றும் அரசாங்க அதிகாரியான லியாங் லிங்ஜான் (Liang Lingzan) ஆகியோரால் சங்கானில் (Chang'an) கட்டமைக்கப்பட்டது.^[62][63] ஒரு கடிகாரமாகச் செயற்பட்ட வானியல் கருவியொன்றைப் பற்றி அக்காலத்திய உரையில் பின்வருமாறு விவாதிக்கப்பட்டது:^[64]

[இது] வட்டமான சொர்க்கத்தின் படம் போலச் செய்யப்பட்டது. இதன்மீது நிலவுக்குரிய மாளிகைகள் அவற்றுக்குரிய ஒழுங்கிலும், பூமத்திய ரேகை மற்றும் வானுலகத்துக்குரிய வட்டச் சுற்றளவின் பாகைக் கூறுகள் ஆகியவையும் காண்பிக்கப்பட்டன. கரண்டிகளுக்குள் பாயும் நீர் ஒரு சக்கரத்தைத் தானாகவே திருப்பி, ஒரு பகலிலும் இரவிலும் இதை ஒரு முழுமையான சுழற்சிக்குச் சுழற்றியது. இதுதவிர, வெளியே வானுக்குரிய கோளத்தைச் சுற்றிப் பொருத்தப்பட்ட இரண்டு வளையங்கள் இருந்தன. அவற்றில் சூரியனும் சந்திரனும் கோத்துக் கட்டப்பட்டு, அவை வட்டமாகச் சுற்றுகின்ற பாதையில் அசையுமாறு செய்யப்பட்டன ... மேலும், அவை ஒரு மரத்தாலான பெட்டியைச் செய்தன. இதில் கருவியானது அரைவாசி அமிழ்த்தப்பட்டு இருந்ததால், இதன் மேற்பரப்பானது அடிவானத்தை உருவப்படுத்தியது. இது வைகறைகள் மற்றும் அந்திப்பொழுதுகள், பௌர்ணமி மற்றும் அமாவாசை நிலவுகள், மெதுவாகச் சுற்றுதல் மற்றும் அவசரமாகச் சுற்றுதல் ஆகியவற்றிற்கான சரியான நேரத் தீர்மானங்களை அனுமதித்தது. மேலும், அடிவான மேற்பரப்பில் நிற்கின்ற மரத்தாலான இரண்டு பாரந்தூக்கிப் பொறிகள் இருந்தன. இதில் ஒன்றில் ஒரு மணியும் அடுத்ததின் முன்னால் ஒரு முரசும் இருந்தன. மணிநேரங்களைக் குறிப்பிடுவதற்காக மணியானது தானாகவே மோதிக்கொண்டது. மேலும், கால்மணிநேரங்களைக் குறிப்பிடுவதற்காக முரசு தானாகவே அடித்துக்கொண்டது. இந்த அனைத்து அசைவுகளும் பெட்டியினுள் உள்ள இயந்திரப் பகுதியால் செயற்படுத்தப்பட்டன. ஒவ்வொன்றும் சக்கரங்கள் மற்றும் தண்டுகள், கொக்கிகள், ஊசிகள் மற்றும் பின்னிப்பூட்டல் கோல்கள், நிற்பாட்டும் கருவிகள் மற்றும் பரஸ்பரமான முறையில் கட்டுப்படுத்தும் பூட்டுக்கள் ஆகியவற்றில் தங்கியுள்ளன.^[64]

யி ஜிங்கின் கடிகாரம் ஒரு நீர்க் கடிகாரம் என்பதால் இது வெப்பநிலை மாற்றங்களால் பாதிக்கப்பட்டது. 976 ஆம் ஆண்டில் நீருக்குப் பதிலாக பாதரசத்தைப் பயன்படுத்தியதன் மூலம் இச்சிக்கலை ஷாங் சிக்சுன் தீர்த்தார். பாதரசமானது -39 °C (−38 °F) வெப்பநிலையிலும் திரவமாகவே இருக்கும். சாங் இந்த மாற்றங்களை, கடிகாரத் திருப்பத்தையும், ஒவ்வொரு கால்மணிநேரத்துக்கும் சமிக்ஜை தருவதற்கான மணிகளையும் வைப்பதற்குரிய ஒழுங்குபடுத்தும் அமைப்புடன், கிட்டத்தட்ட 10 மீட்டர்கள் (33 அடி) உயரமான தனது கடிகாரக் கோபுரத்தில் நிறைவேற்றினார். இன்னொரு குறிப்பிடத்தக்க கடிகாரமான, நுட்பமாகச் செய்யப்பட்ட காஸ்மிக் எஞ்சினை (Cosmic Engine) 1088 ஆம் அண்டில் சு சாங் (Su Song) வடிவமைத்தார். இது கிட்டத்தட்ட ஷாங்கின் கோபுரத்தின் அளவைக் கொண்டிருந்தது. ஆனால் தானியங்கியாகச் சுழலுகின்ற கைவளைக்குரிய கோளம் ஒன்றை (armillary sphere)—இது வானத்துக்குரிய கோளம் எனவும் அழைக்கப்பட்டது- கொண்டிருந்தது. இதிலிருந்து நட்சத்திரங்களின் இருப்பிடங்களை அவதானிக்கக் கூடியதாக இருந்தது. இது கண்டாமணிகள் அல்லது மணிகளை அடிக்கின்ற மாதிரிகள் (mannequins), நாளின் நேரத்தைக் காண்பிக்கின்ற பட்டயத் தகடுகள் அல்லது பிற சிறப்பு நேரங்கள் ஆகியவற்றுடனான ஐந்து பலகங்களையும் காட்டியது.^[15] மேலும், இது கால அளவியலில் முதலாவதாக அறியப்பட்ட முடிவற்ற சக்தி-கடத்துகின்ற சங்கிலி இயக்ககத்தையும் கொண்டதாக இருந்தது.^[3] தொடக்கத்தில் கைஃபெங் (Kaifeng) தலைநகரத்தில் கட்டமைக்கப்பட்டது. இது ஜின் இராணுவத்தால் பாகங்களாகப் பிரிக்கப்பட்டு, யான்ஜிங் (தற்போதைய பீஜிங்) தலைநகரத்துக்கு அனுப்பப்பட்டது. அங்கு அதை மீண்டும் ஒன்றாக இயக்க முடியாமல் போனது. இதன் ஒரு விளைவாக, அதன் சரியான பிரதியொன்றைக் கட்டமைக்கும்படி சு சாங்கின் மகனான சு ஸீ (Su Xie) பணிக்கப்பட்டார்.^[65]

சாங் சிக்சுன்(Zhang Sixun) மற்றும் சு சாங் ஆகியோரால் முறையே 10ஆம் மற்றும் 11ஆம் நூற்றாண்டுகளில் கட்டமைக்கப்பட்ட கடிகாரக் கோபுரங்களும் மணிநேரங்களுக்கு சத்தமிடுவதற்கு கடிகார பாரந்தூக்கிப் பொறிகளைப் பயன்படுத்தும் தனிச்சிறப்பு வாய்ந்த கடிகார பொறிமுறையை இணைக்கப்பெற்றிருந்தது.^[66] சிரியாவில் டமாஸ்கசுவிலுள்ள உமாய்யட் பள்ளிவாசலில் (Umayyad Mosque) இருந்த ஜெய்ரன் நீர்க் கடிகாரம் சீனாவுக்கு வெளியேயிருந்த ஒரு தனிச்சிறப்பு வாய்ந்த கடிகாரம் ஆகும். இது ஒவ்வொரு மணிநேரத்துக்கும் ஒலியெழுப்பியது. இதை 12 ஆம் நூற்றாண்டில் முஹம்மட் அல்-சாட்டி (Muhammad al-Sa'ati) கட்டமைத்தார். பின்னர் இவரின் மகனான ரிட்வான் இபின் அல்-சாட்டி (Ridwan ibn al-Sa'ati) இக்கடிகாரத்தைப் பழுதுபார்த்தபோது தனது ஆன் த கன்ஸ்ட்ரக்சன் ஆஃப் குளாக்ஸ் அண்ட் தேர் யூஸ் (On the Construction of Clocks and their Use) (1203) என்ற நூலில் அதைப்பற்றி விவரித்தார்.^[67] 1235 ஆம் ஆண்டில், "பட்டப்பகல் மற்றும் இரவு ஆகிய இரு வேளைகளிலும் நியமிக்கப்பட்டுள்ள பிரார்த்தனை மணிநேரங்கள் மற்றும் நேரம் ஆகியவற்றை அறிவித்த" நீரால் இயங்கும் ஆரம்பகால வியத்தகு அலார கடிகாரம் பாக்தாத்தில் முஸ்டான்சிரியா மாட்ராசாவின் (Mustansiriya Madrasah) உள்நுழைவுக் கூடத்தில் கட்டி முடிக்கப்பட்டது.^[68]

