Kymmenen kelwollista kojetta keskiajalta
KTM Anu Rainela-Lankinen, Alnilam
Keskiajalla oli käytössä erilaisia kojeita ajan mittaamista ja paikan määritystä varten. Seuraavien kymmenen laitteen esittelystä käy samalla ilmi, mitä vaikeuksia ajan ja paikan tarkkaan määrittämiseen liittyi ja miksi niin oli tarpeen tehdä.
Aurinkokello
Aurinkokelloja käytettiin Babyloniassa ainakin 5500 vuotta sitten. Ensimmäisissä kelloissa oli vain osoittaja eli gnomon, pystysuora tikku, puunrunko tai pylväs, jonka maahan heittämän varjon pituus määritti päivän hetket. Kiinalaiset kirjoittivat ”varjonheittäjästä” noin vuonna 2400 eaa., ja Egyptissä alettiin käyttää aurinkokelloja n. 1200-luvulla eaa. Aurinkokelloja on sittemmin tehty lukuisina erilaisina versioina kiinteistä maahan tuetuista laitteista mukana kannettaviin jopa korun kaltaisiin aurinkokelloihin. Keskiajalla eteläisen Euroopan kaupunkien keskustorien ympäristöstä löytyi aina jonkun talon, tavallisesti raatihuoneen, seinästä aurinkokello, joka rytmitti alueen ihmisten elämää. Vaikka mekaaniset kellot alkoivat yleistyä 1600-luvun loppupuolella, erilaisia aurinkokelloja käytettiin yleisesti aina 1800-luvun lopulle saakka, sillä ajan mittaamisemme perustui aurinkoaikaan aina vuoteen 1884 saakka.
Tiimalasi
Tiimalasi on vanha ajanmittauslaite. Keskeltä ohueksi puristetussa lasiastiassa on hiekkaa, joka valuu ylemmästä osasta alempaan. Kun kaikki hiekka on valunut, tiimalasin voi kääntää ja aloittaa ajanmittauksen uudelleen. Suomen kieleen ”tiimalasi”-sana tulee ruotsista: timmglas eli tuntilasi. Siitä käytetään myös nimitystä hiekkakello (sandtimer). Egyptistä löytyy kuvauksia tiimalasista jo 1500-luvulta eaa., jolloin tiimalasit koottiin kahdesta erillisestä valetusta lasikartiosta. Yhtenäisiä lasiastioita opittiin puhaltamaan todennäköisesti noin 2000 vuotta sitten. Tiimalaseja on valmistettu eri mittaisille ajoille, ja merenkävijöille tärkein on ollut puolen tunnin tiimalasi, jonka avulla arvioitiin kuljettua matkaa ja mitattiin työvuorojen pituuksia.
Astrolabi
Astro labes, tähtien etsijä, on Kreikassa noin 400-luvulla eaa. kehitetty tähtitieteellinen laskukone, oman aikansa tietokone. Se näyttää valittujen tähtien sijainnin tähtikoordinaatistossa, ja eri tavoin pyöritettäviä kehiä ja laitteen kummallakin puolella olevia viivaimia kääntämällä sillä voidaan laskea tähtien sijainteja, nousu- ja laskuaikoja, auringon tasaus- ja seisauspäiviä, kalenteriaikoja ja myöhemmin myös kellonaikoja. Astrolabin kääntöpuolen viivain on yksi vanhimpia navigointivälineitä, jolla pystyy mittaamaan valitun tähden kulmakorkeuden. Arabialaiset tähtitieteilijät parantelivat 500-luvulta alkaen astrolabia ja toivat sen Eurooppaan ensimmäisen vuosituhannen lopulla. Astrolabi saattaa olla pisimpään yhtäjaksoisesti käytetty mekaaninen instrumentti, sillä sen käyttö alkoi hiipua vasta 1700-luvulla oltuaan tähtitieteilijöiden ja merenkävijöiden keskeinen työkalu 2000 vuoden ajan.
Armillaaripallo
Armillaari- eli taivaanmekaniikkapallon avulla kuvattiin maailmankaikkeuden rakennetta, seurattiin tähtien liikkeitä ja laskettiin paljaalla silmällä näkyvien viiden planeetan kiertoratoja. Armillaarin avulla myös määritettiin Auringon tasaus- ja seisauspäivien ajankohdat. Armillaarin kehitti kreikkalainen Eratosthenes 200-luvun puolivälissä eaa. Siinä on nimensä mukaisesti (lat. armilla, kehä, piiri) sisäkkäisiä kehiä, jotka kuvaavat päiväntasaajan, kääntöpiirien ja napapiirien jatkeita taivaalla sekä ekliptika, jolla eläinradan tähdet sijaitsevat ja jota vasten Aurinko, Kuu ja planeetat näyttävät liikkuvan. Kaiken keskellä on Maa. Armillaaripallojen hyötykäyttö hiipui, kun todistettiin, että Maa kiertääkin Aurinkoa. Sittemmin armillaari antoi muodon monelle aurinkokellolle.
Kvadrantti
Kvadrantti on ympyrän neljänneksen muotoinen kulmanmittauslaite. Sen tähtäyssauva tai -lanka on kiinnitetty ympyrän keskipisteeseen ja kehälle on kaiverrettu kulma-asteikko. Kvadrantteja käytettiin jo antiikin Kreikassa, ja monet laitteista olivat niin suuria, että ne asennettiin kiinteästi maahan. Kvadrantilla voidaan mitata taivaankappaleen korkeus sen ohittaessa taivaan etelämeridiaanin. Tästä saadaan maantieteellistä leveyspiiriä vastaava taivaanpallon koordinaatti, deklinaatio. Jos taas havaitaan kohde, jonka deklinaatio on jo tiedossa, saadaan selville havaintopaikan leveysaste. Koska kvadrantista saadaan tällä tavoin paikkatietoa, se on ollut tärkeä työkalu niin merenkulkijoille kun kartografeillekin. Sekstantti korvasi kvadrantin käytön 1600-luvun loppupuolella.
