یکی از نخستین دستگاه های (زمانسنج) پنگان (معرب: فنجان) خوانده می شده است و آن ظرفی بوده است که در بن آن سوراخی تعبیه نموده بودند. این ظرف را بر روی آب قرار می دادند و آب بتدریج و با (گذشت) زمان از سوراخ بدرون ظرف وارد می شده، تا آنکه پنگان از آب پر می شده و بدرون آب فرو می رفته است. تنگی و گشادی سوراخ را به کمک یک پنگان (استاندارد) چنان اختیار می کردند که فاصلهٔ بین ورود آب به ظرف تا فرو رفتن آن یک واحد زمانی مثلاً یک ساعت را مشخص می کرده است. این عمل را (پنگ) کردن می نامیدند. از این وسیله برای تقسیم زمان آب در آبیاری استفاده می شده است. برخی محاسبات و ملاحظات نشان داده که (پنگ) معمولی معادل یک هزارم یک شبانه روز و یا حدود ۹/۶ ثانیه ی امروزی بوده است.
پَنگان ، وسیله ای برای سنجش زمان با انواع مختلف ، که عمدتاً برای سنجش زمانی آب در کشاورزی تا اوایل قرن چهاردهم به کار می رفته است .
1) وسیلة سنجش زمان . پنگان کاسه ای عموماً مسی بوده که در انتهای آن سوراخی وجود داشته است . این کاسه را در ظرفی بزرگتر و پر آب قرار می داده اند، هربار پرشدن کاسة کوچکتر، گذشتن یک واحد زمانی را نشان می داده است . با استناد به کتابی از ارشمیدس (ح 287ـ 212 ق م ) دربارة پنگان ــ که ترجمة عربی آن دردست است ــ سابقة استفاده از این وسیله به یونان باستان می رسد. در لِیلاوَتی ، کتاب مشهور ریاضی از آثار قدیم هندی نوشتة بهاسکرا /بهاسکرا چاریا (1114ـ ح 1185)، نیز روایتی دربارة پنگان وجود دارد (ص 3ـ4) که نشان می دهد این وسیله در سدة ششم در هند به کار می رفته است . در حوزة تمدن اسلامی ، مطالب بسیاری دربارة پنگان نوشته شده است ، از جمله جاحظ (متوفی 255) می نویسد که مسلمانان برای تعیین وقت ، در روز از اسطرلاب و در شب از بنکامات استفاده می کنند (همانجا). محمودبن حسین معروف به کشاجم ، شاعر عرب (متوفی 360)، نیز در ابیاتی طرز کار این وسیله را وصف کرده و نام آن را به صورت بیاتکا آورده است (حُصری ، ج 2، ص 443).
نام پنگان در علوم دورة اسلامی ، گاهی به طور عام به همة انواع ساعتهای آبی اطلاق می شده است . در طبقه بندی علوم اسلامی ، ساخت و کاربرد پنگان و دیگر انواع ساعتهای آبی جزو «علم البنکامات » ــ که از فروع علم هندسه به شمار می آمده ــ بوده است (طاشکوپری زاده ، ج 1، ص 354). علم البنکامات را چنین تعریف کرده اند: علمی که با شناختن و به کار بردن ابزار آن ، زمان اندازه گیری می شود و هدف ازآن آگاهی ازاوقات نمازونیایشهای شبانه ،ونظروتأمل در امور مملکت و رعیت ــ که با وقت و زمان ارتباط پیدا می کرده ــ بوده است (حاجی خلیفه ، ج 1، ستون 255). کسانی که به پنگان و علم البنکامات می پرداخته اند، «فنجامییّن »لقب داشته اند و مانند دبیران و منجمان و دیگر شاغلان دولتی ، مستمری می گرفته اند (صابی ، ص 19). مهمترین کاربرد پنگان ، در کشاورزی و هنگام تقسیم آب بوده است ( رجوع کنید به ادامة مقاله ، بخش دوم )، اما در گذشته در رصدخانه ها نیز برای سنجش وثبت زمان از آن استفاده می شده است . تقی الدین دمشقی (متوفی 993)، بنیانگذار رصدخانة استانبول ، بنکام را در ردیف وسایل رصد آورده است ، ازینرو علاءالدین منصور شیرازی ، شاعر سدة دهم ، در میان آلات رصدی رصدخانة استانبول ، از بنکام یاد کرده است (محقق ، ص 523). عبدالعلی بیرجندی * نیز در کتاب شرح التذکرة فی الهِیئة ، پنگان را وسیله ای برای سنجش زمان و هربار پرشدن آن را برابر یک ساعت ، یک بیست وچهارم طول شبانه روز، دانسته است (حسن زادة آملی ، ج 1، ص 447).