பற்சக்கரங்களை இயக்கும் முதலாவது கடிகாரம் இஸ்லாமிக் இபேரியாவில் (Islamic Iberia) அரபிய பொறியியலாளர் இபின் கலாஃப் அல்-முராடி (Ibn Khalaf al-Muradi) என்பவரால் 11 ஆம் நூற்றாண்டில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. இது உயர் திருகுவிசையைக் கடத்தும் திறனுள்ள, கூறுபடுத்திய மற்றும் புறஞ்சுழல் பல்சக்கர அமைப்பு,^[4][69] இரண்டையும் உள்ளடக்குகின்ற ஒரு சிக்கலான பற்சக்கரத் தொடர் பொறிமுறை கையாளப்பட்ட நீர்க் கடிகாரம் ஆகும்.^[70] இக்கடிகாரமானது மத்திய 14 ஆம் நூற்றாண்டு காலத்திய இயந்திரநுட்பம் சார்ந்த கடிகாரங்கள் வருமவரையில், அதிநவீன சிக்கலான பற்சக்கர அமைப்பின் பயன்பாட்டில் வேறு எதனுடனும் ஒப்பிட முடியாததாக இருந்தது.^[69][70] அல்-முராடியின் கடிகாரமும் அதன் இயந்திரத்துக்குரிய தானியங்கி இயந்திரங்களை இயக்கக்கூடிய நீராற்றல் பிணைப்புகளில்^[71][72] பாதரசத்தைப் பயன்படுத்தின.^[72] அல்-முராடியின் பணியானது Alfonso X of Castile இன்கீழ் பணியாற்றிய கல்வியாளர்களுக்குத் தெரியவந்தது.^[73] ஆகவே இப்பொறிமுறையானது ஐரோப்பிய இயந்திரத்துக்குரிய கடிகாரங்களின் மேம்பாட்டில் முக்கிய பங்கை ஆற்றியிருக்கக்கூடும்.^[69] ஏனைய முக்கியமான நீர்க் கடிகாரங்களை மத்திய காலத்துக்குரிய முஸ்லிம் பொறியியலாளர்கள் கட்டமைத்தார்கள். இவற்றில் சிக்கலான பற்சக்கரத் தொடர்கள் மற்றும் தானியங்கி இயந்திரங்களின் வரிசைகள் ஆகியனவும் பயன்படுத்தப்பட்டன.^[74] ஆரம்பகால கிரேக்கர்கள் மற்றும் சீனர்களைப் போலவே, அச்சமயத்திலிருந்த அரபிய பொறியியலாளர்களும், தங்களது நீர்க் கடிகாரங்கள் சிலவற்றில் பயன்படுத்திய, திரவத்தால் இயங்கும் ஒழுங்குபடுத்தும் இயந்திர அமைப்பு பொறிமுறையை உருவாக்கினார்கள். பாரங்களாக கனத்த மிதப்பிகள் பயன்படுத்தப்பட்டன. ஒழுங்குபடுத்தும் இயந்திர அமைப்பு பொறிமுறையாக ஒரு மாறா-திரவ மட்ட முறை பயன்படுத்தப்பட்டது.^[4] இப்பொறிமுறையானது மெதுவான, நிலையான வீதத்தில் கனத்த மிதப்பிகளை அமிழச் செய்வதற்கு அவர்கள் பயன்படுத்திய நீராற்றல் கட்டுப்பாடுகளில் காணப்பட்டது.^[74]

அரபிய பணிகளின் மொழிபெயர்ப்புகள் மற்றும் பொழிப்புரைகளைக் கொண்டுள்ள, 1277 ஆம் ஆண்டிலிருந்தான எசுப்பானிய பணியான, Libros del saber de Astronomia என்ற நூலில் விவரிக்கப்பட்ட பாதரசக் கடிகாரத்தை இயந்திரத்துக்குரிய கடிகாரத்தில் முஸ்லிம்கள் கொண்டிருந்த அறிவிற்கான ஒரு சான்றாக சிலவேளைகளில் குறிப்பிடுகிறார்கள். இருந்தபோதிலும், இக்கருவியானது உண்மையில் சிறிய பிரிவுகளாகப் பிரிக்கப்பட்ட உருளைவடிவான நீர்க் கடிகாரமாகும்.^[75] இதை "ஐரான்" என்ற தத்துவவாதியால் விவரிக்கப்பட்ட கொள்கைகளைப் பயன்படுத்தி, இதனுடன் தொடர்பான பிரிவின் யூத ஆசிரியரான ராப்பி ஐசாக் என்பவரால் அமைக்கப்பட்டது.. dentified with Heron of Alexandria (fl. 1st century AD), on how heavy objects may be lifted.^[76]

சாங் டைனாஸ்டியில் 11 ஆம் நூற்றாண்டின்போது, சீன வானியல் வல்லுநர், கடிகார உற்பத்தியாளர் மற்றும் இயந்திரப் பொறியியலாளருமான சு சாங் தனது கைஃபெங் நகர கடிகாரக் கோபுரத்துக்காக நீரால் இயங்கும் வானியல் ஆராய்ச்சிக் கடிகாரம் ஒன்றை உருவாக்கினார். இது ஒழுங்குபடுத்தும் இயந்திர அமைப்பையும், முதன் முதலில் அறியப்பட்ட முடிவிலா சக்தி-கடத்தும் சங்கிலி இயக்ககத்தையும் கூட ஒருங்கிணைத்தது. சங்கிலி இயக்ககமானது கைவளைக்குரிய கோளத்தை இயக்கியது.

அதேகாலத்திய முஸ்லிம் வானியல் வல்லுநர்கள் தமது பள்ளிவாசல்கள் மற்றும் வான் ஆய்வுக்கூடங்கள்,^[77] ஆகியவற்றில் பயன்படுத்துவதற்காக 1206 ஆம் ஆண்டில் அல்-ஜசாரி கட்டமைத்த வானியல் ஆராய்ச்சிக் கடிகாரம்^[78][79] மற்றும் 14 ஆம் நூற்றாண்டின் ஆரம்பகாலத்தில் இபின் அல்-சாதிர் கட்டமைத்த காட்சிக்கோளக் கடிகாரம் போன்ற பல்வேறு வகையான மிகுந்த துல்லியமான வானியல் ஆராய்ச்சிக் கடிகாரங்களையும் கட்டமைத்தார்கள்.^[80]

அநேகமான அதிநவீன காலங்காட்டும் காட்சிக்கோளங்கள் 11 ஆம் நூற்றாண்டில் அபு ரேஹன் பிருனி (Abū Rayhān Bīrūnī) மற்றும் 13 ஆம் நூற்றாண்டில் முஹம்மட் இபின் அபி பக்கர் ஆகியோர் வடிவமைத்த பற்சக்கர காட்சிக்கோள பொறிமுறைகளாக இருந்தன. இந்தக் கருவிகள் காலங்காட்டும் கருவிகளாகவும், நாட்காட்டிகளாகவும்கூடச் செயலாற்றின.[4]

1206 ஆம் ஆண்டில் அல்-ஜசாரி அதிநவீன நீரால் இயங்கும் வானியல் ஆராய்ச்சிக் கடிகாரமொன்றைக் கட்டமைத்தார். இந்த கோட்டைக் கடிகாரம் ஆனது நிரல் ஏற்பு தொடர்முறைக் கணினிக்கான ஒரு ஆரம்பகால எடுத்துக்காட்டு என சிலர் கருதுகிறார்கள்.^[81] இதுவொரு சிக்கலான கருவியாகும். இது 11 அடி உயரமாகவும், காலங்காட்டுவதுடன் பலதரப்பட்ட செயல்பாடுகளையும் கொண்டிருந்தது. இதில் இராசி மண்டலத்தின் மற்றும் சூரியனுக்கும் சந்திரனுக்கும் உரிய சுற்றுப்பாதைகளின் காட்சியும், பிறைச் சந்திரன் வடிவத்தினாலான ஒரு கடிகார முள்ளும் உள்ளடங்கியிருந்தன. இந்தக் கடிகார முள்ளானது செல்வழியின் உச்சத்தின் குறுக்காகச் சென்றது. இது மறைக்கப்பட்டிருந்த ஒரு வண்டியினால் நகர்த்தப்பட்டது. இதனால் தானியங்கி கதவுகள் திறக்க வைக்கப்பட்டன. ஒவ்வொரு கதவும் ஒவ்வொரு மணிநேரமும் ஒரு மாதிரியை வெளிப்படுத்தின.^[41][82] ஆண்டுமுழுவதுமாக மாறுகின்ற பகற்பொழுதினதும், இரவினதும் நீளங்களுக்குத் தக்கமாதிரி பகற்பொழுது மற்றும் இரவினது நீளத்தை மீளவும் நிரற்படுத்துவதும் இதில் சாத்தியமாக இருந்தது. இக்கடிகாரமானது நீர்ச் சக்கரத்துடன் பொருத்தப்பட்டு, மறைத்துவைக்கப்பட்ட நெம்புருள் தண்டால் இயக்கப்பட்ட நெம்புகோல்களால் நகர்த்தப்படும்போது தானியங்கியாகவே இசையை எழுப்பிய பருந்து மற்றும் இசைக்கலைஞர் உள்ளடங்கலான பெருமெண்ணிக்கையான தானியங்கி இயந்திரங்களையும் உருப்படுத்திக்காட்டியது.^[81]

