В чем измеряется время: В чем измеряется время - ответ на Uchi.ru - Санкт-Петербургское государственное бюджетное учреждение социального обслуживания населения

Содержание

ВРЕМЯ. КАК ЕГО ИЗМЕРИТЬ?

Авторы
Руководители
Файлы работы
Наградные документы

Иванов М.А. 1

1МКОУ “ООШ №8” г.Коркино Челябинской обл

Иванова Е.В. 1

1МКОУ “ООШ №8” г Коркино

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке “Файлы работы” в формате PDF

Введение

Нам часто говорят взрослые: «Не тратьте время попусту!», «Береги каждую минутку!». И мы задумалась об этом: «Как время беречь, если его нельзя увидеть и потрогать?». Иногда нам кажется, что время словно летит на крыльях.

Вся наша связана со временем и организованна по часам. Взрослые идут на работу в определенное время, транспорт начинает движение по расписанию, в школе мы садимся на занятия в одно и то же время.

В течение дня мы по несколько раз смотрим на часы, чтобы спланировать свой день. Но если сейчас, время можно определить по часам, то, как люди определяли его раньше?

Часто драгоценное время теряется из-за неорганизованности, неумения использовать его правильно. Умение ценить каждую минуту особенно важно в наши дни, когда ускоряются темпы жизни, труда, увеличивается объём информации и знаний. В этом и заключается актуальность выбранной темы.

Цель исследования: знакомство с различными способами измерения времени.

Гипотеза: я думаю, что измерять время человек начал очень давно, разновидностей часов существует много.

Объект исследования: часы, время.

Предмет исследования: исследование способов измерения времени.

Цели и задачи:

выяснить, как измеряли время наши предки;
познакомиться с действием и строением разных видов часов;
научиться ориентироваться в прошлом часов;
доказать, что часы человек создаёт для облегчения своей жизни.

Методы исследования:

изучение литературы по данной теме;
поиск информации в сети Интернет;
проведение экспериментов.

Глава 1. Что такое время

Время – это изменение чего-либо. Если есть изменение, значит, время идёт, время есть. Если нет изменения, значит, время остановилось, его нет. Материя есть, а времени нет – нет изменения в материи.

Если на вопрос: Что есть время? Ответить: время – это движение стрелок на часах, – то это, по сути, будет правильный ответ. Потому что движение стрелок – это изменение положения стрелок. А время – это изменение. И в отношении часов – это изменение положения стрелок. Если есть изменения, то часы идут, время идёт, оно есть. Если нет изменений, то часы стоят, время остановилась, его нет. И оно появится, когда начнут происходить изменения.

В Википедии дается такое толкование этому слову: вре́мя — одно из основных понятий философии и физики, условная сравнительная мера движения материи, а также одна из координат пространства-времени, вдоль которой протянуты мировые линии физических тел.

В. И. Даль в своём толковом словаре определяет: время – средняя длительность бытия; пространство в бытии; последовательность существования; продолжение случаев, событий; дни за днями и века за веками; последовательное течение суток за сутками.

Время – это самое ценное, что есть у каждого человека. Потому, что только имея время можно создать что-то ценное и важное. Очень часто счёт времени люди ведут не на годы и даже не на часы, а на минуты, а где-то и на секунды. Умение ценить своё время и время окружающих – очень полезное качество, которое воспитывается в человеке с самого детства. Умение ценить каждую минуту важно именно в наши дни, потому что темп жизни, скорость передачи и усвоения знаний растут с каждым днём.

Время может быть и доктором, который помогает нам забыть неприятные события, когда-то произошедшие с нами, особенно о той «тройке» с длинным-длинным минусом.

Недаром говорят – «Время лечит».

Глава 2. Единицы измерения

Обычный человек без запинки ответит: время — это длительность, интервал между какими-то событиями, которые происходят в нашей жизни. И ещё скажет, что измерять время принято в часах, минутах, секундах.

Отрезок времени можно измерить тремя способами. Во-первых, можно взять в качестве единицы времени средний солнечный день (промежуток, за который в среднем Земля совершает один оборот вокруг своей оси). Динамический способ измерения времени использует движение Луны и планет. Третий способ измерения времени появился сравнительно недавно и основан на введении атомной шкалы.

Существуют и другие, «менее научные» термины для описания времени.

Полночь — 12 часов ночи; момент, когда один день переходит в другой.

Рассвет — промежуток времени от того момента, когда небо начинает светлеть, до первого луча Солнца.

Полдень — 12 часов дня; в этот момент кончается утро и наступает день.

Заход Солнца — промежуток времени, в течение которого Солнце скрывается за горизонтом.

Сумерки — Солнце за горизонтом; постепенно темнеет; первый мягкий отблеск солнечного света; Солнце еще находится под горизонтом. Также последний отблеск солнечного света.

Вечер — время между заходом Солнца и отходом ко сну.

Ночь — темное время суток после захода Солнца.

Современный отсчет времени: длительности года, месяца, недели и суток основаны на периодических циклах, связанных с вращением Земли и Луны. Современный отсчет времени связан с числом 60. В древней шумерской цивилизации 3000 лет назад, наряду с основанием 60, использовалось для счета времени основание 10. В современной минуте содержится 60 секунд, в часе — 60 минут. Ученые связали продолжительность одной секунды с излучением цезия-133, изотопа металла цезия. Одна секунда — это промежуток времени, в течение которого происходят 9 192 631 770 колебаний атома цезия-133.

Глава 3. 11 способов измерить время

На протяжении веков люди придумывали различные творческие методы хронометража, от самых простых солнечных часов до атомных часов. Ниже представлены различные способы измерения времени, некоторые из них новейшие, а некоторые также стары, как само время.

1.Солнце. В 3500 году до н.э. египтяне соорудили обелиски и расположили их в стратегически важных местах, где в определенное время “приборы” отбрасывали тени.

На первый взгляд, эти обелиски могли отметить только время прихода полдня, но затем они стали делать более глубокие подразделения.

Две тысячи лет спустя, египтяне разработали первые солнечные часы, “циферблат” которых был разделен на 10 частей. Солнечные часы работали, отслеживая движение солнца. Когда часы показывали полдень, необходимо было передвинуть стрелку часов на 180 градусов для того, чтобы измерить послеобеденное время. Конечно, древние солнечные часы не могли определить точное время в пасмурный день или в ночной период времени. Кроме того, время, показываемое солнечными часами, было неточным, поскольку в разные времена года часы были короче или длиннее в зависимости от сезона. Тем не менее, солнечные часы были лучше, чем ничего, а к 30 году до н.э. более 30 различных видов часов использовались в Греции, Италии и Малой Азии.

2.Звезды. Древние египтяне, как полагается, разработали первый способ определения времени ночью, изобретя первый астрономический инструмент “меркхет” в приблизительно 600 году до н. э. Инструмент представляет собой натянутую нить с весом, которая работает также, как плотник сегодня использует отвес. Египетские астрономы использовали два меркхета, ориентированных на Полярную звезду для того, чтобы выявить небесный меридиан в ночном небе. Время же отсчитывалось по принципу пересечения звездами этого меридиана. Звезды использовались не только для того, чтобы отметить прохождение часов, но и прохождение дней. Это измерение вращения Земли называется звездным временем. Когда определенная воображаемая точка среди звезд пересекает небесный меридиан, то этот момент обозначается как звездный полдень. Время, которое прошло от одного звездного полдня к другому, называется звездными сутками.

3.Песочные часы. Происхождение песочных часов уходит далеко вглубь веков. Они состоят из двух стеклянных колб, одна поверх другой с узким отверстием между ними. Песок постепенно попадает из верхней части в нижнюю при переворачивании часов. Когда весь песок из верхней части перешел в нижнюю, то это означает, что время вышло, однако, это не всегда означает, что прошел час. Песочные часы могут быть сделаны таким образом, чтобы измерить практически любой короткий промежуток времени, для этого нужно всего лишь регулировать количество содержащегося песка в нем, или же отверстие между колбами.

4. Водяные часы, известные как “клепсидра”, были одним из первых устройств, которое для измерения времени не использовало солнце или звезды, то есть ими можно было пользоваться в любое время суток. Водяные часы работают путем измерения количества воды, которое капает из одного контейнера в другой. Они были изобретены в Египте, но распространились по всему древнему миру, а в некоторых странах люди даже в 20 веке пользовались водяными часами. Древние греки и римляне строили большие водяные часы в виде башен, а в Китае такие часы назывались “Лу” и зачастую были сделаны из бронзы. Однако, несмотря на то, что водяные часы были очень распространены, они были не совсем точны.

