Những chiếc đồng hồ chỉ giờ bằng ánh sáng mặt trời đã xuất hiện từ thời kỳ của các nền văn minh cổ đại. Điều lý thú là ở chỗ, chiếc đồng hồ Thái dương ở Bạc Liêu có thiết kế không giống với bất kỳ chiếc "đồng hồ mặt trời" nào khác từng được biết đến trên thế giới.
Trong khuôn viên Trung tâm giáo dục thường xuyên TP Bạc Liêu, tỉnh Bạc Liêu có một di tích lịch sử đặc biệt, đó là chiếc đồng hồ kỳ lạ chỉ giờ bằng ánh sáng mặt trời, có tuổi đời trên dưới 100 năm.
Được gọi là đồng hồ Thái dương, chiếc đồng hồ này được dựng phía trước dinh tỉnh trưởng Bạc Liêu thời thuộc Pháp. "Cha đẻ" của đồng hồ là nhà nhà bác vật Lưu Văn Lang (1880 - 1969), một nhà khoa học nổi danh của vùng đất Nam Bộ đầu thế kỷ 20.
Đồng hồ có cấu trúc khá thô sơ, với mặt chính của hướng về phía Đông, cao khoảng 0,7 m, rộng 1m, chất liệu là gạch và xi măng. Đồng hồ gồm phần mặt có tiết diện nghiêng với một khối chữ nhật thẳng đứng nhô ra ở chính giữa.
Mặt đồng hồ khắc 12 con số La Mã, từ 1 đến 12 để chỉ giờ. Khoảng giữa các con số được chia thành 12 khía để chỉ phút.
Nguyên lý hoạt của đồng hồ Thái dương rất đơn giản. Ánh nắng chiếu xuống phần chữ nhật lồi ra sẽ tạo nên một vệt bóng trên mặt đồng hồ. Số giờ được xác định dựa vào vệt này.
Bóng nắng trên đồng hồ Thái dương xoay cùng chiều với kim đồng hồ thông thường nên trong ảnh này, số giờ là 10.
"Kim phút" đang nằm ở khoảng giữa vạch số 8 và số 9 trong 12 vạch chỉ phút của giờ thứ 10. Mỗi vạch chỉ phút tương ứng 5 phút nên số phút ở đây sẽ là 8,5 X 5 = 42,5 phút. Thực tế khi bức ảnh được chụp, đồng hồ của máy ảnh ghi lại thời gian là 10h39 phút. Như vậy sai số của đồng hồ Thái dương trong trường hợp này là khoảng 3 phút.
Đối với một chiếc đồng hồ hết sức thô sơ, độ chính xác như vậy là rất đáng nể.
Hạn chế lớn nhất của đồng hồ Thái dương là do "hoạt động" bằng ánh nắng, nên đồng hồ sẽ "chết" khi trời tối hoặc âm u.
Những chiếc đồng hồ chỉ giờ bằng ánh sáng mặt trời đã xuất hiện từ thời kỳ của các nền văn minh cổ đại. Điều lý thú là ở chỗ, chiếc đồng hồ Thái dương ở Bạc Liêu có thiết kế không giống với bất kỳ chiếc "đồng hồ mặt trời" nào khác từng được biết đến trên thế giới.
Theo KIẾN THỨC
Những chiếc đồng hồ cổ xưa nhất Việt Nam
Khởi thủy, người xưa nghĩ ra những cái hồ đựng nước bằng đồng. Với hồ phía trên được tạo lỗ nhỏ để nước rỉ xuống. Hồ bên dưới có khắc nhiều đường vạch, gọi “giọt đồng hồ”, nói đủ là “giọt nước đồng hồ”, hay “lậu hồ”.
1. Cách nay hàng mấy nghìn năm người xưa đã biết đo tính thời gian bằng đồng hồ. Theo đà tiến hóa, qua nhiều thời đại, trong sinh hoạt đời sống, do những yêu cầu nhất định của từng lĩnh vực chuyên ngành, người ta đã chế tạo ra muôn ngàn dạng kiểu đồng hồ bằng nhiều phương thức, kỹ thuật công nghệ cả về vật liệu cấu trúc và năng lượng khác nhau.