முஸ்லிம் வானியலாளர்கள் சூரியக் கடிகாரங்களை மேலும் விருத்திசெய்தார்கள். புராதன காலத்து கடிகார முகப்புகள் நேரான மணிநேரக்-கோடுகளுடன் சிக்கலான செய்தி (nodus) அடிப்படையில் அமைந்திருந்ததால், அவை பருவங்களுடன் வேறுபட்ட சமமற்ற மணிநேரங்களை-தற்காலிகமான மணிநேரங்கள் என்றும் அழைக்கப்படும்—குறிப்பிட்டுக்காட்டின. ஆண்டின் நேரத்தைக் கருத்தில்கொள்ளாமல், ஒவ்வொரு நாளும் 12 சமமான பிரிவுகளாகப் பிரிக்கப்பட்டன. ஆகவே, மணிநேரங்கள் குளிர்காலத்தில் குறுகியதாகவும், கோடைகாலத்தில் நீளமாகவும் இருந்தன. ஆண்டு முழுவதும் சமமான நீளமுடைய மணிநேரங்களைப் பயன்படுத்தும் திட்டம் 1371 ஆம் ஆண்டில் அப்துல்-ஹாசன் (Abu'l-Hasan) இபில் அல் சாதிரின் (Ibn al-Shatir) கண்டுபிடிப்பாகும். இது முகமது இபின் ஜாபிர் அல்-ஹர்ரனியால் (Muhammad ibn Jābir al-Harrānī al-Battānī)(Albategni) திரிகோண சாஸ்திரத்தில் மேற்கொள்ளப்பட்ட ஆரம்பகால மேம்பாடுகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது. "பூமியின் அச்சுக்கு இணையாகவுள்ள கதிரவனின் உயரத்தை அளக்க உதவும் கோல் கொண்ட வானியல் கருவியைப் பயன்படுத்துவது சூரியக் கடிகாரங்களை உருவாக்கும், இவற்றின் மணிநேரக் கோடுகள் ஆண்டின் எந்தவொரு நாளிலும் சமமாம மணிநேரங்களைச் சுட்டிக்காட்டும்" என்பதை இபின் அல்-சாதிர் அறிந்திருந்தார். அவரது சூரியக் கடிகாரம் தற்போதும் வழக்கிலுள்ள மிகப் பழைமையான துருவ-அச்சுச் சூரியக் கடிகாரம் ஆகும். கோட்பாடானது 1446 ஆம் ஆண்டு முதல் மேற்குலக சூரியக் கடிகாரங்களில் காணப்பட்டது.^[83][84]

சூரிய மையம் மற்றும் சமமான மணிநேரங்கள் ஆகியவற்றையும், அதேபோல திரிகோண சாஸ்திரத்தில் ஏற்பட்ட மேம்பாடுகளையும் ஏற்றுக்கொண்டதை அடுத்து, மறுமலர்ச்சியின்போது சூரியக் கடிகாரங்களை பெருமெண்ணிக்கையில் செய்தபோது அவற்றின் தற்போதைய வடிவத்தில் அவை தோன்றின.^[85] 1524 ஆம் ஆண்டில், பிரெஞ்சு வானியலாளரான ஒரோன்சு ஃபைன் (Oronce Finé) என்பவர் ஒரு யானைத்தந்த சூரியக் கடிகாரத்தைக் கட்டமைத்தார். இது தற்போதும் இருக்கிறது.^[86] பின்னர் 1570 ஆம் ஆண்டில் இத்தாலிய வானியலாளரான ஜியோவன்னி படோவனி (Giovanni Padovani) சுவருக்குரிய (செங்குத்தான) மற்றும் கிடைமட்டமான சூரியக் கடிகாரங்களை உற்பத்தி செய்வதற்கும் திட்டமிடுவதற்குமான வழிமுறைகள் உள்ளடங்கலான ஒரு ஆய்வுக்கட்டுரையை வெளியிட்டார். இதேபோல, கியுசெப்பே பியான்கானியின் (Giuseppe Biancani's) Constructio instrumenti ad horologia solaria (c. 1620) என்ற நூல் சூரியக் கடிகாரங்களை எவ்வாறு அமைப்பது என்பதை விவரிக்கிறது.^[87]

போர்ச்சுக்கீசிய கப்பலோட்டியான ஃபெர்டினான்டு மகெலன் (Ferdinand Magellan) 1522 ஆம் ஆண்டிடில் உலகத்தைச் சுற்றும் தனது கடற்பயணத்தின்போது ஒவ்வொரு கப்பலிலும் 18 மணல் சொரிந்து காலங்காட்டும் கருவிகளைப் பயன்படுத்தினார்.^[88] கடலில் நேரத்தை அளப்பதற்கான நம்பிக்கைவாய்ந்த சில முறைகளில் மணல் சொரிந்து காலங்காட்டும் கருவி ஒன்றாக இருந்த காரணத்தால், திசைகாட்டுவதற்கான ஒரு உதவியாக காந்த திசையறி கருவியை இது முழுமைப்படுத்தியிருந்த, 11 ஆம் நூற்றாண்டு காலத்திலேயே கடற்படைக் கப்பல்களில் இது பயன்பட்டுள்ளது. எனினும், இவற்றின் முதலாவது பயன்பாட்டுக்கான சான்றானது 1338 ஆம் ஆண்டிலிருந்து அம்புரோகியோ லாரன்செட்டி (Ambrogio Lorenzetti) வரைந்த ஓவியமான அலிகரி ஆஃப் குட் கவர்ன்மெண்ட் (Allegory of Good Government) என்பதில் உள்ளது.^[89] 15 ஆம் நூற்றாண்டிலிருந்து, கடல், தேவாலயங்கள், தொழிற்துறைகள் மற்றும் சமையல் ஆகியவற்றில் பல்வேறுபட்ட பயன்பாடுகளில் மணல் சொரிந்து காலங்காட்டும் கருவிகள் பயன்படுத்தப்பட்டன. அவையே முதலாவது நம்பத்தகுந்த, மீண்டும் பயன்படுத்தக்கூடிய, நியாயமாய் துல்லியமான, எளிதில் கட்டமைக்கப்பட்ட கால-அளவீட்டு கருவிகள் ஆகும். மணல் சொரிந்து காலங்காட்டும் கருவியும் கூட, இறப்பு, தன்னடக்கம், வாய்ப்பு மற்றும் வழக்கமாக தாடி வைத்துள்ள ஒரு முதியவராகச் சுட்டிக்காட்டப்படும் Father Timeபோன்ற குறியீட்டுமுறை அர்த்தங்களையும் மேற்கொண்டது.^[90] சீனாவிலும் பயன்படுத்தப்பட்ட போதிலும், அங்கே மணல் சொரிந்து காலங்காட்டும் கருவியின் வரலாறு அறியப்படவில்லை.^[91]

கடிகாரங்களில் கைக்கடிகாரங்கள் முதல் லாங் நௌ திட்டத்தின் கடிகாரம் (Clock of the Long Now) வரை வேறுபடுகின்ற பரந்துபட்ட கருவிகள் வரிசை அடங்குகிறது. ஆங்கிலச் சொல்லான clock என்பது மத்திய ஆங்கிலச் சொல் clokke , பழைய வடக்கு பிரெஞ்சுச் சொல் cloque அல்லது மத்திய டச்சுச் சொல் clocke என்பதிலிருந்து தருவிக்கப்பட்டதாகக் கூறப்படுகிறது. இவை அனைத்தும் மணி என்ற பொருளுடையவை. மேலும் மணி என்ற பொருளையே குறிக்கின்ற மத்திய காலத்துக்குரிய இலத்தீன் சொல்லான clocca என்பதிலிருந்து தருவிக்கப்பட்டது.^[92][93][94] உண்மையில், நேரம் கடந்து செல்வதைக் குறிப்பிடுவதற்கு மணிகள் பயன்படுத்தப்பட்டன. அவை கடலிலும், ஆச்சிரமங்களிலும் மணிநேரங்கள் கடப்பதைக் குறிப்பிட்டன.

கடிகாரங்கள் வரலாறு முழுவதுமாக ஈர்ப்பு சக்தி, சுருள் வில்கள் மற்றும் மின்சாரம் உள்ளடங்கலாக பல்வேறு சக்தி மூலங்களைக் கொண்டுள்ளன.^[95][96] இயந்திரமுறைக் கடிகார இயக்கத்தின் கண்டுபிடிப்பே பொதுவாக சீன அதிகாரியான லியாங் லிங்சான் மற்றும் துறவியான யி ஜிங் ஆகியோருக்கு உரியதாகப் போற்றப்படுகிறது.^[62][63][97] எனினும், இயந்திரமுறைக் கடிகாரங்கள் 14 ஆம் நூற்றாண்டு வரையில் மேற்குலக நாடுகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படவில்லை. பிரார்த்தனைகளின் ஒழுங்கமைக்கப்பட்ட நிகழ்ச்சிநிரலை நிர்வகிப்பதற்காக இக்கடிகாரங்கள் மத்திய காலத்துக்குரிய துறவி மடங்களில் பயன்படுத்தப்பட்டன. 17 ஆம் நூறாண்டில் டச்சு விஞ்ஞானியான கிறிஸ்டியான் ஹைஜென்சு (Christiaan Huygens) முதலாவது ஊசல் கடிகாரத்தை வடிவமைத்து, கட்டமைத்துக் கொண்டிருக்கையில், இக்கடிகாரம் தொடர்ந்து மேம்படுத்தப்பட்டது.