5.Механические часы. В Европе в 1300-х годах изобретатели начали делать механические часы, которые работали при помощи системы весов и пружин. У этих первых часов не было лицевой части и стрелок, а о прохождении часа свидетельствовал звонок. На самом деле, слово часы происходит от французского «колокольчик». Эти огромные первые часы, как правило, устанавливались в церквях и монастырях, для того, чтобы объявлять о времени прихода необходимости помолиться. Вскоре появились часы с двумя стрелками, минутной и часовой. Позднее стали появляться настольные и каминные часы. Несмотря на то, что часы были усовершенствованными, они, все же, были неточными. В 1714 году британский парламент предложил хорошее вознаграждение тому, кто сможет разработать точные часы, которые помогали бы работе морской навигации. В итоге такие часы были изобретены, их погрешность составляла всего пять секунд. С приходом промышленной революции, началось массовое производство часов, благодаря чему эту устройство попало в дом каждому человеку.

6.Необычные часы. Когда мы думаем о часах, мы, как правило, представляем себе знакомый циферблат с двумя, а, возможно, с тремя стрелками. На протяжении многих веков люди создавали всевозможные конструкции для того, чтобы определить время. Китайцы в период между 960 и 1279 годами изобрели ладановые часы, а затем они распространились во всей Восточной Азии. В одном из видов ладановых часов, металлические шарики были прикреплены к благовонию при помощи проволоки. Когда ладан догорал, металлический шарик падал и звучал гонг, что свидетельствовало о прохождении часа.

Другие часы использовали в своей работе цвет, а некоторые – различные ароматы для обозначения разных периодов времени. Существовали также часы, сделанные из маркированной свечи, когда свеча догорала до определенной отметки, то проходил заданный период времени.

7.Наручные часы. Открытие в 1400-х годах того, что спиральные источники могут быть уменьшены в размерах, привело к тому, что были созданы наручные часы. В то время и на протяжении многих веков после этого, карманные часы были приоритетом мужчин, женщины же носили наручные часы. Все эти правила моды изменились во время Второй Мировой войны, и в итоге с тех пор, наручные часы начали носить и мужчины. Дарение часов символизировало переход к зрелости. Однако, по мере развития 21 века, вездесущие наручные часы, могут постепенно кануть в лету, поскольку сейчас мы чаще всего проверяем время, глядя на монитор компьютера, мобильного телефона или дисплея МР3-плеера. Однако, все же неформальный опрос нескольких тысяч людей показал, что большинство из них не собираются отказываться от своих наручных часов.

8. Кварцевые часы. Минеральный кварц, как правило, с помощью аккумулятора, является основной движущей силой кварцевых часов. Кварц является пьезоэлектрическим материалом, а это означает, что когда кристалл кварца сжат, он генерирует небольшой силы электрический ток, который способствует вибрации кристалла. Все кристаллы кварца вибрируют на одной и той же частоте. Кварцевые часы используют батарейку для создания кристальной вибрации и для подсчета колебаний. Таким образом, система работает так, что создается один импульс в секунду. Кварцевые часы по-прежнему доминируют на рынке из-за своей точности и низкой стоимости производства.

9.Атомные часы. Хотя название звучит достаточно устрашающе, на самом деле, атомные часы не представляют собой никакой опасности. Они измеряют время, отслеживая как долго один атом переходит с положительного на отрицательное энергетическое состояние и обратно.

Официальный временной стандарт для Соединенных Штатов устанавливается NIST F-1, атомные часы Национального института науки и технологии в городе Боулдер (штат Колорадо). NIST F-1 являются фонтанными часами, названными в честь атомного движения. Ученые вводят газ цезий в вакуумный центр часов, а затем добавляют прямые инфракрасные лазерные лучи под углом в 90 градусов. Сила лазера собирает все атомы в одном месте, на которое в большой силой воздействует заполненная микроволнами область. Ученые измеряют количество атомов, которые оказываются в измененном состоянии, а также управляют микроволнами, задавая им разные частоты до тех пор, пока большая часть атомов не изменит свое состояние. В итоге, последняя частота, при которой меняются атомы, и есть частота колебаний атомов цезия, равняющаяся секунде. Это звучит довольно сложно, однако, данная технология является мировым стандартом измерения времени. Атомные часы отслеживают самые незначительные изменения времени.

10.Цветочные часы. Так как у различных растений цветки открываются и закрываются в различную пору дня, то можно так подобрать растения, что по их цветению можно приблизительно узнавать время дня. Для каждой местности могут быть составлены свои цветочные часы, так как время цветения, то есть открытие и закрытие цветков, в разных местностях происходят не в один и тот же час; оно либо запаздывает, либо наступает раньше.

11.Календари. Как мы видели, фактический подсчет минут и секунд требует проведения достаточно сложных процедур, но подсчет дней и месяцев основан на положении солнца и луны. Различные культуры, однако, используют разные методы. Христианский, или григорианский календарь, один из наиболее популярных сегодня, опирается на солнце. Исламский календарь использует фазы луны, еврейские и китайские календари полагаются на сочетание обоих этих методов. В григорианском календаре, день – это время, прошедшее от одного восхода солнца до следующего, или же один полный оборот Земли вокруг своей оси. Месяц, по григорианскому календарю, это приблизительно 29,5 дней, что является одним полным циклом фаз Луны, а год – это 364,24 дня, или время, необходимое для того, чтобы Земля сделала полный круг по орбите Солнца.

Глава 4. Создание моделей часов

Узнав о таком многообразии часов, особенно старинных, мне захотелось проверить на практике, как они действовали, и я решил изготовить некоторые модели старинных часов.

4.1. Модель огневых часов

Для создания огневых часов нам понадобилась 1 обычная бытовая свеча,на которой с помощью плоски из тёмной цветной бумаги я отмерил расстояние в 1 сантиметр. Потом зажёг свечу и с помощью электронных часов засек время, за которое свеча сгорает на 1 сантиметр. В ходе эксперимента установлено, что свеча сгорает на 1 сантиметр за 10 минут. Теперь, зная время горения одного сантиметра свечи, я могу узнать, сколько времени необходимо, что бы сгорела вся свеча. А для того, что бы отмерять отрезки времени в 10 минут, надо просто нанести на свечу полоски через 1 сантиметр.

Вывод: часы не удобны в употреблении. Свеча сгорает – её не восстановишь. Метод не подходит для определения отрезков времени от нескольких секунд до нескольких минут. Данный метод подходит для того, что бы определять время от десятков минут до нескольких часов в зависимости от длины свечи.

1. Создание модели водных часов

Для создания водяных часов нам необходима пластиковая бутылка. На бутылку наклеиваем полоску из светлой бумаги. В бутылку наливаем воду и подвешиваем ее вертикально. На бумажной полоске отмечаем маркером начальный уровень воды в бутылке, прокалываем крышку бутылки так, что бы вода через пробку начала капать в сосуд для воды, поставленный под бутылку. Включаем секундомер и отмечаем на бумажной полоске уровень воды после того, как пройдёт одна минута. Замеряем линейкой расстояние между двумя полученными полосками уровня воды и размечаем всю бумажную полоску отметками с промежутками, равными полученному результату в начале опыта.

Вывод: часы не удобны в употреблении. Вода вытекает – её необходимо доливать и куда-то отводить. Метод не подходит для определения больших отрезков времени, так как требует очень большого количества воды и, соответственно, большого сосуда, который будет очень тяжёлым. Данный метод подходит для того, что бы определять время до нескольких минут в зависимости от объёма бутылки.

1. Недостатки данных моделей часов

Итак, мы рассмотрели модели водяных и огневых часов. По ним действительно можно измерить некоторый отрезок времени, но точность измерения прошедшего времени оставляет желать лучшего. Они показывают только примерное время, не отвечая на вопрос: сколько точно прошло времени с определённого момента? А если нам необходимо сделать какую-то работу за 5, 10 минут. Как измерить более мелкие промежутки времени с использованием таких часов? Это или невозможно, или очень затруднительно.

Заключение

В ходе проведённой исследовательской работ я убедился, как важно точное измерение времени. За всё время существования людей придумано огромное количество способов измерения времени. Многие из этих способов неудобны, но для своего времени они были важны.

Кроме того, я убедился, что современные способы измерения времени точны, приборы, которыми мы измеряем время небольшие и очень удобны. Современные часы используются во многих бытовых приборах, которые помогают нам в жизни.

Раньше я думал, что минута и секунда – это очень маленькие промежутки времени, теперь моё представление о минутах и секундах изменилось – я постараюсь не терять времени зря.

Теперь я понимаю, почему при занятии любимым делом время пролетает незаметно, а при выполнении работы, которая не очень нравится или при «безделии», время тянется медленно.