Có thể nói hầu hết đều chính xác, giá trị, trong khi giá thành lại rất hạ, có loại rẻ đến mức ngang bằng hoặc thấp hơn những món đồ chơi thông thường của trẻ con, nên ai cũng có thể mua sắm được một cách dễ dàng.
Thành ra chuyện “người người có đồng hồ, nhà nhà có đồng hồ” đã đành, mà còn hơn thế nữa, những nơi công cộng như nhà lồng chợ, bến xe, bến tàu, những ngã rẽ trên các trục lộ giao thông… đều có đặt những chiếc đồng hồ vừa to vừa đẹp giúp mọi người có thể nhờ vào đó mà biết được giờ khắc, rất tiện ích cho sinh hoạt đời sống nhân dân.
Nay thì vậy, còn xưa? Tất nhiên buổi sơ thời kiểu dáng và cấu trúc đồng hồ rất đơn giản, cồng kềnh.
Với loại “giọt đồng hồ”, cứ nhìn mực nước trong hồ tại một thời điểm, người ta biết được giờ lúc ấy trong ngày. Khi cạn nước ở hồ trên, người ta trút hết nước hồ dưới lên, cứ thế. Đại thể là như vậy. Dần về sau "lậu hồ" được cải tiến, có thêm nhiều vạch nhỏ, gọi khắc, nên nay thường nói tiếng đôi là “giờ khắc”. Tùy từng triều đại mà “khắc” có thay đổi mỗi ngày đêm, khi thì 100, khi thì 96 hoặc 108.
Minh họa mặt đồng hồ toàn chữ trong sách Phủ Biên tạp lục của Lê Quý Đôn
Theo sách Sơ học ký của Từ Kiên đời Đường, việc làm ra lậu khắc có từ thời Hoàng đế truyền đến đời Hạ, đời Thương…
Cái lậu khắc ấy dùng để xem giờ, có 3 tầng tròn, đường kính đều 1 thước, để trên cái thùng hứng nước vuông, có con rùa vàng, miệng phun nước vào thùng, nước chảy ngang dọc, lại chảy xuống đồ chứa nước để ngang ở dưới (“cái cừ”) có đặt hình nhân gọi là “quan tư thần” đúc bằng vàng, mặc áo đội mũ, hai tay cầm hai cái tên. Ấy là cái lậu khắc của Ân Quỳ chế ra…
Nếu đồng hồ nước “âm thầm” thì đồng hồ cát, gọi “sa lậu” của phương Tây lại biết “lên tiếng” báo giờ! Còn nhớ, giữa năm 1627, khi cuộc chiến tranh Trịnh Nguyễn sắp bùng nổ, Trịnh Tráng (1623 1657) đem quân vào đánh xứ Nam, tới An Vực (Thanh Hóa), nhân cho nghỉ quân ít ngày, ông truyền đem chiếc đồng hồ cát do giáo sĩ Đắc Lộ (Alexandre de Rhôdes) biếu, để xem thực hư thế nào. Lúc cát chảy hết thì đồng hồ tự động gõ chuông báo giờ. Chúa rất ngạc nhiên, thán phục và xem đó là lễ vật đặc biệt.
Ở Đàng Trong, cuối tháng giêng năm 1642, khi trở lại xứ Nam lần thứ 3, Đắc Lộ cố tìm cách lấy lòng chúa Nguyễn, nên cũng đã tặng mấy chiếc đồng hồ mặt vẽ số La Mã, và chữ Hán. Chúa Phúc Lan (1635 1648) lấy làm hài lòng.
Mặt đồng hồ vẽ trong sách Phủ Biên tạp lục của Lê Quý Đôn vừa có chữ vừa có số.