Kompassi
Kiinalaisten kerrotaan käyttäneen kompassia jo yli 4500 vuoden ajan, sillä he osasivat käyttää magneettisuutta suunnistamisen apuna. Todistettavasti Aasiassa käytettiin kompassia yleisesti kuitenkin vasta 200-luvulta alkaen. Euroopan ensimmäiset maininnat kompassista ovat 1190-luvulta. Sitä ei kuitenkaan tiedetä, tuliko kompassi Eurooppaan idästä vai keksittiinkö sen toiminta täällä itsenäisesti. Viikinkien kerrotaan käyttäneen kompasseja, mutta sillä on ehkä viitattu aurinkokompassiin eli aurinkokiveen, joka näyttää pilvisellä säällä auringon sijainnin, tai puiseen kiekkoon, johon vuoltiin Auringon jättämä varjolinja. Ennen kuin magneettikompassin toimintaperiaatteet oli saatu tulkittua, uskottiin, että Pohjoisnavalla on suunnaton musta rautavuori, Monte Nigra, joka vetää magneettisia kompassineuloja puoleensa. Tämä vuori olikin merkitty moniin vanhoihin karttoihin.
Aurinkokello-kompassi eli matkakello
Kompassiin opittiin yhdistämään aurinkokello 1200-luvun alussa. Näin luotiin mukana kannettava kello niille, joiden piti matkustaa niin kauas kylästä, etteivät kirkonkellotkaan enää kuuluneet päivän toimia rytmittämään. Kompassin avulla laitteen sai aina käännettyä oikeaan suuntaan Aurinkoon nähden, jolloin laite myös antoi tarkan aurinkoajan. Hienoimmissa laitteissa oli useita tuntiasteikkoja eri leveyspiirejä – eli eri kaupunkeja – varten. Näitä matkakelloiksikin kutsuttuja laitteita käytettiin aina 1800-luvun lopulle asti. Erityisesti merenkulkijat suosivat kompassin ja aurinkokellon yhdistelmiä, sillä mekaaniset kellot olivat vielä 1800-luvullakin varsin epätarkkoja meriolosuhteissa, eikä tarkkuuskelloon eli kronometriin ollut jokaisella kapteenilla varaa.
Nokturlabi, tähtikello
Noctur labes, yön etsijä, antaa yöllä kellonajat tähtikuvioiden sijainnin perusteella. Nokturlabin eli tähtikellon idea kehittyi ehkä jo 1100-luvulla auttamaan lääkkeiden oikea-aikaisessa annostelussa. Ensin nokturlabista valitaan oikea kuukausi, minkä jälkeen sen keskellä olevasta reiästä katsotaan Pohjantähteen ja viivain siirretään jonkin sitä lähellä olevan tähden (tavallisesti Pienen Karhun Kochab) kohdalle. Sen jälkeen laitteen sisäkehän kellotaulusta luetaan aika. Nokturlabilla päästiin tavallisesti noin puolen tunnin tarkkuuteen, mutta kehittyneimmillä malleilla jopa 3–5 minuutin tarkkuuteen. Nokturlabin valta-aikaa oli 1500-luku, jolloin siitä kehitettiin lukuisia erilaisia versioita. Englannin kuninkaallisen astronomin Sir Humphrey Colen nokturlabeja on taltioitu British Museumiin useita kymmeniä.
Numerokoodilukko, kryptex
Numero- eli yhdistelmälukkoja käytettiin jo roomalaisaikoina, ja tarkkoja kuvauksia niistä löytyy 1200-luvun arabilaisista kirjoituksista. Yhdistelmälukkoja on käytetty etupäässä tiedon salaamiseen, sillä monen lukkolaitteen sisällä oli tyhjä lieriömäinen tila viestien tai muun arvokkaan materiaalin säilyttämiseen. Vain oikealla numero- tai kirjainyhdistelmällä lukon sai avattua vaurioittamatta sisällä olevaa viestiä. 1900-luvun alusta alkaen numerokoodilukkoja on valmistettu ihan tavallisina lukkolaitteina. ”Krypteksi”-sana on yhdistelmä kreikan kielen kryptos (salattu, piilotettu) ja latinan codex (koodeksi, kirja) sanoista, ja se luotiin Dan Brownin Da Vinci koodi -kirjaa varten.
Suurennuslasi
Antiikin kreikkalaiset käyttivät polttolasina pyöreitä lasipalloja, ja on todennäköistä, että he tunsivat myös lasipallon suurentavan ominaisuuden. 1000-luvulla arabialainen Alhazen esitteli optiikan kirjassaan kaarevat peilit ja lasinpalat, joilla oli suurentava vaikutus. Filosofi Robert Bacon kuvaili 1200-luvulla suurennuslaseja, ja saman vuosisadan lopulla italialaiset keksivät yhdistää kaksi suurentavaa lasia silmälaseiksi. Silmälasien ohella valmistettiin tuolloin myös varrellisia kädessä pidettäviä linssejä, nykyisin tuntemamme suurennuslasin kaltaisia apukojeita heikkonäköisille. Muranon lasitehtaat Venetsian edustalla hallitsivat keskiajan loppuun asti hiottujen lasilinssien markkinoita, ja uuden ajan alussa lasin hiomisen taito levisi myös Hollantiin ja Saksaan. 1600-luvun alussa Galileo Galilei keksi asettaa kaksi hiottua linssiä peräkkäin ja sai koottua ensimmäisen kaukoputken.
Blogitekstin kaikki kuvat: Anu Rainela-Lankinen