முதலாவது மத்தியகாலத்துக்குரிய ஐரோப்பிய கடிகார உருவாக்குநர்கள் கிறிஸ்தவ மதகுருக்கள் ஆவர்.^[98] மத்திய காலத்துக்குரிய மதச்சார்பான நிறுவனங்களுக்கு கடிகாரங்கள் தேவைப்பட்டன. ஏனென்றால், நாளாந்த பிரார்த்தனை மற்றும் பணி நிகழ்ச்சிநிரல்கள் கண்டிப்பாக ஒழுங்குபடுத்தப்பட்டன. பெரும்பாலும் ஒன்றிணைத்துப் பயன்படுத்தப்பட்ட நீர்க் கடிகாரங்கள், சூரியக் கடிகாரங்கள் மற்றும் அடையாளமிடப்பட்ட மெழுகுவர்த்திகள் போன்ற காலங்கூறும் மற்றும் பதிவுசெய்யும் கருவிகள் மூலம் இது செய்யப்பட்டது.^[96][99] இயந்திரமுறைக் கடிகாரங்கள் பயன்படுத்தப்பட்டபோது, துல்லியத் தன்மையை உறுதிப்படுத்துவதற்காக பெரும்பாலும் ஒரு நாளில் குறைந்தபட்சம் இரு தடவைகள் சுருள் சுற்றப்பட்டன.^[100] முக்கியமான நேரங்களும், காலங்களும் கையால் அல்லது விழுகின்ற ஒரு எடை அல்லது சுழலுகின்ற ஒரு அடிக்கும் கருவி போன்ற ஒரு இயந்திரமுறை கருவியால் அடிக்கப்படுகின்ற மணிகளால் ஒலிபரப்பப்பட்டது.

850 ஆம் ஆண்டுக்கு முன்னரே வெரோனா நகரின் தலைமைக் குருவின் அடுத்த பெரிய அதிகாரியான பசிபிக்கஸ் (Pacificus) நீர்க் கடிக்காரத்தை (horologium nocturnum ) கட்டமைத்தார்.^[101]

வரலாற்று ஆசிரியரான தாமஸ் வுட்ஸ் (Thomas Woods) பின்வருமாறு எழுதியதுபோல, மதச்சார்பான அவசியங்களும், மத்தியகாலத்துக்குரிய துறவிகளின் தொழில்நுட்ப அறிவும் கடிகாரங்களின் மேம்பாடுகளில் முக்கிய காரணிகளாக இருந்தன:

The monks also counted skillful clock-makers among them. The first recorded clock was built by the future Pope Sylvester II for the German town of Magdeburg, around the year 996. Much more sophisticated clocks were built by later monks. Peter Lightfoot, a 14th-century monk of Glastonbury, built one of the oldest clocks still in existence, which now sits in excellent condition in London's Science Museum.^[102]

11 ஆம் நூற்றாண்டின் எழுத்துக்களில் கடிகாரங்கள் தோன்றியிருப்பதானது அவை அக்காலத்தில் ஐரோப்பாவில் நன்றாக அறியப்பட்டிருந்தன என்பதைக் குறிப்பிடுகிறது.^[104] 14 ஆம் நூற்றாண்டின் ஆரம்ப காலத்தில், புளோரன்சைச் சேர்ந்த கவிஞரான டாண்டே அலிகீரி (Dante Alighieri) தனது பராடிசோ வில் (Paradiso) ஒரு கடிகாரத்தைப் பற்றிக் குறிப்பிட்டார்.^[105] ஒலியெழுப்பி மணிநேரங்களைக் குறிப்பிடுகின்ற ஒரு காரத்தின் முதலாவது எழுத்துவடிக் குறிப்பு இதுவெனக் கருதப்படுகிறது.^[104] கடிகார இயக்கத்தின் முதலாவது விரிவான விளக்கத்தை படுவாவில் (Padua) வானியல் பேராசிரியராக இருந்த ஜியோவன்னி டி டாண்டி (Giovanni da Dondi) தனது 1364 ஆம் ஆண்டு ஆய்வுக்கட்டுரை Il Tractatus Astrarii என்பதில் வழங்கினார்.^[97] இது லண்டனின் விஞ்ஞான பொருட்காட்சிச்சாலை மற்றும் ஸ்மித்சோனியன் கல்லூரி ஆகியவற்றிலுள்ள சில கடிகாரங்கள் உள்ளடங்கலான பல நவீன பிரதிகளை எழுப்பியுள்ளது.^[97] இந்தக் காலகட்டத்தின் குறிப்பிடத்தக்க பிற எடுத்துக்காட்டுக்கள் மிலன் (Milan) (1335), ஸ்ட்ராஸ்பெர்க் (Strasbourg) (1354), லூண்ட் (Lund) (1380), ரூவன் (Rouen) (1389) மற்றும் பராகுவே (1462) ஆகிய இடங்களில் கட்டப்பட்டன.^[97]

கிட்டத்தட்ட 1386 ஆம் ஆண்டிலிருந்து காலவரை செய்யப்படுகின்ற சாலிஸ்பரி தேவாலயக் கடிகாரமே உலகிலேயே இப்போதும் பெரும்பாலான அதன் ஆரம்பகால பகுதிகளுடன் இயங்கிக்கொண்டிருக்கும் மிகவும் பழைமையான கடிகாரம் ஆகும்.^[106] சரியான நேரங்களில் மணி அடிப்பதே இதன் நோக்கமாக இருந்ததால் இதில் கடிகார முகப்பு இல்லை.^[106] சக்கரங்களும், பற்சக்கரத் தொகுதிகளும் சுமார் 1.2 மீட்டர்கள் (3.9 அடி) அளவுள்ள சதுரமான திறந்த, பெட்டிபோன்ற ஒன்று இரும்புச் சட்டகத்தில் வைக்கப்படுகின்றன. சட்டகமானது உலோக இருமுனை ஆணிகள் மற்றும் ஆப்புகளைக் கொண்டு ஒன்றாக்கப்படுகின்றன. இந்தக் காலத்திய கடிகாரங்களுக்கான நியமமான verge and foliot வகையே இதன் ஒழுங்குபடுத்தும் இயந்திர அமைப்பாகும். கப்பிகளிலிருந்து தொங்குகின்ற இரு பெரிய கற்களினால் சக்தி வழங்கப்படுகிறது. எடைகள் விழவிழ, கயிறுகள் மரத்தாலான பீப்பாய்களிலிருந்து தளர்வுறுகின்றன. ஒரு பீப்பாய் பிரதான சக்கரத்தை இயக்குகிறது. இது ஒழுங்குபடுத்தும் இயந்திய அமைப்பால் சீராக்கப்படுகிறது. அடுத்த பீப்பாய் அடிக்கின்ற பொறிமுறை மற்றும் காற்றுத் தடை ஆகியவற்றை இயக்குகிறது.^[106]

c. 1390 இல் கட்டப்பட்ட பீற்றர் லைட்ஃபூட்சின் வெல்ஸ் தேவாலயக் கடிகாரமும் .^[107][108] மத்தியில் பிணைக்கப்பட்ட பூமியைச் சுற்றிச் சுழல்கின்ற சூரியன் மற்றும் சந்திரன் ஆகியவற்றுடன் பூமியை மையமாகக் கொண்டிருக்கின்ற உலகின் தோற்றத்தை கடிகார முகப்பு குறிக்கிறது. இதன் அசலான மத்திய காலத்துக்குரிய முகப்பைக் கொண்டிருப்பதில் இது தனித்துவமானது. இது கோப்பர்நிக்கசுக்கு முந்தைய உலகின் தத்துவம் சார் மாதிரியைக் காண்பிக்கிறது.^[109] கடிகாரத்துக்கு மேலே மணிகளை அடிக்கின்ற ஒரு தொகுதி வடிவங்களும், ஒவ்வொரு 15 நிமிடத்துக்கும் ஒரு தடத்தைச் சுற்றுகின்ற, குதிரை மீது அமர்ந்து ஈட்டிப் போர் செய்யும் வீரர்களும் உள்ளன.^[109][110] 17 நூற்றாண்டில் இக்கடிகாரமானது ஊசல் மற்றும் நங்கூர ஒழுங்குபடுத்தும் இயந்திர அமைப்புக்கு மாற்றப்பட்டது. மேலும், 1884 ஆம் ஆண்டில் லண்டன் விஞ்ஞான பொருட்காட்சிச்சாலையில் நிறுவப்பட்டது. இங்கேயே அக்கடிகாரம் தொடர்ந்து இயங்கி வருகிறது.^[110] இதுபோன்ற வானசாஸ்திர கடிகாரங்களை அல்லது காலங்காட்டும் கருவிகளை (horologes) எக்ஸெட்டர் (Exeter), ஒட்டரி புனித அன்னை (Ottery St Mary) மற்றும் விம்போர்ன் மின்ஸ்டர் (Wimborne Minster) ஆகிய இடங்களில் காணலாம்.