2) کاربردپنگان برای سنجش زمانی آب در کشاورزی . سنجش آب برای استفاده های کشاورزی در ایران ، دو روش عمده داشته است : سنجش زمانی و سنجش حجمی . پنگان یکی از ابزارهای سنجش زمانی آب بوده و رایجترین شیوة سنجش حجمی آب ،استفاده ازروش سنگ یاسنگ آب بوده است . شاید بتوان استفاده از پنگان را رایجترین روش سنجش زمانی آب در ایران به شمار آورد.
استفاده از پنگان برای سنجش آب مورد نیاز کشاورزی در ایران ، عمدتاً در مناطق کم آب و خشک مرکز، شرق و تاحدی جنوب شرقی گزارش شده است . جلال آل احمد (ص 36ـ37) نمونة دیگر استفاده از روشهای زمانی سنجش آب در مناطق مرکزی ایران را گزارش کرده است ؛ در این روش ـ که با روش پنگان متفاوت اما نزدیک به آن است ـ برای سنجش زمان ، از مدت زمان خالی شدن آب از ظرفی با حجمی معین ، استفاده می شده است .
یکی از قدیمترین منابعی که در آن به کاربرد پنگان برای تقسیم آب اشاره شده است ، مفاتیح العلوم نوشتة محمد خوارزمی است که در آن از وسیله ای به نام بُست یاد شده و او ده بُست را معادل یک فنکال دانسته است (ص 69). به نوشتة لمتون (1933، ص 666)، در قرن دهم در اصفهان از پنگان برای تقسیم آب کشاورزی استفاده می شده است . او (همانجا) ذکر کلمة «طاق » ( رجوع کنید به ادامة مقاله ) در طومار شیخ بهائی * (ص 24) را دلیل استفاده از پنگان دانسته است .
شاردن (متوفی 1125/1713)، جهانگرد فرانسوی ، نیز هنگام وصف اوضاع کشاورزی در ایران ، نوشته است که ایرانیان برای تقسیم آب کشاورزی از پنگان استفاده می کنند (ج 4، ص 3ـ4). اما در سدة چهاردهم ، با رواج ساعتهای مکانیکی ، استفاده از پنگان در ایران متروک شده است (حکمت یغمائی ، ص 301؛ یزدانی ، ص 176). در دورة رواج استفاده از پنگان در ایران ، در نقاط مختلف اسامی گوناگونی به آن اطلاق می شده و مدت زمان پرشدن پنگان نیز، حتی در نواحی کاملاً نزدیک به هم ، متفاوت بوده است.
در بسیاری از مناطق ، یک پنگان به واحدهای کوچکتری تقسیم می شده است . این واحد کوچکتر را در روستای بیاذه ، از توابع خور و بیابانک ، «اَس گَرد» یا «دَس گرد» می نامیده اند (حکمت یغمائی ، ص 306). در روستای فراخی در حاشیة غربی کویرنمک ، یک فنجان به دو بخش به نام «دونه » تقسیم می شده است (صفی نژاد، 1359 ش ، ص 166)، اما مهمترین واحد کوچکتر از پنگان ، «دانگ » نام داشته که یک ششم پنگان بوده است . این تقسیم بندی در نواحی مختلف ایران رواج داشته است ، از جمله در اصفهان (همان ، ص 86) و جنوب خراسان (تابنده ، ص 71). در بعضی مناطق ، پنگان به هشت واحد کوچکتر نیز تقسیم می شده است (نقوی ، ص 123).