Список использованных источников и литературы

http://hondr-meteor. ucoz.ru/news/chto_takoe_vremja/2015-02-09-30
http://www.infoniac.ru/news/10-sposobov-izmerit-vremya.html
http://snezhinka.7bb.ru/viewtopic.php?id=2909
http://www.detskiysad.ru/ucheba/496.html
http://www.medn.ru/statyi/Istoriyachasov.html
http://www.razumniki.ru/istoriya_chasov_deti.html
http://xreferat.ru/76/3662-1-istoriya-chasov-i-chasy-v-istorii.html
Даль В. Толковый словарь живого великорусского языка. Т.1-4 – М.: Рус. яз., 1989.
Дыбина О.В. Что было до … . – М.: ТЦ «Сфера», 2001 .
Кобитина И.И. Дошкольникам о технике. – М.: Просвещение, 1991 .
Куликовская И.Э., Совчир Н.Н. Детское экспериментирование. – М.: Педагогическое общество России, 2003 .
Ожегов С. И., Шведова Н.Ю. Толковый словарь русского языка 80000 слов. 4-е издание дополненное. – М.: ООО «ИТИ Технологии», 2003.
Пипуныров В.Н. История часов с древнейших времён до наших дней. – М. Наука, 1982 .
Блудов М.И. Беседы по физике, 1984.
Фото из личного архива.

Просмотров работы: 11132

Значение времени и его измерение в современном мире

Автор: Порошин Михаил Павлович

Рубрика: Прочее

Опубликовано в Молодой учёный №20 (310) май 2020 г.

Дата публикации: 17.05.2020 2020-05-17

Статья просмотрена: 1017 раз

Скачать электронную версию

Скачать Часть 7 (pdf)

Библиографическое описание:

Порошин, М. П. Значение времени и его измерение в современном мире / М. П. Порошин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 20 (310). — С. 538-539. — URL: https://moluch.ru/archive/310/70202/ (дата обращения: 09.10.2022).

Согласно одному из определений время — мера длительности существования всех объектов, характеристика последовательной смены их состояний в процессах и самих процессов, изменения и развития. В нашем современном мире протекает огромное число процессов, длительность которых человеку бывает необходимо измерять, и число таких процессов в связи с развитием технологий постоянно увеличивается. Везде, в повседневной жизни, на работе, на учёбе, мы сталкиваемся с необходимостью знать, сколько минут, часов прошло, сколько времени в данный момент. Поэтому измерение и, соответственно, измерители времени занимают в нашей жизни далеко не последнее место.

Большинство из нас обязаны быть очень пунктуальны в зависимости от времени и делать всю нашу работу в соответствии с ним. Существует необходимость просыпаться в нужное время, пить воду утром, принимать душ, чистить зубы, принимать ванну, завтракать, ходить в школу, университет, на работу, обедать, приезжать домой, заниматься домашней работой, ходить играть, читать по вечерам, ужинать и ложиться спать в нужное нам время. [4]

Рассмотрим несколько примеров из жизни, характеризующих значимость времени.

Преподаватель университета, чья работа выпадает в первую смену в рабочий день, должен проснуться в определённое время для того, чтобы иметь возможность умыться, почистить зубы, позавтракать, одеться. Также у него в голове должно быть понимание того, за сколько времени он доберётся до своего места работы, как долго он будет готовиться к занятию (открывать аудиторию, включать свет, готовить аппаратуру, доставать учебный материал — всё должно быть готово к моменту звонка на пару. Проводя занятие, преподаватель должен знать, когда начать закругляться, предупредить студентов о грядущем конце пары. Бывает, что на перемене, преподаватель обязан переместиться в другую аудиторию — также возникает необходимость закончить работу со студентами в срок и быть готовым к проведению следующей пары по звонку в другом кабинете.

Выход телепередач в эфир обычно осуществляется в соответствии с заранее подготовленной и опубликованной сеткой вещания (документом, составляемым вещателем, содержащим перечень, последовательность, наименования, время выхода в эфир телерадиопрограмм, телерадиопередач, на конкретный период телевизионного вещания и радиовещания без подробной детализации [1]). При этом, к примеру, телепередача на федеральном канале «разбавляется» некоторым количеством выпусков рекламы. Поскольку время начала и время окончания телепередачи заранее определено, перед редакторами встаёт задача сделать так, чтобы при определённом числе рекламных пауз в совокупности с временем самой телепередачи в итоге получалось столько-то минут и столько-то секунд (особо важное значение подогнать по секундам имеет перед выходом в прямой эфир новостей, когда их показ начинается ровно в начале часа). Естественно, знание редакторами продолжительности каждого рекламного ролика (с точностью до секунды) просто необходимо, чтобы успешно уложиться в выделенное время. Без учёта времени не обойтись никак.

Некоторые виды массового спорта, как например, плавание, биатлон, лёгкая атлетика, велоспорт, горнолыжный спорт, если речь идёт о соревнованиях, содержат в себе необходимость измерять временные промежутки. Причём, как правило, чем популярнее соревнование, тем большие требования к точности временных интервалов, которые необходимо измерить, повышаются. Крупнейшие международные комплексные спортивные соревнования, Олимпийские игры, за которыми наблюдают люди по всей планете, являются ярким примером. Нетрудно догадаться, какие требования к точности средств измерений времени предъявляются там. Доля секунды решает, представители какого государства займут первое место, второе и т. д. В данном случае временной интервал определяет успех страны на играх международного уровня, где каждая медаль и металл, из которого она сделана, находится на счету. Трудно переоценить значение времени в данном примере.

В современном мире время измеряется самыми различными средствами. Ими могут выступать наручные, настенные, кварцевые часы, будильники, таймеры, секундомеры — в повседневной жизни. В особых случаях измерителями времени выступают более сложные устройства — атомные часы, системы электронного хронометража, частотомеры. В последние годы время наиболее часто смотрят на экранах мобильных телефонов, электронных планшетов, часах. Помимо рассмотренных примеров, существуют случаи самодельных измерителей времени — календари, солнечные часы (характеризуются низкой точностью).

Сутки и их доли (часы, минуты и секунды) используются при измерении относительно коротких промежутков времени. Для измерения больших промежутков времени служит другая единица меры, основанная на движении Земли вокруг Солнца, − тропический год. Им называется промежуток времени между двумя последовательными прохождениями центра истинного Солнца через точку весеннего равноденствия. [2]

На практике большая часть измерений − в часах и минутах. Если необходима большая точность, используются секунды. Но единицы измерения времени варьируются от бесконечно малых до гигантских величин. Самые быстротекущие процессы, которые способны захронометрировать учёные, измеряют в аттосекундах (одна миллиардная миллиардной доли секунды). Самой большой единицей измерения времени следует считать один миллиард лет (поскольку вселенная всего существует двенадцать-четырнадцать миллиардов лет, единицы измерения времени, превышающие один миллиард лет, используются довольно редко). [3]

Очень трудно в современном темпе жизни представить, как можно было бы прожить день, не следя за временем, как дома, так и на работе. Поэтому человеку нельзя обойтись без необходимости знать и уметь измерять время. Значит, проблема определения и измерения времени весьма актуальна для человека. Не случайно существует целое множество приборов для его измерения.

Литература:

ГОСТ Р 53801 − 2010. Связь федеральная. Термины и определения. — введ. 30.06.2011. − М.: Стандартинформ, 2011. — 26 с.
Основы измерения времени // SAI MSU — МГУ. URL: http://crydee.sai.msu.ru/ak4/Bakulin_1_18.htm (дата обращения: 12.05.2020).
От мгновения до вечности: Единицы измерения времени // MyWatch.ru. URL: https://mywatch.ru/articles/art_349.html (дата обращения: 12.05.2020).
Ценность времени в жизни человека // FB.ru. URL: https://fb.ru/article/411404/tsennost-vremeni-v-jizni-cheloveka (дата обращения: 12.05.2020).

Основные термины (генерируются автоматически): время, единица измерения времени, необходимость, повседневная жизнь, промежуток времени, работа, секунда, современный мир, час.

От мгновения до вечности: Единицы измерения времени

Искусство & технологии

15/11/2002

Мы привыкли измерять время в часах и минутах. Желая подчеркнуть точность, говорим о секундах. Но единицы измерения времени варьируются от бесконечно малых до поистине невообразимых величин. Описания, с которыми вы ознакомитесь ниже, дают представление об этом колоссальном диапазоне.

1 аттосекунда (одна миллиардная миллиардной доли секунды)
Самые быстротекущие процессы, которые способны захронометрировать ученые, измеряют в аттосекундах. С помощью наиболее совершенных лазерных установок исследователи сумели получить световые импульсы длящиеся всего 250 аттосекунд. Но какими бы бесконечно малыми ни казались эти временные промежутки, они представляются целой вечностью по сравнению с так называемым временем Планка (около 10-43 секунды), по мнению современной науки, наикратчайшим из всех возможных временных отрезков.

1 фемтосекунда (одна миллионная миллиардной доли секунды)
Атом в молекуле совершает одно колебание за время от 10 до 100 фемтосекунд. Даже самая быстротекущая химическая реакция протекает за период, исчисляемый несколькими сотнями фемтосекунд. Взаимодействие света с пигментами сетчатой оболочки глаза, а именно этот процесс и позволяет нам видеть окружающее, длится около 200 фемтосекунд.