Sách Việt sử giai thoại của Đào Trinh Nhất ghi, khi chúa Hiền (Nguyễn Phúc Tần, 1648 - 1687) nhận chiếc đồng hồ báo thức do thừa sai Bénigne Vachet tặng, chúa rất quý. Nhưng chỉ mấy tháng sau, người thợ bạc trong vương phủ ngồi táy máy, tháo tung đồng hồ ra xem, làm gãy mất một răng cưa bánh xe thành thử đồng hồ không chạy được nữa. Chúa Hiền sai người bảo với Vachet rằng chiếc đồng hồ ấy đã hư mất rồi. Vachet đem chiếc đồng hồ ra nhà trọ của một người theo đạo để cùng mở ra xem. Chủ nhà trọ là anh thợ bạc phát hiện 1 bánh xe đồng hồ bị gãy răng cưa, bèn nói:
Tưởng là hỏng thế nào, chứ có thế này thôi thì con chữa được ngay.
Anh chữa thế nào được? Ông Vachet hỏi.
Thưa cha, chỉ cần làm một bánh xe răng cưa mới, giống hệt cái đã gãy thì được chứ có khó gì! Anh thợ bạc trả lời.
Hừ! Chuyện máy móc tưởng như trò chơi? Ở bên Tây người ta có máy đúc, máy cưa, máy bào, máy tiện… bao nhiêu công phu người ta mới làm nên được cái bánh xe thế này. Anh tưởng dễ? Đừng hòng!
Cứ để con làm thử cho cha xem Anh thợ bạc nói quả quyết.
Về việc này, thừa sai Vachet viết: “Tôi mất công giảng giải vì những lẽ gì hắn không thể nào làm được, nhưng hắn chẳng nghe. Thật sự, tôi không tin rằng một người thuở nay chưa nghe nói máy móc đồng hồ bao giờ mà lại làm được chiếc bánh xe răng cưa! Bảo rằng làm thành công thì chưa thật là đúng bởi vì, chẳng những hắn làm được chiếc bánh xe ấy thôi, lại chế tạo một đồng hồ nguyên vẹn nữa, mới kỳ!
Độ 23 hay 24 hôm sau, hắn đặt vào tay tôi hai chiếc đồng hồ giống nhau làm sao, đến nỗi mắt nhìn không thể phân biệt cái cũ với cái mới. Giá như không phải chính mắt trông thấy, thì tôi tưởng chừng như mình nằm mộng, không khi nào tin được. Hai đồng hồ lại chạy đúng như nhau.
Đó là chiếc đồng hồ “made in Việt Nam” đầu tiên bắt chước đồng hồ Tây dương. Hình dạng và cấu trúc, lược ghi theo sách đã dẫn: Bề cao 1 thước 5 tấc, rộng 1 thước, trên có hình ông tiên cưỡi voi, hai bên cạnh là 2 con rồng chầu, 4 chân đồng hồ là 4 chân con voi, làm toàn bằng đồng và chạm trỗ rất khéo.
Khoảng giữa đằng trước khoét tròn, mặt đồng hồ cũng tròn và tráng men. Vành ngoài khắc chữ Tây, từ 5 phút, 10 phút, 15 phút, cho đến 60 phút. Vành trong khắc số hiệu 12 giờ: Tý Ngọ cùng đứng một chỗ ở trên; Quý Đinh cùng ở một chỗ khắc số 1, Sửu Mùi số 2…, Bính Nhâm số 11, rồi lại trở về Tý Ngọ. Kim đồng hồ thì có cây dài chỉ phút, cây ngắn chỉ giờ. Hễ khi kim ngắn chỉ số 1 thì tự động gõ lên 1 tiếng… chỉ số 12 thì gõ 12 tiếng.
Ngoài mặt đồng hồ có tấm kính thủy tinh che đậy, bên cạnh có khuy để tiện mở đóng. Trong ruột đồng hồ treo tấm đồng tròn, trong ngoài 3 từng, cùng đóng làm một, có 2 bánh xe lớn, 10 bánh xe nhỏ, cùng mắc vào trục nhỏ đâm ngang và đều có răng cưa. Gần cạnh cái trục kim giờ, kim phút, có dùi một lỗ để cắm chìa khóa vào lên dây thiều cho đồng hồ được chạy đều luôn. Sự tài khéo thật khó kể hết!