هنگام استفاده از این روش برای آبیاری ، این واحد زمانی به واحدهای بزرگتری نیز تعمیم می یافته و عموماً این تعمیم به یک شبانه روز، یعنی واحدی برای گردش نوبت آبیاری زمینها، ختم می شده است (برای آگاهی از بعضی شیوه های گردش شبانه روزی آبیاری رجوع کنید به صفی نژاد، 1359 ش ، ص 147ـ172؛ همو، 1365 ش ، ص 189ـ200؛ نیز رجوع کنید به آبیاری * ). در نائین ، هر چهار فنجان ، واحد بزرگتری به نام «قُله » تشکیل می داده و شبانه روز به 240 فنجان تقسیم می شده است (صفی نژاد، 1359 ش ، ص 145). در جنوب خراسان ، هر شش فنجان واحد بزرگتری به نام «گَرده » تشکیل می داده و هر شبانه روز 324 فنجان بوده است (یزدانی ، ص 175). این مقدار در فردوس 450 فنجان (یاحقی و بوذرجمهری ، ص 196) و در گناباد 171 فنجان (تابنده ، ص 71) بوده است . اما مهمترین واحد بزرگتر از فنجان ، «طاق » نام داشته و تعداد طاقها در نواحی مختلف ایران ، بسته به زمان پر شدن پنگان ، متفاوت بوده است . برای نمونه دراردستان و نیریز هر 72 پنگان یک طاق (صفی نژاد، 1359 ش ، ص 79ـ81؛ محمدحسن بهرامی ، ص 39) و در قم هر 135 فنجان یک طاق (ابن الرضا، ص 250، پانویس 1) را تشکیل می داده است .
ظرف بزرگتری که پنگان در آن غوطه ور می شده ، نامهای گوناگون داشته است ، از جمله در خور و بیابانک آن را «کَوار» (هنری ، ص 67)، در روستای فراخی در حاشیة غربی کویر نمک «تشته » (صفی نژاد، 1359 ش ، ص 169)، در میبد «گادیشه » (جانب اللهی ، 1365 ش ، ص 179) و در توابع سمنان «دبه » (سعیدی ، ص 57) می نامیده اند. در میبد وسیله ای به نام «تیاره » برای امتحان کردن و یکسان نمودن زمان پرشدن پنگانهای منطقه ، وجود داشته است (جانب اللهی ، 1365ش ، ص 180).
در نقاط مختلف ایران ، برای شمارش دفعات پرشدن پنگان ــ که سهمیة آب زمین هر کشاورز را نشان می داده است ــ از تعداد مشخصی ریگ یا سنگ استفاده می شده است (صفی نژاد، 1359 ش ، ص 144؛ همایونی ، ص 31ـ32). در بعضی مناطق روشهای دیگری نیز وجود داشته است ، از جمله در اطراف قم از پانزده دانة تسبیح (مرتضوی ، ص 120) و در میبد از وسیلة خاصی به نام «قاتمه » (جانب اللهی ، 1365ش ، ص 179) استفاده می شده است . در بعضی مناطق ، برای بیرون آوردنِ پنگانِ پر از آب و دوباره قرار دادن ظرف خالی بر سطح آب ، آیین خاصی وجود داشته است ، از جمله تکان دادن پنگان خالی (صفی نژاد، 1359ش ، ص 144) و به زبان آوردن کلماتی خاص (جانب اللهی ، 1365ش ، همانجا).