1 пикосекунда (одна тысячная миллиардной доли секунды)
Самые быстродействующие транзисторы функционируют во временных рамках измеряемых в пикосекундах. Время существования кварков, редких субатомных частиц, получаемых в мощных ускорителях, составляет всего одну пикосекунду. Средняя продолжительность гидрогенной связи между молекулами воды при комнатной температуре равняется трем пикосекундам.

1 наносекунда (миллиардная доля секунды)
Луч света, проходящий через безвоздушное пространство, за это время способен преодолеть расстояние всего в тридцать сантиметров. Микропроцессору в персональном компьютере потребуется от двух до четырех наносекунд, чтобы выполнить одну команду, к примеру, сложить два числа. Время существования К-мезона, еще одной редкой субатомной частицы, составляет 12 наносекунд.

1 микросекунда (миллионная доля секунды)
За это время луч света в вакууме покроет расстояние в 300 метров, длину примерно трех футбольных полей. Звуковая же волна на уровне моря способна за этот же промежуток времени преодолеть расстояние равное всего одной трети миллиметра. 23 микросекунды потребуется для того, чтобы взорвалась динамитная шашка, фитиль которой догорел до конца.

1 миллисекунда (тысячная доля секунды)
Кратчайшее время экспозиции в обычной фотокамере. Всем нам знакомая муха взмахивает своими крылышками один раз в три миллисекунды. Пчела – один раз за пять миллисекунд. С каждым годом луна вращается вокруг Земли на две миллисекунды медленнее, так как ее орбита постепенно расширяется.

1/10 секунды
Глазом моргнуть. Именно это мы успеем сделать за указанный промежуток. Человеческому уху требуется как раз такое время, чтобы отличить эхо от первоначального звука. Космический корабль Voyager 1, направляющийся за пределы солнечной системы, за это время удаляется от солнца на два километра. За десятую долю секунды колибри успевает семь раз взмахнуть своими крылышками.

1 секунда
Сокращение сердечной мышцы здорового человека длится как раз это время. За одну секунду Земля, вращаясь вокруг солнца, покрывает расстояние в 30 километров. За это время само наше светило успевает проделать путь в 274 километра, с огромной скоростью несясь через галактику. Лунный свет за этот временной интервал не успеет достичь Земли.

1 минута
За это время мозг новорожденного ребенка прибавляет в весе до двух миллиграммов. Сердце землеройки успевает сократиться 1000 раз. Обычный человек за это время может произнести 150 слов или прочитать 250 слов. Свет от солнца достигает Земли за восемь минут. Когда же Марс находится на наиболее близком расстоянии от Земли, солнечный свет, отражаясь от поверхности Красной планеты, доходит до нас меньше чем за четыре минуты.

1 час
Столько времени требуется репродуцирующим клеткам, чтобы разделиться пополам. За один час с конвейера Волжского автомобильного завода сходят 150 «Жигулей». Свет от Плутона – самый отдаленной планеты Солнечной системы – достигает Земли за пять часов двадцать минут.

1 сутки
Для людей это, пожалуй, самая естественная единица измерения времени, основанная на вращении Земли. Согласно данным современной науки долгота суток составляет 23 часа 56 минут и 4,1 секунды. Вращение нашей планеты постоянно замедляется из-за лунной гравитации и других причин. Сердце человека за сутки совершает около 100000 сокращений, легкие вдыхают около 11000 литров воздуха. За это же время детеныш голубого кита прибавляет в весе 90 кг.

1 год
Земля совершает один оборот вокруг солнца и поворачивается вокруг своей оси 365,26 раза, средний уровень мирового океана повышается на величину от 1 до 2,5 миллиметров, а в России проводятся 45 выборов федерального значения. Потребуется 4,3 года, чтобы свет от ближайшей звезды Proxima Centauri достиг Земли. Примерно столько же времени понадобится на то, чтобы поверхностные океанские течения обогнули земной шар.

1 столетие
За это время Луна удалится от Земли еще на 3,8 метра. Современные компакт-диски и CD к тому времени безнадежно устареют. Лишь один из каждых детенышей кенгуру может дожить до ста лет, но гигантская морская черепаха способна прожить целых 177 лет. Продолжительность эксплуатации самого современного CD может составить более 200 лет.

1 миллион лет
Космический корабль, летящий со скоростью света, не покроет и половины пути до галактики Андромеда (она находится на расстоянии 2,3 млн световых лет от Земли). Самые массивные звезды, голубые супергиганты (они в миллионы раз ярче Солнца) сгорают примерно за это время. Вследствие сдвигов тектонических пластов Земли, Северная Америка отдалится от Европы примерно на 30 километров.

1 миллиард лет
Примерно столько времени потребовалось, чтобы наша Земля остыла после своего образования. Чтобы на ней появились океаны, зародилась одноклеточная жизнь и вместо атмосферы богатой углекислым газом установилась бы атмосфера, богатая кислородом. За это время Солнце четыре раза прошло по своей орбите вокруг центра Галактики.

Поскольку вселенная всего существует 12-14 миллиардов лет, единицы измерения времени, превышающие миллиард лет, используются достаточно редко. Однако ученые, специалисты по космологии, считают, что вселенная, возможно, будет продолжаться и после того, как погаснет последняя звезда (через сто триллионов лет) и испарится последняя черная дыра (через 10100 лет). Так что Вселенной предстоит еще пройти путь гораздо более длительный, чем она уже прошла.

НИКОГДА – верхняя граница времени в физике, обозначающая ситуацию, которая произойдет в настолько отдаленном будущем, что время ее наступления спрогнозировать невозможно. Так, например, по закону сохранения энергии, наша Вселенная нагревается, как любой механизм. Следовательно, через определенный период ее температура повысится, скажем, на 100 градусов по Цельсию. Но произойдет это через огромный, неподдающийся вычислению период времени, то есть, по терминологии физиков, НИКОГДА.

ВСЕГДА – наречие, означает: во всякое время, во всякую пору, при всяком случае, завсегда, беспрестанно, бесперечь, сплошь. Раз навсегда, однажды, один раз, вперед на всю будущность, без повторения. Всегдашний, неизбывный, постоянный, иеизменный, вечный. Всегдасущий, всегдасущный, вечный, всевечный.

Опубликовано в журнале “Мои Часы” №5-2002

Краткая история измерения времени

С тех пор, как люди впервые заметили регулярное движение Солнца и звезд, мы задавались вопросом о течении времени. Доисторические люди впервые записали фазы Луны около 30 000 лет назад, и запись времени была способом, с помощью которого человечество наблюдало за небом и представляло прогресс цивилизации.

Природные явления

Самые ранние известные природные явления происходили на небесах, но в течение года произошло много других событий, указывающих на значительные изменения в окружающей среде. Сезонные ветры и дожди, разливы рек, цветение деревьев и растений, циклы размножения или миграции животных и птиц — все это привело к естественному делению года и дальнейшим наблюдениям. а местные обычаи привели к признанию времен года.

Измерение времени по Солнцу, Луне и звездам

Когда солнце движется по небу, тени меняют направление и длину, поэтому простые солнечные часы могут измерять продолжительность дня. Было быстро замечено, что продолжительность дня неодинакова в разное время года. Причины этого различия не были обнаружены до тех пор, пока астрономы не признали тот факт, что Земля движется вокруг Солнца по эллиптической орбите и что земная ось наклонен примерно на 26 градусов. Это отклонение от круговой орбиты приводит к Уравнению Времени (см. «Примечание 2» ниже), которое позволяет нам вычислить разницу между «часовым» временем и «солнечным временем».

Другим открытием стало то, что солнечные часы нужно было специально изготавливать для разных широт, потому что высота Солнца на небе уменьшается на более высоких широтах, создавая более длинные тени, чем на более низких широтах. Сегодня художники и астрономы находят множество способов создания современных солнечных часов.

Солнечные часы с римскими цифрами. Когда вы смотрите на этот циферблат, в каком направлении вы смотрите?

Движение солнца можно записать с помощью четырех граней этого куба.

Можете ли вы обнаружить ориентацию этих лиц?

Настенные солнечные часы

Доисторическая резьба, изображающая созвездие Ориона

Древнейшее изображение звездного узора, созвездия Ориона, было обнаружено на куске бивня мамонта возрастом около 32 500 лет. Созвездие Ориона символизирует человек, стоящий с поднятой правой рукой и мечом на поясе, и его можно увидеть по всему миру в разное время года. Орион был богом солнца египтян и фонецианцев и назывался «сильным». арабы. В некоторых частях Африки его пояс и меч известны как «три собаки, преследующие трех свиней», а народ Борана в Восточной Африке основал сложный календарь на наблюдениях за звездными скоплениями возле пояса Ориона. Орион содержит одни из самых ярких звезд в южной части зимнего неба в северном полушарии, и его можно увидеть позже в южном полушарии.