Trên mặt đồng hồ ta chế tạo chia làm 24 giờ theo cách riêng. Từ Đinh đế Tý 12 giờ rồi từ Quý ngược lên đến Ngọ cũng 12 giờ. Giờ nọ cách giờ kia có 4 vạch nhỏ tức là 4 khắc
Nhận thấy đồng hồ mang đến nhiều ích dụng, chúa Nguyễn nghĩ đến việc sáng tạo ra thêm nhưng hình thức thì do ông phác hoạ, có dáng như “Phật đình” (cái khánh thờ tượng Phật hình vuông, trên nóc có mái che hình lá sen, dưới có giá đỡ) cao độ 1 thước, mặt trước là một phiến đồng hình tròn, trên ấy có phân khắc 12 giờ. Giờ Ngọ ở trên, Tý ở dưới, Mão ở chính Đông, Dậu ở chính Tây.
Trong khoảng thời gian 12 giờ được chia làm phương vị 8 Can và 4 Duy. Bắt đầu từ Đinh là số 1… đến Tý là số 12. Rồi từ Quý ngược lên đến Ngọ cũng 12 giờ; giờ nọ cách giờ kia có 4 vạch nhỏ (khắc). Ở tâm có 2 kim bằng vàng, kim lớn ngắn chỉ giờ, kim nhỏ dài chỉ khắc (có 96 khắc tất cả). Bên trong là bộ máy gồm nhiều bánh xe có răng cưa, quay nhanh chậm khớp nhau có chừng mực. Khi kim chạy đến đúng giờ Đinh thì chuông tự động đánh một tiếng, đúng giờ Mùi đánh 2 tiếng…, gọi “tự minh chung”.
Việc chế tạo đồng hồ này, trước tiên chúa giao cho một viên làm việc trong nội viện tòa Thiên văn là Từ Tâm Bá, người Tây dương, ngụ ở phường Phú Xuân (trong kinh thành Phú Xuân), đã giúp việc chúa 30 năm, nhưng ông này cứ để dây dưa mãi đến mấy năm mà làm không xong. Đến tháng 5 năm Bính Thân (1776) chúa Nguyễn nghe nói có người khách (Tàu) quê ở Mã Cao tên là Tài Phó “có hiểu biết nghề làm đồng hồ”. Đến khi cho người kêu đến, hỏi thì y lại nói: “Nay tuổi đã già nua, nên không thể làm được nữa”.
Rồi sau đó, do nghe có người khen ngợi Nguyễn Văn Gịu con trai viên Thủ hợp là Chiêu Tài, nguyên làm thợ kính, thợ gương cho nhà Nguyễn trước kia rất giỏi về nghề làm đồng hồ. Chúa Nguyễn khiến người gọi đến và bảo hãy y theo cách thức đã phác thảo mà làm, thì ông làm chỉ trong 10 ngày là xong.
Đồng hồ của Văn Gịu làm không đúng như mẫu thức mà còn có thêm cái “cửa sổ”, hễ đến ngày nào thì cửa sổ ấy có hiện rõ chữ ghi đúng ngày ấy tựa như đồng hồ tự động có ngày, thứ hiện ta đang dùng vậy!
Vẫn theo Phủ biên tạp lục của Lê Quý Đôn, Nguyễn Văn Gịu người quê ở xã Đại Hào, huyện Đăng Xương. Lúc thiếu thời có sang nước Hòa Lan lưu học 2 năm thì làm được các loại đồng hồ “tự minh chung”. Ông còn làm “thiên lý kính” (ống dòm) “nhìn xa nghìn dặm”, rất tinh xảo. Đến năm ông 74 tuổi mà nhãn lực vẫn y như hồi còn trẻ tuổi. Em là Nguyễn Văn Thi, con là Nguyễn Văn Duy, cùng con rể là Lương Văn Dũng, cả nhà đều biết làm đồng hồ!
Sách sử cho biết, Văn Gịu sáng chế được nhiều kiểu đồng hồ với nhiều cỡ to nhỏ khác nhau, nhưng không nói rõ là ông đã “sản xuất” được bao nhiêu đồng hồ các loại. Tuy nhiên với cách ghi biên niên như: “Tháng 5 năm Tân Mão (1711) cho đặt đồng hồ ở châu Bố Chính để định chiều dài đường đi”; và “Tháng giêng năm Quý Sửu (1733) lại đặt đồng hồ ở các đinh (12 đinh) và các đồn canh ven bể”, ta biết, tuy những chiếc đồng hồ ấy được chế tạo tỉ mẫn bằng phương pháp thủ công, nhưng chỉ với những chỗ mà chúa đã cho “đặt” ấy ta hình dung ít lắm cũng có đến mấy mươi chiếc!
