Nu s-a pastrat nici unul dintre primele ceasuri mecanice, dar se pare ca acestea au aparut, in Europa, dupa cum mentioneaza unele documente, in secolul al XIII-lea, cand au inlocuit ceasurile cu apa. Cu aproape doua secole mai devreme, in China medievala, in timpul dinastiei Song, un ceasornicar al imparatului concepuse un ceas mecanic incorporat intr-un astrolab (un instrument care masura miscarea stelelor, permitea observarea diverselor fenomene cosmice si includea si un mecanism de masurare a timpului). La mijlocul secolului al paisprezecelea, ceasuri mecanice de dimensiuni mari incep sa apara in turnurile oraselor italiene importante. Mecanismele acestora au rezistat peste 300 de ani, toate avand, insa, aceeasi problema – discul rotitor era foarte dificil de reglat.

Progrese se fac odata cu inventarea ceasului cu arc, intre anii 1500 – 1510, de catre lacatusul de origine germana, Peter Henlein, din Nuremberg. Prin inlocuirea greutatilor foarte mari din interior (asa cum erau mecanismele de pana atunci), ceasul mecanic devine mult mai usor si portabil, bucurandu-se de popularitate in randul nobililor instariti, datorita dimensiunilor reduse si pentru faptul ca putea fi asezat pe birou (si nu doar vertical, pe perete). Henlein isi numeste ceasul “Oua Nuremberg”. Nu avea secundar (acesta fiind inventat mai tarziu, in 1670), nici protectie de sticla si incetinea pe masura folosirii. Galileo Galilei, la inceputul secolului al XVII-lea, schiteaza, surprinzator de amanuntit, mecanismul de functionare al unui ceas, dar nu reuseste sa construiasca si un prototip in timpul vietii.

Ceasul mecanic cu mecanism precis

Cel caruia ii este atribuita inventia ceasului mecanic – un ceas cu pendul – in 1656, este Christiaan Huygens, astronom, matematician si fizician olandez. Pendulul lui Huygens avea o eroare mai mica de un minut, pe zi, fiind prima oara in istorie cand se atingea un asemenea grad de acuratete. Datorita imbunatatirilor ulterioare, intarzierea se reduce la mai putin de 10 secunde pe zi. In 1675, acesta inventeaza si rotita balansiera, dar si un ansamblu de arcuri, de felul celor care se mai gasesc si astazi, in cateva dintre ceasurile de mana moderne. In anul 1671, britanicul William Clement incepe fabricarea ceasurilor mecanice la care se puteau da acele inapoi, o imbunatatire substantiala, care reducea interferenta in miscarea pendulului. In 1721, George Graham introduce o modalitate de a compensa variatiile pendulului din cauza temperaturii, iar John Harrison, tamplar de meserie si ceasornicar amator, rafineaza inventia lui Graham si pune la punct si alte metode prin care se putea reduce frictiunea. Pana in anul 1761, Harrison construieste un cronometru marin cu arc si rotita balansiera, care castiga un premiu urias din partea guvernului britanic (astazi suma se ridica la valoarea de 2 milioane de dolari) pentru ca, prin intermediul inventiei sale, longitudinea putea fi determinata cu o marja de o cincime de secunda.

Idei noi se adauga pe parcurs si, in anul 1889, germanul Siegmund Riefler inventeaza un ceas mecanic cu o acuratete de o sutime de secunda pe zi si care a devenit si standard in foarte multe observatoare astronomice. Un ceas care functiona fara principiul pendulului este introdus in 1898, de catre R. J. Rudd. Ceasul Shortt (numit asa dupa numele inventatorului) a venit si cu alte performante. Era alcatuit din doua pendule, unul ce purta numele de “pendul sclav” si celalalt, “pendul master”. Pendulul mic dadea mici impulsuri pendulului master, pentru a-i mentine miscarea si pentru a impinge acele ceasului mecanic, motiv pentru care pendulul master nu mai era responsabil de sarcinile mecanice care ar fi putut sa-i deregleze regularitatea.

Ceasurile cu quartz

Ceasul Shortt este inlocuit, la randul sau, de catre ceasurile cu cristale de quartz, intre anii 1930-1940, imbunatatind imens performanta masurarii timpului. Valorificarea cristalelor de quartz este bazata pe proprietatea piezoelectrica (de a se polariza electric, prin deformatie mecanica) a acestora. Adica, daca se aplica un camp electric asupra lor, ele isi vor schimba forma, iar daca sunt stranse sau indoite, vor genera un camp electric. In momentul in care cristalele sunt incadrate intr-un circuit electric potrivit, interactiunea intre stresul mecanic si campul electric va determina vibratia cristalelor si generarea unui semnal electric cu o anumita frecventa, care poate fi folosit in mecanismul afisajului unui ceas electronic (si nu a unui ceas mecanic). Frecventa vibratiei este dependenta de forma si dimensiunea cristalelor. Aceste ceasuri cu quartz continua sa domine piata si in prezent, pentru ca au un pret redus si o performanta excelenta, fiind intrecute, in acest moment, doar de catre ceasurile atomice. Cele mai cautate ceasuri cu cristale sunt cele cu cesiu si rubidiu.