Три звезды на поясе Ориона и красная звезда на его правой руке легко узнаваемы

Самая ранняя египетская карта звездного неба, которой около 3500 лет, показывает самое необычное соединение планет (Венеры, Меркурия, Сатурна и Юпитера) в созвездии Ориона и солнечное затмение, которое произошло в 1534 году до нашей эры.

Вавилонские записи наблюдений за небесными явлениями датируются 1600 г. до н. э. Причина принятия их арифметической системы, вероятно, заключается в том, что 60 имеет много делителей, и их решение принять 360 дней в качестве длины года и 3600 дней в круге было основано на их существующей математике и удобстве относительного движения солнца по небу. к неподвижным звездам примерно на 1 градус каждая день.

Созвездие Тельца, быка, символ силы и плодородия, занимает видное место в мифологии почти всех ранних цивилизаций, от Вавилона и Индии до Северной Европы. Ассирийский крылатый бык с головой человека обладал силой быка, быстротой птицы и человеческим умом.

Примерно с 700 г. до н.э. вавилоняне начали разрабатывать математическую теорию астрономии, но примерно 500 г. до н.э. зодиак из 12 созвездий, разделенный поровну, появляется позже и соответствует их году из 12 месяцев по 30 дней в каждом. Их система дробей с основанием 60, которую мы используем до сих пор (градусы / часы, минуты и секунды), была намного проще для вычислений, чем дроби, используемые в Египте или Греции. и оставался основным инструментом вычислений для астрономов до конца 16 века, когда десятичная система счисления начала преобладать.

Самые ранние археологические свидетельства существования китайских календарей относятся к 2000 г. до н.э. Они показывают 12-месячный год со случайным появлением 13-го месяца. Однако традиционные китайские записи предполагают происхождение календаря из 366 дней в зависимости от движения Солнца и Луны еще в 3000 г. до н.э. За столь длительный период наблюдений китайские астрономы осознали, что их календарь не был точным, и ко второму веку нашей эры было признано, что календарь становится ненадежным каждые 300 лет. Эта проблема называется Прецессия и была зарегистрирована китайскими историками в четвертом и пятом веках нашей эры. В пятом веке нашей эры ученый Цзу Чунцзы создал первый календарь, в котором учитывалась прецессия. Наиболее полным календарем был Календарь Даян, составленный во времена династии Тан (616-907 гг. н.э.), намного опередивший любое подобное развитие в Европе.

Прецессия обусловлена постепенным движением оси вращения Земли по окружности относительно неподвижных звезд. Это движение вызывает медленное «колебание», что означает, что положения звезд завершают цикл примерно в 26 000 лет.

Ось Земли совершает полный оборот примерно раз в 26 000 лет

В Средиземноморье Гиппарх сделал самые ранние расчеты прецессии примерно в 160 г. до н.э. Проблема была поднята астрономами на Ближнем Востоке и в Индии, которые признали, что прецессия постепенно изменила продолжительность года. Календари приходилось регулярно менять. В 325 г. н.э. весеннее (весеннее) равноденствие переместилось на 21 марта. Император Константин установил даты для Христианские праздники, но Пасха основана на дате весеннего равноденствия, которая меняется каждый год, потому что равноденствие является астрономическим событием. К 1582 году весеннее равноденствие сдвинулось еще на десять дней, и папа Григорий установил новый календарь, и это изменение является причиной наличия дополнительного дня в каждом високосном году. Однако небольшие изменения все еще накапливаются, и однажды нам придется принять новый календарь! 9Изобретения для измерения и регулирования времени с места на место и из одной культуры в другую.

Масляные лампы Существуют археологические свидетельства существования масляных ламп около 4000 г. до н.э., а китайцы использовали масло для отопления и освещения к 2000 г. до н.э. Масляные лампы по-прежнему важны в религиозных обрядах, символизируя путешествие от тьмы и невежества к свету и знанию. Форма лампы постепенно превратилась в типичный гончарный стиль. Можно было придумать способ измерения уровень в масляном резервуаре для измерения времени.
	Часы со свечой Маркированные свечи использовались для определения времени в Китае с шестого века нашей эры. Существует популярная история о том, что король Альфред Великий изобрел свечные часы, но мы знаем, что они использовались в Англии с десятого века нашей эры. Однако скорость горения зависит от сквозняков и переменного качества воска. Подобно масляным лампам, свечи использовались для обозначения времени, прошедшего от одного события. другому, а не указывать время суток.
Водяные часы Водяные часы, или клепсидра, по-видимому, были изобретены около 1500 г. до н.э. и представляли собой устройство, основанное на постоянном потоке воды из контейнера или в него. Измерения могут быть отмечены на контейнере или на сосуде для воды. По сравнению со свечой или масляной лампой клепсидра была более надежной, но расход воды все же зависел от изменения давления от источника. напор воды в емкости. Производство астрономических и астрологических часов было развито в Китае с 200 по 1300 г. н.э. Ранние китайские клепсидры приводили в движение различные механизмы, иллюстрирующие астрономические явления. Астроном Су Сун и его помощники построили сложную клепсидру в 1088 году нашей эры. Это устройство включало в себя систему ведер с водяным приводом, первоначально изобретенную около 725 г. н.э. Среди экспонатов были бронзовые механические вращающийся небесный шар и манекены, которые звонили в гонг и указывали особое время суток.	Внесены улучшения для регулирования потока путем поддержания постоянного напора воды Астрономические водяные часы Су Сона
Песочные часы	Песочные часы или песочные часы По мере развития технологии выдувания стекла с 14 века стало возможным изготовление песочных часов. Первоначально песочные часы использовались для измерения периодов времени, как лампы или свечи, но по мере того, как часы становились более точными, они использовались для калибровки песочных часов для измерения определенных периодов времени, а также для определения продолжительности проповедей, университетских лекций и даже периоды пыток.

Деление дня и продолжительность «часа»

Египетские солнечные часы примерно 1500 г. до н. . Течение времени было чрезвычайно важно для астрономов и священников, которые отвечали за определение точного часа для ежедневных ритуалов и важных религиозных праздников, поэтому были изобретены водяные часы.

Мерхет

Египтяне усовершенствовали солнечные часы с помощью «мерхет», одного из старейших известных астрономических инструментов. Он был разработан около 600 г. до н.э. и использует струну с грузом в качестве отвеса для получения истинной вертикальной линии, как на картинке. Другой объект представляет собой ребро пальмового листа, лишенное листьев и расщепленное на одном конце, образующее тонкую щель для зрения.

Пара мерхетов использовалась для определения направления север-юг, выстроившись один за другим с Полярной звездой. Глядя на отвесы через прицел, я убедился, что два мерхета и прицел находятся на одной прямой с Полярной звездой. Это позволяло измерять ночные явления с помощью водяных часов, когда определенные звезды пересекали вертикальную линию отвеса («транзитная линия»). линия»), и эти события затем можно было фиксировать с помощью «ночных линий», проведенных на солнечных часах.

См. также «Примечание 1» ниже.

Египетский Мерхет. Деревянная стойка имеет выемку для использования в качестве прицела при использовании двух отвесов

Существуют различные теории о том, как появился 24-часовой день. Тот факт, что сутки делились на 12 часов, возможно, объясняется тем, что 12 — это коэффициент 60, а и вавилонская, и египетская цивилизации признавали зодиакальный цикл из 12 созвездий. С другой стороны, (извините за каламбур) счет по пальцам с основанием 12 был возможен. В каждом пальце по 3 сустава, и так, считая суставы. дает одну «полную руку» из 12,

В классические греческие и римские времена они использовали двенадцать часов от восхода до заката; но так как летние дни и зимние ночи длиннее зимних дней и летних ночей, продолжительность часов менялась в течение года.

Около 50 г. до н. э. Андроник из Кирреста построил Башню Ветров в Афинах. Это были водяные часы в сочетании с солнечными часами, расположенными по восьми основным направлениям ветра. К тому времени это был самый точный прибор для измерения времени.

Башня Ветров в Афинах содержала клепсидру, и на этом рисунке изображены божества Северо-Востока, Севера и Северо-Запада

Часы не имели фиксированной длины, пока греки не решили, что им нужна такая система для теоретических расчетов. Гиппарх предложил делить день поровну на 24 часа, которые стали известны как часы равноденствия. Они основаны на 12 часах дневного света и 12 часах темноты в дни равноденствий. Однако обычные люди долгое время продолжали использовать часы, меняющиеся в зависимости от сезона. Только с появлением механических часов в Европе в 14 веке система, которую мы используем сегодня, стала общепринятой.