2. Trở lên là chuyện kể về những chiếc đồng hồ máy, chạy bằng dây thiều. Dưới đây là một kiểu đồng hồ “made in Việt Nam” nữa, khá độc đáo, vì nó “chạy” bằng… ánh sáng mặt trời, gọi “nhật quy thời” (đồng hồ mặt trời), dân gian quen gọi “đồng hồ đá”, kỳ thật được xây bằng xi măng lót gạch tàu, do kỹ sư Lưu Văn Lang (người Sa Đéc) sáng tạo năm 1916, đặt cố định tại thị xã Bạc Liêu, đến nay vẫn (và mãi mãi) phát huy tác dụng tất nhiên trong điều kiện được bảo quản tốt và nhất là phải có ánh sáng mặt trời trực tiếp rọi vào.
Nó được thiết kế cực kỳ đơn giản: nền là một mặt phẳng nằm ngang hình chữ nhật có kích thước phủ bì là 1,5m x 1,2m, cao 0,2m. Cạnh dài phía trong là một bức tường cao độ 0,7m nhưng không thẳng góc với nền mà nghiêng ra sau tạo thành góc lồi 1300, được chắn ở giữa bởi một “con lươn” hình trụ dẹp, cao 0,7m dày 0,2m, thẳng đứng nằm trên trục Bắc Nam, chia nền và vách làm hai phần bằng nhau.
Một nửa phía Đông có phân vạch và vẽ số La Mã cho 6 giờ buổi sáng; một nửa phía Tây cũng phân vạch cho 6 giờ buổi chiều, tức từ 12 giờ 1 phút đến 18 giờ. Từ khoảng của các vạch dài ấy có kẽ 2 vạch ngắn, giữa các vạch ngắn ấy lại có những vạch ngắn hơn, tất cả được phân rất đều nhau. Sáng, khi ánh mặt trời rọi vào, nhìn bóng của “con lươn” in trên mặt đồng hồ ta biết được giờ cụ thể tại thời điểm ấy.
Rõ ràng là quá đơn giản nhưng phải đâu ai cũng bắt chước được! Bằng chứng là từ ấy đến nay trên cả nước không hề có một chiếc “đồng hồ mặt trời” thứ hai nào dù vẫn biết đó chỉ là cách vận dụng phép trồng nêu để đo bóng, và sau đó là phép thụ thời để tính giờ. Sách Vân đài loại ngữ của Lê Qúi Đôn ghi lại chuyện cách nay đã trên 1.500 năm:
Năm Nhâm Ngọ, niên hiệu Nguyên Gia thứ 19 (442 sau CN), nhà Tống sai sứ sang Giao Châu đo bóng mặt trời thì thấy: ngày Hạ chí bóng cây nêu về phía Nam dài 3 tấc 3 phân.
Khoảng niên hiệu Nguyên Gia (424 454) nhà Tống đi đánh nước Lâm Ấp (Chiêm Thành); ngày tháng 5 dựng cây nêu thì thấy mặt trời ở về phía Bắc cây nêu; ở Giao Châu thì thấy mặt trời ở về phía Nam cây nêu 3 tấc.
Năm Khải Nguyên thứ 12 (724 đời Đường Huyền Tông), đo bóng mặt trời ở Giao Châu (tức là Thăng Long Hà Nội ngày nay) vào ngày Hạ chí, thì thấy bóng ở phía Nam cây nêu 3 tấc 3 phân so với sự đo năm Nguyên Gia nói trên giống nhau.