புனித அல்பான்ஸ் ஆச்சிரமத்தில் (Abbey of St Albans) இருந்த, இன்றைய காலகட்டம்வரை நீடித்திருக்காத ஒரு கடிகாரம் 14 ஆம் நூற்றாண்டு மடாதிபதியான வல்லிங்போர்டின் ரிச்சார்டுவால் கட்டப்பட்டது.^[111] இது ஹென்ரி VIII காலத்திய மடாலயங்களின் சிதைவின்போது அழிக்கப்பட்டிருக்கலாம். ஆனால், இதன் வடிவமைப்புப் பற்றி மடாதிபதி எழுதிவைத்திருந்த குறிப்புகள் முழு அளவிலான ஒரு மீள்கட்டுமானத்துக்கு வழிவகுத்துள்ளது. வானசாஸ்திரக் கடிகாரமானது காலத்தைக் காட்டுவதோடு, சந்திர கிரகணங்களையும் எதிர்வு கூறக்கூடியது. மேலும், சூரியன், சந்திரன் (வயது, அவத்தை மற்றும் சந்திக்குமிடம்), நட்சத்திரங்கள் மற்றும் கோள்கள் ஆகியவற்றையும், அதிர்ஷ்டச் சக்கரம் மற்றும் லண்டன் பாலத்திலுள்ள அலை நிலையின் ஒரு குறிகாட்டி ஆகியவற்றையும் கூடக் காண்பித்திருக்கலாம்.^[112] தாமஸ் வுட்ஸ் கூறியதற்கு அமைய, "தொழில்நுட்ப ரீதியான பண்பில் சமப்படுத்தப்பட்ட ஒரு கடிகாரமானது குறைந்தபட்சம் இரு நூற்றாண்டுகளுக்குத் தோன்றவே இல்லை".^[102][113] ஆரம்பகால இயந்திரமுறைக் கடிகார உற்பத்தியாளரில் ஜியோவன்னி டி டாண்டி இன்னொருவர் ஆவார். இவரது கடிகாரம் நிலைத்திருக்கவில்லை. ஆனால் வடிவமைப்புகளின் அடிப்படையில் அவை மீண்டும் செய்யப்பட்டுள்ளன. டி டாண்டியின் கடிகாரமானது சூரியன், சந்திரன் மற்றும் ஐந்து கோள்கள் அதோடு மதச் சார்பான திருவிழா நாட்களையும் காண்பிக்கின்ற 107 அசைகின்ற பாகங்களைக் கொண்டுள்ள ஏழு-முகப்புக் கட்டமைப்பாகும்.^[112] இந்தக் காலகட்டத்தில், இயந்திரமுறைக் கடிகாரங்கள் முக்கியமான நிகழ்வுகள் மற்றும் காலங்களைக் குறித்துக் காட்டுவதற்காக ஆச்சிரமங்கள் மற்றும் மடாலயங்களில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டன. இதே நோக்கத்துக்காக அங்கு பயன்படுத்தப்பட்ட நீர்க் கடிகாரங்களின் இடத்தை இவை படிப்படியாகப் பிடித்தன.^[114][115]

மத்திய வயதுகள் (Middle Ages) காலத்தின்போது, மதச் சார்பான நோக்கங்களுக்காகவே கடிகாரங்கள் முதன்மையாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன. லௌகீக நோக்க காலங்காட்டுதலுக்கான முதன்முதல் பயன்பாடு கிட்டத்தட்ட 15 ஆம் நூற்றாண்டின்போது வெளிப்பட்டது. டப்ளினில் காலத்தின் அதிகாரபூர்வமான அளவீடு உள்ளூர் வழக்கமாகியது. மேலும் 1466 ஆம் ஆண்டளவில் தொல்செல்லின் (நகர நீதிமன்று மற்றும் ஆலோசனை சபை அறை) உச்சியில் பொதுக் கடிகாரம் நிறுத்தப்பட்டது.^[116] அயர்லாந்தில் இந்த வகையில் இதுவே பெரும்பாலும் முதலாவதாக இருந்தது. மேலும், ஒரு மணியைக் குறிக்கும் ஒரு சிறு கையை மட்டுமே கொண்டதாக இருந்திருக்கும்.^[116] அரண்மனைகளின் அதிகரிக்கின்ற வீண்செலவானது சிறுபோயுர கடிகாரங்களின் அறிமுகத்துக்கு வழிகோலியது.^[117] லீட்ஸ் அரண்மனையிலிருந்து ஒரு 1435 எடுத்துக்காட்டு நிலைத்திருக்கின்றது. இதன் முகப்பு இயேசுவைச் சிலுவையில் அறைதல், அன்னை மற்றும் புனித ஜார்ஜ் ஆகியோரின் படங்களால் அலங்கரிக்கப்படுகிறது.^[117]

மத்திய வயதுகளில் மேற்கு ஐரோப்பாவில் இருந்த கடிகாரக் கோபுரங்களும்கூட சிலவேளைகளில் ஒலியெழுப்பும் கடிகாரங்களாக இருந்தன. மிகவும் பிரபல்யமான புராதனமான இப்போதுங்கூட நிலைத்திருக்கும் கடிகாரம் பெரும்பாலும் வெனிசு, புனித மார்க் சதுக்கத்திலுள்ள புனித மார்க் கடிகாரக்கோபுரத்தின் உச்சியிலுள்ள புனித மார்க் கடிகாரம் ஆகும். இக்கடிகாரத்தை ரெக்கியோ எமிலியாவைச் (Reggio Emilia) சேர்ந்த கடிகார உற்பத்தியாளர் ஜியான் கார்லோ ரெய்னீரி (Gian Carlo Rainieri) என்பவர் 1493 ஆம் ஆண்டில் அமைத்தார். 1497 ஆம் ஆண்டில் சைமன் காம்பனாட்டோ (Simone Campanato) சிறந்த மணியை உருவாக்கினார். இது ஒரு சுத்தியலைப் பயன்படுத்தி Due Mori (இரு தறிகட்டல்கள் ) என அழைக்கப்படுகின்ற இரண்டு இயக்கமுறை வெண்கல சிலைகளால் (h. 2,60 m.) ஒவ்வொரு திட்டமான கால அளவிலும் அடிக்கப்படும். முன்னையது (Hanuš எனவும் அழைக்கப்படும் கடிகார உற்பத்தியாளர் Jan Růže 1490 ஆம் ஆண்டில் செய்தது) ஒருவேளை பராகுவே வானியல் ஆராய்ச்சிக் கடிகாரம் ஆக இருக்கலாம். இன்னொரு மூலத்தில் குறிப்பிட்டதற்கு அமைய இது 1410 ஆம் ஆண்டில் கடிகார உற்பத்தியாளர் Mikuláš of Kadaň மற்றும் கணிதவியலாளர் Jan Šindel ஆகியோரால் ஒன்றுகூட்டி அமைக்கப்பட்டது. அசைகின்ற சிற்பங்களின் தொடர் உருவகம் சார்ந்த பவனியானது ஒவ்வொரு நாளும் மணிநேரத்தில் அடிக்கிறது.

ஆரம்பகாலக் கடிகார முகப்புகள் நிமிடங்கள் மற்றும் வினாடிகளைப் பயன்படுத்தவில்லை. நிமிட முகப்புடன் கூடிய 1475 ஆம் ஆண்டின் கையெழுத்துப் பிரதியொன்றில் குறிப்பிடப்படுகிறது.^[118] மேலும், 15 ஆம் நூற்றாண்டில் ஜெர்மனியில் நிமிடங்களையும் வினாடிகளையும் குறிப்பிட்டுக் காட்டுகின்ற கடிகாரங்கள் இருந்தன.^[119] இந்தக் காலம் முதல், நிமிடங்களையும், வினாடிகளையும் சுட்டிக்காட்டும் கடிகாரங்கள் அவ்வப்போது செய்யப்பட்டன. ஆனால் ஊசல் கடிகாரம் மற்றும் கைக்கடிகாரங்களில் சுருண்டுள்ள சமநிலை சுருள் ஆகியவற்றால் சாத்தியமாகிய சரிநுட்பத்தில் அதிகரிப்பு ஏற்படும் வரையில் இது சாதாரணமாக இருக்கவில்லை. 16 ஆம் நூற்றாண்டின் வானியலாளரான டைக்கோ ப்ராஹே (Tycho Brahe) விண்மீன்களின் நிலைகளை அவதானிப்பதற்காக நிமிடங்கள் மற்றும் வினாடிகளுடனான கடிகாரங்களைப் பயன்படுத்தினார்.^[118]

ஒட்டோமேன் பொறியியலாளரான டாகி அல்-டின் (Taqi al-Din) கிட்டத்தட்ட 1556 ஆம் ஆண்டில் எழுதப்பட்ட தனது புத்தகம் தி பிரைட்டஸ்ட் ஸ்டார்ஸ் ஃபார் த கன்ஸ்ட்ரக்ஷன் ஆஃப் மெக்கானிக்கல் கிளாக்ஸ் (The Brightest Stars for the Construction of Mechanical Clocks) (Al-Kawākib al-durriyya fī wadh' al-bankāmat al-dawriyya) என்பதில் பாரத்தால் இயக்கப்படும் கடிகாரமொன்றை தனிச்சிறப்பு வாய்ந்த பற்சக்கரங்களின் பரிவாரமான verge-and-foliot ஒழுங்குபடுத்தும் இயந்திர அமைப்பு, ஒரு அலாரம் மற்றும் சந்திரனின் அவத்தைகளின் பிரதிநிதித்துவம் ஆகியவற்றைக் கொண்டு விவரித்தார்.^[120] இதேபோல, சரியான நேரத்தில் முகப்புச் சக்கரத்தில் ஒரு ஆப்பை வைத்து, முந்தைய 15 ஆம் நூற்றாண்டு ஐரோப்பிய இயந்திரமுறை அலார கடிகாரங்களுக்கு,^[121][122] அலாரம் அமைக்கப்பட்டது. அந்தக் கடிகாரம் மணிநேரங்கள், பாகைகள் மற்றும் நிமிடங்களை வாசிக்கின்ற மூன்று முகப்புகளைக் கொண்டிருந்தது. டாகி அல்-டின் இஸ்தான்புல் வானியல் ஆய்வுகூடத்துக்காக பின்னர் ஒரு கடிகாரத்தைக் கட்டமைத்தார். அங்கு அவர் சரியான ஏற்றங்களின் அவதானங்களைப் பெறுவதற்காக இதைப் பயன்படுத்தினார். இதை பின்வருமாறு குறிப்பிடுகிறார்: “மணிநேரங்கள், நிமிடங்கள் மற்றும் வினாடிகளைக் காண்பிக்கின்ற மூன்று முகப்புகளுடன் நாங்கள் ஒரு இயந்திரமுறைக் கடிகாரத்தைக் கட்டமைத்தோம். ஒவ்வொரு நிமிடத்தையும் ஐந்து வினாடிகளாகப் பிரித்தோம்.”^{[page needed]} நூற்றாண்டின் ஆரம்பத்திலிருந்த கடிகாரங்கள் வானியல் நோக்கங்களுக்காகப் பயன்படுத்துவதற்கு போதியளவு துல்லியமாக இருக்கவில்லை என்பதால், 16 ஆம் நூற்றாண்டின் நடைமுறை வானியலில் இது முக்கியமான ஒரு கண்டுபிடிப்பாக இருந்தது.^[123]