Самые ранние механические часы

Механические часы заменили старые водяные часы, а первый спусковой механизм часов был изобретен, по-видимому, в 1275 году. Первый рисунок спуска был сделан Якопо ди Донди в 1364 году. с начала до середины 14 века на башнях нескольких городов стали появляться большие механические часы. Нет никаких свидетельств или записей о рабочих моделях этих общественных часов, которые были управляемый весом. У всех была одна и та же основная проблема: период колебаний механизма сильно зависел от движущей силы грузов и трения в приводе.

В более поздние средневековые времена в общественных местах устанавливались искусно сделанные часы. Это Астрономические часы в Праге, часть которых датируется примерно 1410 годом.

Этот механизм представляет собой базовый спусковой механизм. Груз вращает барабан, который приводит в движение зубчатое колесо, которое обеспечивает движение механизма «тик-так»

Пражские куранты

Отображение кругов зодиака и ранних версий цифр 2, 3, 4 и 7

Самые ранние из сохранившихся часов с пружинным приводом можно найти в Музее науки в Лондоне, они датируются примерно 1450 годом. Замена тяжелых приводных грузов пружиной позволила создать портативные часы и часы меньшего размера.

Более точные механические часы

Христиан Гюйгенс изготовил первые часы с маятником, регулируемые механизмом с «естественным» периодом колебаний, в 1656 году. Галилей изучал движение маятника еще в 1582 году, но его конструкция часов не была создана до его смерти. Маятниковые часы Гюйгенса имели погрешность менее 1 минуты в день, а его более поздние усовершенствования уменьшили погрешность его часов до менее 10 секунд в день.

Не существовало устройства для точного определения времени в море, пока Джон Харрисон, плотник и изготовитель инструментов, не усовершенствовал методы температурной компенсации и не нашел новые способы уменьшения трения. К 1761 году он построил морской хронометр с пружиной и спусковым механизмом баланса, который показывал очень точное время. С окончательным вариантом своего хронометра, который выглядел как большой карманный часы, он научился определять долготу с точностью до половины градуса.

Только в 1884 году конференция в Гринвиче достигла соглашения об измерении глобального времени и приняла среднее время по Гринвичу в качестве международного стандарта. Сегодня мы полагаемся на атомные часы для наших самых точных измерений времени.

Маятник перемещает рычаг, создающий качательное движение спуска

Педагогические примечания, связанные с измерением и временем, можно найти, щелкнув вкладку « Notes » в верхней части этой статьи.

Вспомогательные примечания

Примечание 1

Если подумать о проблеме, то мы можем легко найти строго на юг от солнца в полдень. Глядя на ночное небо, мы в конце концов приходим к выводу, что на небе есть фиксированная точка, вокруг которой все звезды вращаются один раз в сутки (24 часа). Здесь мы находим «Полярную звезду» (от Большой Медведицы или Большой Медведицы, измерьте расстояние примерно в четыре длины двух звезд в конце, « указатели, чтобы найти Полярную звезду). Это небесный полюс, который для египтян отличался от сегодняшнего из-за явления прецессии.

Примерно до 1900 г. до н.э. Небесным полюсом был Тубан, звезда в «хвосте» созвездия Дракона. К 1000 г. до н.э. это был Тубан в созвездии Малой Медведицы. Сегодня Полярная звезда является последней звездой в «хвосте» Малой Медведицы.

Примечание 2

«Время по солнцу» и «время по часам» различаются. Солнечное время основано на том факте, что солнце достигает своей высшей точки (меридиана) в середине дня, а на следующий день в своей высшей точке оно завершает полный цикл. Однако время между тем, как солнце достигает последовательных меридианов, часто отличается от часового пояса. По часам с мая по август день близок до 24 часов, но в конце октября дни короче примерно на 15 минут, а в середине февраля дни длиннее примерно на 14 минут. Для наших повседневных дел важно иметь постоянное «часовое время» 24 часа. Этот вариант называется «Уравнение времени» и показывает взаимосвязь между солнечным временем и временем на часах. Вариация имеет две причины; плоскость земного экватора наклонена к орбите Земли вокруг Солнца, а орбита Земли вокруг Солнца представляет собой эллипс, а не окружность. На веб-сайте Национального морского музея показаны два отдельных графика для этих причин и третий график, на котором они объединены для полной коррекции.

См. Национальный морской музей – ссылка ниже.

Несколько полезных ссылок

На этом сайте представлены очень хорошие примеры развития измерения времени с картинками и краткими пояснениями http://www.britannica.com/clockworks/main.html

Сделайте свои собственные солнечные часы на http:// www.bbc.co.uk/norfolk/kids/summer_activities/make_sundial.shtml

Множество интересных дизайнов солнечных часов http://www.sundials.co.uk/newdials.htm

Солнечные часы в Интернете можно найти по множеству примеров со всего мира. мир http://www.sundials.co.uk/

Прецессия равноденствий объясняет, как меняется вращение Земли. На этом сайте есть хорошее объяснение и полезная анимация: http://en. wikipedia.org/wiki/Precession

Чтобы узнать о Галилео, Гюйгенсе и Харрисоне, посетите веб-сайт MacTutor:
http://www-history.mcs.st -and.ac.uk/history/

Национальный морской музей: https://www.rmg.co.uk/national-maritime-museum

Джеки Карсон написала нам, чтобы порекомендовать эту статью:
http:/ /www.timecenter.com/articles/когда-время-начало-истории-и-науки-о-солнечных часах/

Вот PDF-версия этой статьи.

О времени

Декабрь 1999 г.

Примечание: Это специальное издание Миллениум Девлина. Угол намного длиннее обычного. Вы можете захотеть распечатайте, чтобы прочитать. Это также даст вам версию абсолютно невосприимчив к любой ошибке Y2K.

Рассвет нового года дает нам напоминание что мы живем большую часть нашей жизни по часам и календарь. Сообщение становится еще сильнее, когда Новый год – последний в тысячелетии, несущий номер 2000. Но что такое время? Есть три ответа: один в физике и философии (время как физическое явление), другое в психологии (наше чувство течения времени), третье по математике и техники (время, которое мы измеряем и используем регулировать нашу жизнь). Угол Девлина, конечно же, сосредоточиться на последнем из этих трех понятий. Как мы пришли, чтобы измерить время в первую очередь? какая именно это измеряют наши часы? (Это где на помощь приходит математика.) И какие научные принципы, которые мы используем, чтобы строить все более точные часы? (Здесь больше математики.)

Прошедшее время

Измерение времени началось с изобретения солнечные часы в Древнем Египте незадолго до 1500 г. ДО Н.Э. Однако время, которое измеряли египтяне, было не то же самое, что измеряют сегодняшние часы. За египтян, да и еще три тысячелетий, основной единицей времени был период дневной свет. Египтяне прервали период от от восхода до заката на двенадцать равных частей, что дает нам предшественник сегодняшних часов. В результате Египетский час не был постоянной продолжительностью времени, как дело сегодня; скорее, как одна двенадцатая часть дневного света период, она менялась в зависимости от длины дня, и, следовательно, с сезонами. Это также варьировалось от места к месту на поверхности Земли. И, конечно же, время как измеримая концепция фактически прекратилась во время часы темноты.

Необходимость в способе измерения времени независимо от солнце со временем породило различные устройства, большинство особенно песочные часы, водяные часы и свечи. первые два из них использовали поток некоторого вещества для измерения времени, последнее неуклонное падение в высоту свечи. Все трое представляли собой метафору времени. как что-то, что течет непрерывно, и поэтому начали формировать то, как мы думаем о времени.

Хотя их точность никогда не была высокой, эти устройства не только обеспечили способ измерения времени без необходимости, чтобы солнце было видно на небе, они также послужили основой для концепции времени, не зависело от продолжительности дня. Но это было прошло много столетий до того, как было использовано преимущество эта возможность. Вместо этого каждый из этих приборы для измерения времени несли сложные системы маркировка, предназначенная для указания времени на основе солнечные часы. Фрагменты одного тринадцатого века водяные часы, найденные во Франции, дали инструкции о том, как установить часы на каждый день в году! Потому что часы тьмы противоположность светового дня, шкала для ночные часы были просто шкалой дневного времени для день ровно пол года назад. Например, шкала ибо ночь 1 июля была днем шкала на 1 января.

В дополнение к их неточности, песочные часы, водяные часы и свечи также были ограничены в общем отрезок времени, который они могли измерить, прежде чем быть сброшен. В связи с этим они широко использовались для измерение продолжительности какой-либо деятельности, например речь оратора, время приготовления пищи или длительность юридической консультации.

На протяжении большей части истории у обычных людей не было регулярный и легкий доступ в любое время измерительный прибор для чего бы то ни было, кроме как для взгляда на небо в солнечный день и посмотреть, где солнце был. Для них время, как мы его сегодня понимаем, не действительно существуют. Единственная группа в средневековье, чей день управлялось временем так же, как люди сегодня монахи-бенедиктинцы с их церковным регламентированное время молитвы, восемь канонических часов: лаудс (незадолго до рассвета), прайм (сразу после рассвета), terce (третий час), sext (шестой час), nones (девятый час). час), вечерня (одиннадцатый час), повечерие (после закат) и утреня (ночью). Сигнал, который объявлял каждый канонический час и регулировал День монахов был звоном колокола. Это дает нам нашу слово «часы», происходящее от средневекового латинского слово для колокола, часы.