Lại lấy bản đồ xét và so sánh, tại Việt Nam lúc mặt trời ở trên đỉnh trời về phía Bắc 2 độ 4 phân. Chỗ cực cao 20 độ 4 phân; vào tiết Đông chí bóng dài 7 thước 9 tấc 4 phân; nhất định như thế. Tiết Xuân phân và Thu phân là 2 thước 9 tấc 3 phân; tiết Hạ chí bóng cây nêu về phía Nam 3 tấc 4 phân.
Qua đó người xưa kết luận bóng mặt trời ở mỗi vùng có chênh lệch ít nhiều. Đó là vị trí cụ thể của từng nơi. Ta biết, trái đất hình tròn, và bề mặt không phải phẳng lỳ, nếu là đồng bằng nó cũng cong mô, ánh sáng mặt trời rọi vào tất nhiên không thẳng góc mà phải lớn hơn 900, thành thử khi thiết kế đồng hồ mặt trời, nhà khoa học không thể không quan tâm đến yếu tố ấy, tức phải tính toán, tạo một mặt nghiêng theo vùng vĩ tuyến và kinh tuyến tại địa điểm xây dựng.
Tác giả Nguyễn Minh Mẫn trong một bài viết khảo về vấn đề này (Tc. Xưa và Nay số 136, tháng 3/2003) cũng nêu: Tỉnh Bạc Liêu ở vị trí 9 độ 32 đến 9 độ 38 vĩ độ Bắc, và 105 độ 51 phút 54 giây kinh độ Đông, bác vật Lang dùng công thức lượng giác để tính ra độ lồi của mặt nghiêng đó là 130 độ.
Chiếc đồng hồ đá “made in Việt Nam” ấy đến nay không chỉ vẫn còn nguyên vẹn, mà còn cho thấy là rất bền (chỉ tôn tạo cho đẹp thêm hơn chứ không việc gì phải chỉnh sửa). Chế ra nó, ông bác vật Lang đã thể hiện như là một “tài năng sáng tạo độc đáo”. Chiêm ngưỡng, ta có cảm giác thú vị “như được trở về một thời kỳ dĩ vãng xa xưa”.
Vậy thì, người Việt Nam đã biết sáng tạo đồng hồ tự minh chung dạng cơ tự động cách nay những 230 năm, được công nhận là tinh xảo, khéo léo, chính xác “chuông gõ đúng giờ, không bao giờ sai cả”. Điều chẳng may là lúc bấy giờ đất nước bắt đầu lâm vào cảnh tương tàn “nồi da xáo thịt” giữa hai họ Trịnh Nguyễn! Đàng Trong và Đàng Ngoài đều tập trung toàn lực để đánh giết lẫn nhau cả mấy trăm năm, khiến nhân dân phải chịu cảnh điêu linh đồ thán, kinh tế xã hội không phát triển. Chính quyền tất nhiên không rãnh tay thúc đẩy sản xuất, thành ra công nghệ đồng hồ phải bị đình đốn. Thật đáng tiếc!
Cho đến những năm đầu thế kỷ XX, nhờ hấp thụ được những tính lý của nền khoa học kỹ thuật tiên tiến phương Tây, cộng cùng trí thông minh vốn có, kỹ sư Lưu Văn Lang đã vận dụng phép thụ thời đã có tự ngàn xưa của phương Đông, sáng tạo được chiếc đồng hồ mặt trời “không tiền khoáng hậu”, đến nay đã ngót trăm năm mà vẫn (và mãi mãi) phát huy tác dụng một công trình khoa học liên thế kỷ!
Đặc biệt, về tên gọi dụng cụ đo tính thời gian, ta biết, nó được “định danh” từ mấy nghìn năm trước, và trong suốt tiến trình lịch sử, cả hình dáng, cấu trúc, dù đã qua biết bao lần thay đổi đến mức “thiên biến vạn hóa”, vậy mà đến nay, tuy không còn chút dấu vết nào của đồng, của hồ, như nguyên thủy, dân gian vẫn gọi đúng y cái tên khai sinh của nó: đồng hồ! Rõ là Việt Nam ta đã tỏ ra rất có ý thức trong việc bảo tồn tiếng nói: “Tiếng nói là thứ của cải vô cùng lâu đời và vô cùng quý báu của dân tộc”.
Theo Nguyễn Hữu Hiệp (Dân Việt)