நேரத்தை நிமிடங்களில் அளந்த கடிகாரத்துக்கான எடுத்துக்காட்டை 1702 ஆம் ஆண்டில், ஒட்டோமேன் கடிகாரத் தயாரிப்பாளர் மெஷுர் செயட் டெடி (Meshur Sheyh Dede) உருவாக்கினார்.^[124]

இயந்திரமுறைக் கடிகாரத்துக்கான புத்துருவாக்கம் குறும்படிவாக்கத்துடன் தொடர்ந்தது. இது 15 ஆம் நூற்றாண்டில் வீட்டுக்குரிய கடிகாரங்களுக்கும், 16 ஆம் நூற்றாண்டில் தனிநபர் கைக்கடிகாரங்களுக்கும் வழிகோலியது.^[97] 1580 ஆம் ஆண்டுகளில், இத்தாலி நாட்டைச் சேர்ந்த பேரறிஞர் கலீலியோ கலீலீ ஊசலின் சீரான ஆட்டத்தை ஆராய்ந்து, ஒரு கடிகாரத்தை ஒழுங்குபடுத்துவதற்கு இதைப் பயன்படுத்தலாம் என்பதைக் கண்டுபிடித்தார்.^[96][125] 1582 ஆம் ஆண்டிலேயே கலீலியோ ஊசலைப் பற்றி ஆராய்ந்தார் என்றபோதிலும், உண்மையில் அந்த வடிவமைப்பை அடிப்படையாக வைத்து அவர் ஒருபோதுமே கடிகாரத்தை அமைக்கவில்லை.^[96] முதலாவது ஊசல் கடிகாரத்தை 1656 ஆம் ஆண்டில் டச்சு விஞ்ஞானியான கிறிஸ்டியான் ஹையன்சு (Christiaan Huygens) வடிவமைத்துக் கட்டினார்.^[96] ஆரம்ப பதிப்புகள் நாளொன்றுக்கு ஒரு நிமிடத்தைவிடக் குறைந்த நேரத்தால் தவறாக இருந்தன. பின்னர் வந்த பதிப்புகள் 10 வினாடிகளால் மட்டும் தவறான நேரத்தைக் குறித்தன. இவை அவற்றின் நேரத்தை மிகச் சரியாகக் காட்டின.^[96]

17 ஆம், 18 ஆம் நூற்றாண்டுகளில் ஊசல் கடிகாரங்களின் வளர்ச்சிக்கு பிரதான பங்களிப்பு வழங்கிய இன்னொருவர் இயேசு அவையினர் ஆவர். "துல்லியத்தின் முக்கியத்துவத்துக்கு வழக்கத்துக்கு மாறாக ஆவலான பாராட்டுதலை" கொண்டிருந்தனர்.^[126][127] எடுத்துக்காட்டாக, சரியான ஒரு-வினாடி ஊசலை அளப்பதில், இத்தாலிய வானியலாளரான தந்தை ஜியோவன்னி பட்டிஸ்டா ரிக்கியோலி (Giovanni Battista Riccioli) "ஒரே நாளில் கிட்டத்தட்ட 87,000 ஊசலாட்டங்களை எண்ணுவதற்கு" ஒன்பது இயேசு அவையினரை இணங்கச்செய்தார்.^[127] அந்தக் காலத்தின் விஞ்ஞான ரீதியான திட்டங்களைப் பரப்புவதிலும், பரிசோதிப்பதிலும் அவர்கள் மிக முக்கியமான பங்கை ஆற்றி, ஹைஜன்சு போன்ற அக்காலத்திய விஞ்ஞானிகளுடன் இணைந்து செயற்பட்டார்கள்.^[126]

தாத்தா கடிகாரம் என்றும் அழைக்கப்படுகின்ற நவீன நீண்ட பெட்டி ஊசற் கடிகாரம், கிட்டத்தட்ட 1670 ஆம் ஆண்டில் நங்கூர ஒழுங்குபடுத்தும் இயந்திய அமைப்பு பொறிமுறையின் கண்டுபிடிப்பில் உருவானது.^[128] அதற்கு முன்னர், ஊசற் கடிகாரங்கள் பழைமையான எல்லைக்கோடு ஒழுங்குபடுத்தும் இயந்திய அமைப்பு பொறிமுறையைப் பயன்படுத்தின. இதற்கு சுமார் 100° அளவான மிகப்பரந்துபட்ட ஊசல் ஆட்டங்கள் தேவைப்பட்டன. மிகவும் பெரிய பெட்டி தேவைப்படுவதைத் தவிர்ப்பதற்காக அநேகமான கடிகாரங்கள் குறுகிய ஊசலைக் கொண்டிருந்த எல்லைக்கோடு ஒழுங்குபடுத்தும் இயந்திர அமைப்பைப் பயன்படுத்துகின்றன. எனினும், நங்கூர ஒழுங்குபடுத்தும் இயந்திர அமைப்பு பொறிமுறையானது ஊசலின் அவசியமான ஆட்டத்தை 4° முதல் 6° இற்கு இடைப்பட்டதாகக் குறைத்தது. எனவே, விளைவாக வரும் மெதுவான துடிப்புகளுடன் நீளமான ஊசல்களை கடிகார தயாரிப்பாளர்கள் பயன்படுத்த முடிகிறது. இவை அசைவதற்கு குறைந்தளவு சக்தி தேவைப்பட்டது. குறைந்தளவு உராய்வு மற்றும் தேய்வு உண்டாகியது. மேலும், அவற்றின் முன்பிருந்த குறுகிய ஊசல்களைவிட கூடிய சரிநுட்பமாக இருந்தன. அநேகமான நீண்ட பெட்டி ஊசற் கடிகாரங்கள், ஊசற்குண்டின் மத்தி வரைக்கும் கிட்டத்தட்ட ஒரு மீட்டர் (39 அங்குலங்கள்) நீளமான, ஒவ்வொரு ஊசலாட்டத்துக்கும் ஒரு வினாடியை எடுக்கின்ற ஊசலைப் பயன்படுத்துகின்றன. கடிகாரத்துக்கு சக்தியை வழங்குகின்ற பாரங்கள் விழுவதற்கான நீண்ட இடைவெளியுடன் சேர்ந்து உயரத்தின் அவசியமானது உயர்ந்த, ஒடுக்கமான பெட்டியை உருவாக்கியது.^[129]

ஊசற் கடிகாரம் கண்டுபிடித்து 18 ஆண்டுகளின் பின்னர், 1675 ஆம் ஆண்டில், ஹைஜன்சு ஆங்கிலேய இயற்கை தத்துவவாதியான ராபர்ட் ஹூக் கண்டுபிடித்த நேரான சுருளில் ஏற்படுத்திய ஒரு மேம்பாடான சட்டைப்பை கடிகாரங்களின் சமநிலைச் சக்கரத்துக்கான சுருண்டுள்ள சமநிலை சுருளைத் திட்டமிட்டார்.^[125] இது இயந்திரமுரைக் கடிகாரங்கள் மீது ஊசல் ஏற்படுத்திய விளைவைப் போன்று, சட்டைப்பைக் கடிகாரங்களின் சரிநுட்பத்தில், அநேகமாக நாளொன்றுக்கு பல மணிநேரங்களிலிருந்து 10 நிமிடங்கள் வரையான மிகப்பெரிய முன்னேற்றத்தை ஏற்படுத்தியது.^[15][130]