Независимо от того, регулировались ли они солнечные часы, водяные часы, свеча или звезды, колокольчики которые использовались для обозначения каждого нового канонического часа звонили по расписанию, основанному в конечном счете от периода солнечного света в этом месте и в этом время года. Потому что они не были расположены одинаково Кроме того, канонические часы дали понятие времени, которые, помимо изменения на протяжении года и из места в место, текло неравномерно как и современное время.

Время покупки

В Средние века идея регулируемого времени начали распространяться из монастырей вместе с связанные с ними религиозные обряды. В конце четырнадцатого века, самая продаваемая книга в Европа была Часовником, собранием молитвенные чтения, которые состоятельный мирянин его дом мог читать или декламировать в соответствующее время Канонический час.

Сегодня большинство людей заботятся о себе и своих семьи живы, продавая свое время — явно в случае рабочих, специалистов или консультантов, «оплачиваемых по часам», менее явно, но не менее реально для наемные работники. Более того, сегодняшний день экономика в значительной степени поддерживается за счет кредитования и заимствование денег, за которое кредитор взимает плату проценты – плата за время использования заемщиком денег. Иная ситуация была в Средний возраст. Ростовщичество хотя и было разрешено римлянами. — взимание процентов по кредиту — было запрещено от раннего христианского общества до двенадцатого века века, аргумент в том, что время принадлежит Богу и поэтому не могут быть куплены или проданы. (Официально, ростовщичество до сих пор запрещено исламом.)

Растущая зависимость от международной торговли со стороны XIII век и далее нуждался в поддержке денежный рынок, и в результате ростовщичество постепенно ползло в христианские общества Европы. С ростом Восприятие времени как товара, который может быть куплено и продано, человечество встало на путь развитие чувства времени как чего-то отдельного из привычного цикла дня и ночи и смена времен года. Когда время стало рационализироваться, это также стало более светским, частью повседневной деятельности торговля, промышленность и повседневная жизнь.

Изобретение машины времени

Это был мир «естественного времени», основанный на движение солнца по небу и меняющееся в зависимости от времена года, что первые механические часы — время машины – были введены в тринадцатом веке Европа. Противоречат представлениям о времени как о что-то, что течет, с первыми часами идея измерения времени путем разделения его на равные, дискретные фрагменты и подсчет этих фрагментов.

Большинство из нас думает о времени, производимом нашими часами, как о само время. Тем не менее, единственное, что естественно во времени производимого часами, заключается в том, что он изначально основан на полный оборот Земли (или более именно среднее таких оборотов). деление этого периода на 24 равных часа… обычно рассматриваются как два последовательных периода по 12 часов каждый (AM и PM), деление каждого часа на 60 минут, а дальнейшее деление каждого минуты в секунды – все условности — человеческие изобретения.

На самом деле в том, как мы измерять время. Время, которое измеряют часы сам производится этими часами. Время на часах независимо от течения сезонов или смену дня и ночи и не зависит от расположение часов на земле. Сегодня мы не даем это независимо от любой мысли — время — это то, что говорят нам часы. Но на заре часов это было не так. Действительно, столь различно было время, определяемое часы, которые разработала практика индикации, когда данное время было произведено часами путем добавления фраза «часы» – позже сокращенная до «часы» мы используем сегодня.

С изобретением часов основная единица измерения времени перестал быть днем и сменился часом. С помощью часов люди могли соотносить свою деятельность с гораздо большей степени, чем когда-либо прежде. И способность измерять время математическим способом помогло подготовить почву для научной революции, которая была следовать триста лет спустя.

Все часы зависят от законов физики, которые предоставить потенциально надежные часы в виде осцилляторы. Любой объект, который колеблется, будет иметь предпочтительный период колебаний, и, найдя способ чтобы извлечь выгоду из этого регулярного периода, надежные часы может быть построен.

Ранние колебательные механизмы назывались спуск. Первый спуск, “граница-и-фолио” представляла собой свободно качающуюся горизонтальную планка (фолиот), прикрепленная к центрально расположенной вертикальной вал (грань). Механизм приводился в движение сила тяжести. Тяжелый груз свисал с веревки, обернутой вокруг горизонтального шпинделя. Как вес медленно спускался, шнур крутил веретено. зубчатый коронное колесо на шпинделе сделал спусковой механизм колебаться, спусковой механизм регулировал скорость на который вращался шпиндель, и вращение веретено измеряло течение времени, перемещая рука вокруг отмеченного циферблата. (Скорость колебания, а, следовательно, и скорость хода часов. регулируется перемещением симметрично расположенных небольших веса вдоль фолио-бара.)

Где-то в пятнадцатом веке часовщики стали использовать плотно скрученные лезвия из металла — пружины — чтобы привести свои часы в действие вместо гравитации. Следуя знаменитому наблюдению Галилея 1583 г. период колебаний качающегося маятника казался зависеть только от размеров маятника, не по размеру дуги, грани и листа спусковой механизм был модифицирован и улучшен, так что движение маятникового рычага регулировалось. Маятниковые часы сами по себе были усовершенствованы, когда механизм грани и листа для управления скоростью вращение коронного колеса было заменено на анкерный спуск, где суппорт-подобный «якорь» выполнил задание, которое ранее выполнял грани-и-лист.

Несмотря на различные усовершенствования, большинство ранних часов были крайне ненадежны. Это было мало следствие, однако, так как они могли быть проверены и регулярно корректируется по солнцу. Таким образом, несмотря на технологию и механическую природу время, которое оно произвело, время все еще в конечном счете зависело на солнце.

Но к середине XVII в. были маятниковые часы с анкерным спуском. производятся с точностью до десяти секунд в сутки. Это было гораздо точнее, чем чтение времени по солнечным часам. Мало того, что не было легко читать время точно по солнечным часам, скорость движения солнца по небу незначительно отличалась от один день выше следующего. Действительно, при наличии точные машины времени, стало возможным измерить изменение скорости солнца. Это было тогда, в начале научной революции люди фактически начали жить по механическому времени. Хотя, для подавляющего большинства населения солнце было бы продолжают обеспечивать основные средства информирования (приблизительное) время, окончательное время было то, что обеспечивают часы. С тех пор часы используется для установки и калибровки солнечных часов, а не наоборот, как это было раньше.

Где я?

Внедрение точных часов не только обеспечило точный способ измерить и сказать время, это также позволили морякам сделать нас из изменения времени с долготой, чтобы определить их положение в море.

В пятнадцатом веке, когда такие исследователи, как Христофор Колумб и Америго Веспуччи впервые начали плыть в великие океаны, они столкнулись с главное препятствие: как они могли отслеживать свои должность? Для более ранних поколений моряков, таких как торговцы Средиземноморья и Северной Европы, такой проблемы не было — всегда держались рядом к береговой линии. С давних времен графики назывались портоланы (проводники в гавани) были доступны, чтобы обеспечить детали, требуемые мореплавателем, обнимающим береговую линию — глубина воды, расположение коварных скал, специальные ориентиры и так далее. Но как ты держишься отслеживание вашего положения, когда вы покинули береговая линия позади?

Часть ответа была предоставлена греком географы третьего века до н. э., использовавшие астрономические расчеты, чтобы сделать три ссылки линии на их картах мира — три линии широты известные в настоящее время как экватор и тропики Рак и Козерог. Эратосфен впоследствии добавлены дополнительные линии широты восток-запад, расположенные бегать по знакомым ориентирам. Столетие спустя, Гиппарх сделал систему более математической. регулярными, делая линии равноотстоящими друг от друга и действительно параллельны, не определяемые рельефом местности или места, которые люди считали важными. Он также добавил система меридиональных линий север-юг, идущая от полюс к полюсу, и разделил 360 градусов обоих широту и долготу на более мелкие сегменты, с каждый градус делится на 60 минут и каждый минута в 60 секунд. (Оба 360 градусов круг и 60-кратное деление степени и минута родом из четвертого века до н.э. вавилонский шестидесятеричная система счисления, принятая из-за легкость деления целых чисел 60 и 360.)

Во втором веке до нашей эры греческий астроном Клавдий Птолемей написал восемь книг по географии. в которой он описал, как рисовать карты с линиями широта и долгота для справки. Птолемея рукопись сопровождалась двадцатью семью мировыми карты, составленные по его представлениям. (Неизвестно, если Эти карты нарисовал сам Птолемей.) Птолемей сделал две основные ошибки: его оценка длины окружности мира составляла лишь три четверти истинной фигуры, и он расширил Азию и Индию слишком далеко до восток. (Именно сочетание этих двух ошибок сделал Колумб, у которого была копия одного из Карты Птолемея – думаю, он мог бы плыть на запад к Индии, что привело к открытию Америки. европейцами в пятнадцатом веке.)

