היסטוריה של השעונים
שעונים של תרבויות עתיקות > יוון ורומא העתיקה

שעוני מים, או קלפסידרה, שימשו לרוב ביוון העתיקה לאחר הצגתם על ידי אפלטון, שהמציא גם שעון מעורר על בסיס מים תיאור אחד של השעון המעורר של אפלטון מתאר זאת כתלות בהצפתו הלילית של כלי המכיל כדורי עופרת, שצפו בחבית בעלת צורה של עמוד. בחבית הייתה כמות הולכת וגוברת של מים, שסופקו על ידי מכל מים. בבוקר, המים שבכלי היו צפים מספיק גבוה כדי להטות אותה, וגורמים לכדורי העופרת להישפך על מגש נחושת. הרעש שהתקבל עורר אז את תלמידיו של אפלטון באקדמיה. אפשרות נוספת היא שהיא כללה שתי צנצנות, המחוברות באמצעות סיפון; מים התרוקנו עד שהגיעו לסיפון שהעביר את המים לצנצנת השנייה. שם, המים העולים ידחפו אוויר דרך משרוקית, שהשמיעו שריקה בתפקיד שעון מעורר. היוונים והכלדינים קיימו באופן קבוע רשומות של תזמון זמן כחלק חיוני מהתצפיות האסטרונומיות שלהם.
האסטרונום היווני, אנדרוניקוס מקירוס, פיקח על בניית מגדל הרוחות באתונה במאה הראשונה לפני הספירה.
במסורת היוונית, קלפסידרות היו בשימוש בבית משפט; מאוחר יותר אימצו הרומאים גם את הנוהג הזה. יש כמה אזכורים לכך ברשומות היסטוריות ובספרות של התקופה; לדוגמה, ב"תאורטוס" אומר אפלטון כי "האנשים האלה, לעומת זאת, תמיד מדברים בחיפזון, שכן המים הזורמים דוחקים אותם". אזכור נוסף מתרחש בחמור הזהב של לוציוס אפוליוס: "פקיד בית המשפט החל לצעוק שוב, והפעם זימן את העד הראשי להופעת התביעה. למעלה צעד זקן שלא הכרתי. הוא הוזמן לדבר כל עוד היו מים בשעון; זה היה כדור חלול אליו נשפכו מים דרך משפך בצוואר, וממנו נמלטו בהדרגה דרך ניקוב עדין בבסיס". השעון בדיווחו של אפוליוס היה אחד ממגוון סוגים של שעוני מים ששימשו בהיסטוריה. שעון נוסף כלל קערה עם חור במרכזה, שהוצפה על מים. הזמן חושב על ידי התבוננות בזמן שלקח לקערה להתמלא במים.
אף על פי שהקלפסידרה הייתה שימושית יותר משעוני שמש היות שניתן היה להשתמש בהם בתוך הבית, במהלך הלילה, וגם כשהשמיים היו מעוננים, בכל אופן הם לא היו מדויקים באותה מידה. לכן, היוונים חיפשו דרך לשפר את שעוני המים שלהם. למרות חוסר הדיוק לעומת שעוני השמש, שעוני המים היווניים הפכו ליותר מדויקים סביב 325 שנים לפני הספירה, והותאמו להם פנים עם מחוג של שעה, מה שעשה את קריאת השעון ליותר מדויקת ונוחה. אחת הבעיות השכיחות יותר ברוב סוגי הקלפסידרה נגרמה כתוצאה מלחץ מים: כאשר המכולה המחזיקה את המים הייתה מלאה, הלחץ המוגבר גרם למים לזרום במהירות רבה יותר. בעיה זו טופלה על ידי הורולוגים יוונים ורומאים החל משנת 100 לפני הספירה, והשיפורים המשיכו להתבצע במאות שלאחר מכן. כדי לנטרל את זרימת המים המוגברת, קיבלו מכלי המים של השעון - בדרך כלל קערות או פכים - צורה חרוטית; ממוקמת עם הקצה הרחב למעלה, כמות גדולה יותר של מים הייתה צריכה לזרום החוצה כדי לרדת באותו מרחק כמו כשהמים היו נמוכים יותר בתוך הקונוס. לצד שיפור זה, נבנו שעונים בצורה אלגנטית יותר בתקופה זו, עם שעות המסומנות על ידי גונגים, דלתות הנפתחות לפסלונים זעירים, פעמונים או מנגנוני תנועה. עם זאת, היו כמה בעיות שנותרו, שמעולם לא נפתרו, כמו השפעת הטמפרטורה. מים זורמים לאט יותר כאשר הם קרים, ואפילו עלולים לקפוא.
בין 270 לפני הספירה ל-לאחר הספירה, הלניסטים (קטסיביוס, הרון מאלכסנדריה, ארכימדס) והורולוגים ואסטרונומים רומיים החלו לפתח שעוני מים ממוכנים משוכללים יותר. המורכבות הנוספת נועדה לווסת את הזרימה ולאפשר תצוגות מהודרות יותר של חלוף הזמן. לדוגמה, כמה שעוני מים צלצלו בפעמונים ובגונגים, בעוד שאחרים פתחו דלתות וחלונות כדי להציג צלמיות של אנשים, או להזיז מצביעים ומחוגים. חלקם אף הציגו מודלים אסטרולוגיים של היקום.
אף על פי שהיוונים והרומאים עשו רבות כדי לקדם את טכנולוגיית שעון המים, הם עדיין המשיכו להשתמש בשעוני צל. אומרים כי המתמטיקאי והאסטרונום תיאודוסיוס מביתניה, למשל, המציא שעון שמש אוניברסלי שהיה מדויק בכל מקום על פני כדור הארץ, אם כי מעט מאוד ידוע עליו. אחרים כתבו על שעון שמש במתמטיקה ובספרות של התקופה. מרקוס ויטרוביוס פוליו, הסופר הרומאי של "על אודות האדריכלות", כתב על המתמטיקה של גנומונים, או להבי שעוני השמש. בתקופת שלטונו של אוגוסטוס קיסר, בנו הרומאים את שעון השמש הגדול ביותר שנבנה אי פעם, סולריום אוגוסטי. הגנומון שלו היה אובליסק מבמצרים העתיקה. באופן דומה, האובליסק מקמפוס מרטיוס שימש כגנומון לשעון השמש של גלגל המזלות של אוגוסטוס. פליניוס הזקן תיעד כי שעון השמש הראשון ברומא הגיע בשנת 264 לפני הספירה, ונגנב מקאטניה שבסיציליה; לדבריו, זה הציג זמן שגוי עד לשימוש בציונים ובזווית המתאימה לקווי הרוחב של רומא - מאה שנה לאחר מכן.