முதலாவது தொழில்முறைக் கடிகாரத் தயாரிப்பாளர்கள் பூட்டுகள் செய்பவர்கள் மற்றும் நகை செய்பவர்களின் சங்கங்கள்லிருந்து வந்தார்கள். கடிகாரத் தயாரிப்பானது பல ஆண்டுகாலமாக தனித்திறமைவாய்ந்த கைத்திறனிலிருந்து பெருந்திரளான தயாரிப்புத் தொழிற்துறையாக விருத்தியடைந்தது.^[131] பிரான்சில் பாரிசு மற்றும் புளாய்சு ஆகியவை கடிகாரத் தயாரிப்பின் ஆரம்பகால மையங்களாக இருந்தன. வெர்சைலிசு (Versailles) கடிகாரத் தயாரிப்பாளரான ஜூலியன் லி ரோய் (Julien Le Roy) போன்ற பிரெஞ்சுக் கடிகாரத் தயாரிப்பாளர்கள் கடிகார பெட்டி வடிவமைப்பு மற்றும் அலங்காரக் கடிகாரங்கள் செய்தல் ஆகியவற்றில் முன்னணியில் இருந்தனர்.^[131] லி ரோய் என்பவர் கடிகாரத் தயாரிப்பாளர் குடும்பத்தின் ஐந்தாம் தலைமுறைக்கு உரியவர் ஆவார். "பிரான்சில், இயன்றவரையில் ஐரோப்பாவில், மிகவும் திறமைவாய்ந்த கடிகாரத் தயாரிப்பாளர்" என்று அவரது காலத்தில் வாழ்ந்தவர்கள் அவரை விவரித்தனர். அவர் கடிகாரங்களதும், கைக்கடிகாரங்களதும் துல்லியத்தை அதிகரித்த சிறப்பான மீண்டும் மீண்டும் செய்கின்ற ஒரு பொறிமுறையை, உள்ளேயுள்ள கடிகாரத்தின் இயந்திரத்தைப் பார்ப்பதற்கு திறக்ககூடிய ஒரு முகப்பைக் கண்டுபிடித்தார். மேலும், 3,500 க்கும் அதிகமான கைக்கடிகாரங்களைச் செய்தார் அல்லது மேற்பார்வையிட்டார். அவரது கண்டுபிடிப்புகளின் விளைவாக வந்த போட்டியும், விஞ்ஞானப் போட்டி மனப்பான்மையும், கூடுதல் சரிநுட்பமாக நேரத்தை அளப்பதற்கான புதிய முறைகளைக் கண்டுபிடிப்பதற்கு ஆராய்ச்சியாளர்களை மேலும் ஊக்கப்படுத்தியது.^[132]

பிரெஞ்சுப் புரட்சிக்குப் பின்னர், 1794 மற்றும் 1795 ஆம் ஆண்டுகளுக்கு இடையில், ஒரு நாளை ஒவ்வொன்றும் 100 நிமிடங்கள் கொண்ட 10 மணிநேரங்களாக பிரித்துள்ள தசம முறைக் கடிகாரங்களை பிரெஞ்சு அரசாங்கம் குறிப்பாகக் கட்டுப்படுத்தியது.^[133] பிற தனிநபர்களிடையே வானவியலாளரும், கணிதவியலாளருமான பியரி-சைமன் லாப்லேசு (Pierre-Simon Laplace), தனது சட்டைப்பைக் கடிகார முகப்பை தசம முறை நேரத்துக்கு மாற்றியமைத்தார்.^[133] 1801 ஆம் ஆண்டின் பிற்பகுதியில் Palais des Tuileries இலிருந்த ஒரு காடிகாரம் தசம முறை நேரத்தைக் காட்டியது. ஆனால் நாட்டிலுள்ள அனைத்துக் கடிகாரங்களையும் மாற்றியமைப்பதற்கான செலவு தசம முறைக் கடிகாரங்கள் மிகப்பரவலாக வருவதைத் தடுத்துவிட்டது.^[134] தசம முறையில் அமைக்கப்பட்ட கடிகாரங்கள் சாதாரண மக்களைக் காட்டிலும் வானவியலாளர்களுக்கு மாத்திரமே உதவியதால், இது பதின்மமான அளவுமுறை யுடன் இணைந்த பொதுமக்களால் மிகவும் ஏற்றுக்கொள்ளப்படாத மாற்றங்களில் ஒன்றாகிக் கைவிடப்பட்டது.^[134]

ஜேர்மனியில், நூரெம்பெர்க் மற்றும் ஆங்ஸ்பெர்க் ஆகியவை ஆரம்பகால கடிகாரத் தயாரிப்பு மையங்களாக இருந்தன. மேலும், பிளாக் ஃபாரஸ்ட் மரத்தாலான குயில் கடிகாரங்களில் விசேட கவனம் செலுத்த வந்தது.^[135] ஆங்கிலேயர்கள் 17 ஆம், 18 ஆம் நூற்றாண்டுகளின் முன்னணி கடிகாரத் தயாரிப்பாளர்களாகினர். ஹியூக்னாட் கைவினைஞர்களின் உட்புகுத்தலைத் தொடர்ந்து சுவிட்சர்லாந்தும் தன்னை ஒரு கடிகாரத் தயாரிப்பாளராக உறுதிப்படுத்தியது. 19 ஆம் நூற்றாண்டில், சுவிஸ் தொழிற்துறையானது "இயந்திரத்தால் உருவாக்கப்பட்ட உயர் தர கைக்கடிகாரங்களில் உலகளவில் ஆதிக்கத்தைப் பெற்றது". அன்றைய முன்னணி நிறுவனமாக வார்ஸாவின் ஆண்டனி பட்டக் (Antoni Patek) மற்றும் பெர்னேயின் அட்ரீன் பிலிப்பே (Adrien Philippe) ஆகியோரால் நிறுவப்பட்ட பட்டக் பிலிப்பே (Patek Philippe) நிறுவனம் திகழ்ந்தது.^[131]

1904 ஆம் ஆண்டில், தொடக்கத்தில் விமான ஓட்டியாக இருந்த அல்பேர்ட்டோ சாண்டோஸ்-டுமாண்ட் (Alberto Santos-Dumont) தனது விமானப் பயணங்களில் பயன்படுத்தக்கூடிய ஒரு கடிகாரத்தை வடிவமைக்குமாறு, லூயிஸ் கார்ட்டியர் (Louis Cartier) என அழைக்கப்படுகின்ற பிரெஞ்சு கடிகாரத் தயாரிப்பாளரான தனது நண்பரிடம் கேட்டார்.^[136] 1868 ஆம் ஆண்டில், கைக்கடிகாரமானது ஏற்கனவே பட்டக் பிலிப்பேயால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டிருந்தது. ஆனால் நகை போலக் கருதப்பட்ட "பெண்ணின் கைவளை கடிகாரம்" மட்டுமே கண்டுபிடிக்கப்பட்டிருந்தது. சட்டைப்பைக் கடிகாரங்கள் பொருத்தமற்றவையாக இருந்ததால், சாண்டோஸ் கைக்கடிகாரத்தை லூயிஸ் கார்ட்டியர் உருவாக்கினார். இதுவே ஆண்களுக்கான முதலாவது கைக்கடிகாரம் ஆகும். மேலும், நடைமுறைப் பயன்பாட்டுக்காக முதன்முதலில் வடிவமைக்கப்பட்டது.^[137]

சண்டையில் சட்டைப்பைக் கடிகாரங்களைவிட கைக்கடிகாரங்களே கூடுதல் வசதியாக இருந்ததை அதிகாரிகள் கண்டறிந்ததால், முதலாம் உலகப் போரின்போது அவற்றுக்கு புகழ் கிடைத்தது. மேலும், சட்டைப்பைக் கடிகாரம் பிரதானமாக ஒரு மத்திய வகுப்புப் பொருளாக இருந்ததால், படையில் சேர்க்கப்பட்ட ஆண்கள் பொதுவாக கைக்கடிகாரங்களைச் சொந்தமாகப் பெற்றிருந்தனர். அவற்றைத் தம்முடனேயே கொண்டுசென்றனர். சண்டைகள் மிகவும் சிக்கலாகி, ஒழுங்கமைக்கப்பட்ட தாக்குதல்களுக்கான தேவை ஏற்பட்டபோது, பீரங்கித் தொகுதி மற்றும் காலாட்படை அதிகாரிகள் தங்கள் கடிகாரங்களில் தங்கியிருந்தனர். தரையில் தேவைப்பட்ட அளவுக்கு கைக்கடிகாரங்கள் வானிலும் தேவைப்பட்டன: சட்டைப்பைக் கடிகாரங்களைவிட இவையே கூடுதல் வசதியானவை என்பதை சாண்டோஸ்-டுமாண்ட் கொண்டிருந்தது போல அதே காரணத்துக்காகவே இராணுவ விமான ஓட்டிகளும் கண்டனர். இறுதியில், காலாட்படைக்கும், விமான ஓட்டிகளுக்குமாக இராணுவ ஒப்பந்ததாரர்களே ஒட்டுமொத்தமாக கடிகாரங்களைத் தயாரித்தனர். இரண்டாம் உலகப் போரின்போது, எளிமையான கறுப்பு முகப்பு மற்றும் எளிதாக வாசிப்பதற்கு ஏற்ற தெளிவான வெள்ளை எண்களைக் கொண்டிருந்த ஏ-11 கடிகாரமானது அமெரிக்க வான்படையினரிடையே பிரபலமாக இருந்தது.^[138]

கடல் சார்ந்த காலத்தை துல்லியமாக அளக்கும் கருவிகள் வானுக்குரிய திசைகாட்டுதல் மூலம் தீர்க்கரேகையைத் தீர்மானிப்பதற்கு நேர நியமனங்களாக கடலில் பயன்படுத்தப்படும் கடிகாரங்கள் ஆகும்.^[139] அவற்றை யார்க்ஷயரைச் சேர்ந்த தச்சரான ஜோன் ஹரிசன் முதன்முதலில் உருவாக்கினார். அவர் 1759 ஆம் ஆண்டில் பிரித்தானிய அரசாங்கத்தின் தீர்க்கரேகை பரிசை வென்றார். கடல் சார்ந்த காலத்தை துல்லியமாக அளக்கும் கருவிகள் நிலையான் ஒரு இருப்பிடத்தின் நேரத்தை காட்டுகின்றன—பொதுவாக கிரீன்விச்சு இடைநிலை நேரம்—கடிகாரத்துடன் உள்ளூர் மதியத்தை ஒப்பிடுவதன் மூலம் தீர்க்கரேகையைத் தீர்மானிக்க மாலுமிகளை அனுமதிக்கிறது.^{[139][140][141]}

காலத்தைத் துல்லியமாக அளக்கும் கருவியானது குறிப்பிட்ட துல்லிய நியமங்களைப் பூர்த்தி செய்கின்ற கையடக்க காலங்காட்டியாகும். ஆரம்பத்தில், இச்சொல்லானது வானுக்குரிய திசைகாட்டுதல் வழிமுறை மூலம் தீர்க்கரேகையைத் தீர்மானிக்கப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு கடிகாரமான, கடல் சார்ந்த காலத்தை துல்லியமாக அளக்கும் கருவியைக் குறிக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டது.^[139] மிக அண்மையில், சுவிஸ் நிறுவனமான COSC ஆல் அமைக்கப்பட்ட குறிப்பிட்ட துல்லிய நியமங்களைப் பூர்த்திசெய்யும் ஒரு கைக்கடிகாரமான காலத்தைத் துல்லியமாக அளக்கும் கடிகாரத்துக்கும் இச்சொல் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது.^[142] COSC இன் கடுமையான சோதனைகளைக் கடந்தபின்னர், ஒவ்வொரு ஆண்டும் 1,000,000 க்கும் அதிகமான "அதிகாரபூர்வமாக உறுதிசெய்யப்பட்ட காலத்தைத் துல்லியமாக அளக்கும் கருவிகள்" விநியோகிக்கப்பட்டு, அதிகாரபூர்வமாகப் பதிவுசெய்யப்பட்ட தனிநபர் தொடர் எண் மூலம் அவை ஒவ்வொன்றும் தனித்தனி அடையாளம் காணப்பட்டன. இவற்றில் பெரும்பாலானவை சுருட்டப்பட்ட சமநிலை அதிர்வலை எழுப்பிகளுடன் கூடிய இயந்திரமுறை மணிக்கட்டு-காலத்தைத் துல்லியமாக அளக்கும் கருவிகள்-கைக்கடிகாரங்களுக்கானவை ஆகும் COSC இன்படி, காலத்தைத் துல்லியமாக அளக்கும் கருவியானது ஒரு உயர் துல்லியமான கடிகாரமாகும். இது வினாடிகளைக் காண்பிக்கக்கூடியது மற்றும் பல்வேறு நிலைகளிலும், பல்வேறு வெப்பநிலைகளிலும் நடுநிலையான ஒரு அதிகாரியால் பல நாட்களாகச் சோதனை செய்யப்பட்ட ஒரு அசைவுக்கு இடமளிக்கக் கூடியது. இந்த தேவையைப் பூர்த்தி செய்வதற்கு ஒவ்வொரு அசைவும் ஐந்து நிலைகளில், மூன்று வெப்பநிலைகளைல் தொடர்ச்சியான பல நாட்களாக தனித்தனியாகச் சோதனை செய்யப்பட்டது. குரோனோமீட்டர் என்ற பெயருடன் கூடிய எந்தவொரு கடிகாரத்திலும் உறுதிப்படுத்தப்பட்ட ஒரு அசைவு உள்ளது.^[143]

பளிங்குபோன்ற படிக்கக்கல்லின் அழுத்த மின் இயல்புகளை 1880 ஆம் ஆண்டில் ஜாக்குவஸ் (Jacques) மற்றும் பியரே குரீ (Pierre Curie) ஆகியோர் கண்டுபிடித்தனர்.^[96][144] முதலாவது பளிங்குநிலை அதிர்வலை எழுப்பியை 1921 ஆம் ஆண்டில் வால்டர் ஜி. காடி (Walter G. Cady) உருவாக்கினார். 1927 ஆம் ஆண்டில், கனடாவிலுள்ள பெல் டெலிபோன் லபோரட்டரீசுவில் வாரன் மரிசன் (Warren Marrison) மற்றும் ஜே. டபிள்யூ ஹார்ட்டன் (J. W. Horton) ஆகியோர் முதலாவது படிகக்கல் கடிகாரத்தை உருவாக்கினார்கள்.^[145][146] தொடர்ந்துவந்த ஆண்டுகள் ஆய்வுகூட அமைப்புகளில் துல்லியமான நேர அளவீட்டுக் கருவிகளாக படிகக்கல் கடிகாரங்கள் விருத்தியடைந்ததைக் கண்டன-வெற்றிட குழாய்களுடன் கட்டமைக்கப்பட்ட பருத்த, பலமற்ற எண்ணுகின்ற மின்னணுவியலானது பிற இடங்களில் அவற்றின் பயன்பாட்டை மட்டுப்படுத்தியது. 1932 ஆம் ஆண்டில், பூமியின் சுழற்சி வீதத்திலுள்ள வாராந்த சிறிய மாறுபாடுகளை அளக்கக்கூடிய படிக்கக்கல் கடிகாரம் உருவாக்கப்பட்டது.^[146] தேசிய நியம வாரியமானது (தற்போதைய NIST) 1929 ஆம் ஆண்டின் பிற்பகுதியிலிருந்து 1960 ஆம் ஆண்டுகள் வரையில் அமெரிக்க ஒன்றியத்தின் நேர நியமங்களை படிbased the time standard of the United States on quartz கடிகாரம்s from late 1929 until the 1960s, when it changed to atomic கடிகாரம்s.^[147] 1969 ஆம் ஆண்டில், சிக்கோ நிறுவனமானது உலகின் முதலாவது படிகக்கல் கைக்கடிகாரம் அஸ்ட்ரனைத் தயாரித்தது.^[148] அவற்றின் இயல்பான சரிநுட்பம் மற்றும் குறைந்த தயாரிப்புச் செலவு ஆகியவை படிகக்கல் கடிகாரங்கள் மற்றும் கைக்கடிகாரங்ளின் தொடர்ச்சியான பெருக்கத்தை விளைவித்தன.^[96]

அணுக் கடிகாரங்களே இன்றைய தேதியில் மிகவும் சரிநுட்பமான காலங்காட்டும் கருவிகள் ஆகும். கடந்த பல்லாயிரம் ஆண்டுகளாக ஒரு சில வினாடிகளுக்கு இவை சரிநுட்பமாக இருப்பதால், பிற கடிகாரங்கள் மற்றும் காலங்காட்டும் கருவிகளை வரையறுக்க இவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன.^[149] 1949 ஆம் ஆண்டில் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட முதலாவது அணூக் கடிகாரம் சுமித்சோனியன் கல்லூரியில் காட்சிக்கு வைக்கப்பட்டுள்ளது.^[147] இது அமோனியா மூலக்கூற்றிலுள்ள அகத்துறிஞ்சல் வரிசையை அடிப்படையாகக் கொண்டிருந்தது.^[150][151] ஆனால், இப்போது பெரும்பாலானவை செசியம் அணுவின் சுழற்சி இயல்பை அடிப்படையாகக் கொண்டுள்ளன. 1967 ஆம் ஆண்டில், இதன் நேரத்தின் அலகான வினாடியை செசியத்தின் இயல்புகளின் அடிப்படையில் அலகுகளின் சர்வதேச முறை தரநிலைப்படுத்தியது.^[151] SI ஆனது வினாடியை தள நிலை ¹³³Cs அணுவின் இரண்டு இலத்திரன் சுழற்சி சக்தி மட்டங்களுக்கு இடையிலான மாற்றத்துடன் தொடர்புபடுகின்ற கதிரியக்கத்தின் 9,192,631,770 வட்டங்களாக வரையறுக்கிறது.^[152] செசியம் அணுக் கடிகாரம், maintained by the தரநிலைகள் மற்றும் தொழில்நுட்பத்திற்கான தேசிய நிறுவனம் தொடர்ந்து செயலாற்றிவந்த செசியம் அணுக் கடிகாரமானது ஆண்டொன்றுக்கு வினாடி ஒன்றின் 30 பில்லியனாவது வரை சரிநுட்பமானது.^[151] அணுக் கடிகாரங்களில் சிறந்த உறுதித்தன்மையை வழங்குகின்ற-ஐதரசன் கடிகாரங்களாக இருக்கும் பட்சத்தில்- மற்றும் சிறிய அளவு மற்றும் குறைவான சக்தி உள்ளெடுப்பு ஆகியவை காரணமாக குறைந்த செலவை உண்டாக்குகின்ற (ருபீடியன் கடிகாரங்களாக இருக்கும் பட்சத்தில்) ஐதரசன் மற்றும் ருபீடியம் நீராவி போன்ற பிற மூலகங்களும் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன.^[151]

• உலகளாவிய வழிச்செலுத்தல் முறைமை

• www.germanclocks.org – for a comprehensive timeline of horology
• A walk through time பரணிடப்பட்டது 2008-04-09 at the வந்தவழி இயந்திரம்
• Measuring time in ancient Egypt
• A basic Overview