Чтобы использовать линии сетки, нарисованные на карте, штурман должен был иметь способ определить местонахождение корабля. широта и долгота. Широта была не очень проблема. Все, что нужно было сделать моряку, это измерить высота солнца в полдень. Это зависит от широты (и со временем года), и простой геометрический расчет позволяет определить широту вычисляется от высоты полудня в любой день год. Уже в средние века астрономические таблицы показывали высоту полуденного солнца в течение года на разных широтах и прицельный прибор типа квадранта мог быть используется для измерения высоты. Даже в те дни, определение широты может быть сделано с точностью до половины степень.

Но как определить долготу? Первый практический ответ был с точки зрения скорости. Если исследователь зная скорость, с которой он ехал, он мог вычислить расстояние, пройденное каждый день, и таким образом сохранить отслеживать его долготу. У Колумба не было инструмента, чтобы измерьте его скорость, так что он просто наблюдал пузыри и обломки, проплывающие мимо его корабля, и использовал эти наблюдения, чтобы оценить скорость. А лучшим решением было использовать время. Даже у греков было заметил, что долготу можно рассматривать как функция времени. Поскольку земля делает человека полным оборот каждые двадцать четыре часа, в каждом отдельном час он поворачивается на пятнадцать градусов долготы. Это означает, что каждый градус долготы соответствует четырем минутам времени. если бы навигатор знал время в начальной точке, а также знал местное время, то, сравнив два времени, он мог вычислить его текущую долготу относительно начальной долгота. Нося часы на борту, все матросы нужно было сделать, чтобы определить его долготу было прочитано время на часах в полдень (по местному времени) (т. е. когда солнце был в своей высшей точке) и преобразовать часы расхождение с полуднем, чтобы дать долготу корабля относительно начальной долготы. Каждые четыре минуты разницы будет означать 1 градус долготы до восток или запад. Чтобы этот процесс работал, конечно, у моряка должны были быть надежные часы; кроме того, часы, которые оставались надежными, когда вывозится в море на корабле.

Начиная с шестнадцатого века потребность в точные часы для определения долготы стали такими важное значение для роста мировой торговли, что ряд предлагалось денежное вознаграждение тому, кто первым произвести такое устройство. В 1714 году английская королева Энн предложила 20 000 (несколько миллионов фунтов стерлингов в сегодняшняя валюта) для первого человека, который найдет способ определить долготу с точностью до половины градуса. Много были предприняты попытки решить проблему и победить различные призы. В 1759 г., житель Йоркшира назвал Джон Харрисон протестировал часы диаметром 5,2 дюйма на путешествие из Британии на Ямайку и обратно. Часы потеряны всего пять секунд на пути наружу, соответствует погрешности долготы всего в один и четверть морской мили. Харрисон выиграл премию королевы Анны. приз, и мир, наконец, получил способ определить долгота: по точному измерению времени.

Времена меняются

В случае океанских путешествий развитие надежные часы объединили время и пространство, и позволили путешественнику использовать время, чтобы для определения местоположения. Однако для наземных путешествий появление точных часов создало конфликт между время и место.

Первые намеки на проблему появились в Европе в восемнадцатом веке, с введением почты услуги тренера. Предназначен для перевозки пассажиров в а также почту, тренеры соблюдали строгий график, и, как и в случае с сегодняшними службами экспресс-доставки, каждый компания должна поддерживать хорошую репутацию для надежность и пунктуальность. Проблема с сохранением к строгому расписанию заключалось в том, что фактическое «время суток» менялись от города к городу. Даже в такой маленькой стране, как Англия, города к западу от Лондона могут в двадцати минутах от столицы. Очень похоже на сегодняшний руководители международного бизнеса, кучера постоянно приходилось корректировать свои часы, чтобы дать правильное местное время.

Проблема усугубилась с появлением сеть железных дорог в девятнадцатом веке. более высокие скорости, вместе с необходимостью изменения с одной линии на другую — возможно, с одной железной дороги компании к другой — в течение одного путешествие сделало множество различных местных времен сбивающее с толку раздражение. В Англии железные дороги решили, что они будут управлять своими операциями по лондонскому времени, как определено Королевская обсерватория в Гринвиче, а к 1848 г. практически все британские железнодорожные компании действовали в соответствии с тем, что в конечном итоге станет известно как среднее время по Гринвичу (GMT). Какое-то время многие местные города продолжали вести собственное время, определяется местными наблюдениями за Солнцем, но Постепенно преимущества одного времени начали перевесить традиции и местную гордость. К 1855 году почти все общественные часы по всей Великобритании показывали ВРЕМЯ ПО ГРИНВИЧУ.

Метод, используемый для синхронизации всех часов принес с собой еще одно признание того времени может быть товаром для продажи. Гринвич Обсерватория поддерживала электрические стандартные часы. который определил GMT. Каждый день обсерватория принимала звездные показания для корректировки стандартных часов. (Измерение положения некоторых звезд ночью было гораздо более точный способ измерения земной вращение, чем пытаться определить момент, когда солнце было в своей полуденной высшей точке.) После изобретение электрического телеграфа в 1839 г. , телеграфные линии были проложены вдоль всех основных железнодорожные пути. В 1852 году Королевский астроном, Джордж Арей ввел систему, согласно которой время сигналы стандартных часов были переданы по телеграфным линиям к электрическим часам в вокзалы, государственные учреждения, почта и телеграфы по всей стране. За плату частные абоненты также могут быть подключены к получить сигнал времени. (Часовщики и часы ремонтники были основными клиентами этой услуги.) Они буквально выигрывали время.

Таким образом, все Британские острова стали соответствовать единая система времени, определяемая звездами, и распространяться по телеграфным проводам.

Путаница, вызванная различиями в местных времена, созданные в Великобритании введением система железных дорог была ничто по сравнению с Соединенными Государства, где из-за гораздо большей вовлеченные расстояния, различия могут быть далеко больше нескольких минут. Как железная дорога США система выросла между 1840 и 1850 годами, большинство железных дорог компании действовали согласно времени их родной город. В результате в разгар развилась временная путаница, были используется около восьмидесяти различных расписаний железных дорог по всей стране.

Чтобы попытаться навести порядок в хаосе, региональные часовые пояса начал развиваться. Например, к началу 1850-х гг. все железные дороги Новой Англии придерживались одного и того же времени, определяется обсерваторией Гарвардского колледжа. Точно так же были стандартизированные часовые пояса. вокруг Нью-Йорка, Филадельфии и Чикаго.

Следующий шаг к единообразию был сделан в 1869 г. когда дальновидный человек по имени Чарльз Дауд выдвинул план разделить всю нацию на четыре единые часовые пояса, каждые пятнадцать градусов долготы широкая, и, следовательно, каждая на расстоянии часа от своей сосед. Часовые пояса не были предназначены для приняты местными жителями. Скорее, они обеспечили систематическая основа для согласования расписаний железных дорог, и Дауд опубликовали расписания, которые давали преобразования между каждым регионом местного времени и зональное железнодорожное время. Однако в конце концов люди начали предложить сделать железнодорожное время единственным временем, с вся нация имеет только четыре зональных времени.

Предложение отменить все городские местные часы вызвало огромные споры со многими гражданскими лидеры видят в этом предмет местной гордости поддерживать собственную систему времени. Только в 1883 г. что большая часть страны была готова сделать шаг, чтобы принять железнодорожное время. Последний шаг был организован железнодорожником по имени Уильям Аллен, который долго и упорно лоббировал то, что он считал явно выгодный ход. В 12 часов дня 18 ноября 1883 года Аллен увидел, как сбылась его мечта. плод. Именно в этот момент подавляющее большинство нация перешла на новое время.

Переключение было достигнуто путем получения всех различных обсерваторий, которые регулировали время в своих регионы, согласиться на отправку сигнала нового времени в точно такой же момент. К тому времени большинство городов и города обеспечивали сигнал стандартного времени, который, в свою очередь, на основе сигнала времени, полученного от обсерватории. (А общие средства обеспечения местных жителей ежедневный сигнал времени был с помощью шара времени, шара, который соскользнул вниз по вертикальному столбу, чтобы обеспечить обратный отсчет до полдень. Сегодня Нью-Йорк использует такое устройство для обеспечить ритуальный сигнал времени для начала нового года в полночь в канун Нового года.) Координируя все время сигналит, одним махом вся нация был переведен с местного времени на одно из четырех зональных времен железной дороги (кроме небольшого количества ренегатов регионы, которые тщетно продержались год или около того).

В 1918 году была узаконена четырехзонная система времени. Через две тысячи лет совершенно абстрактный, рукотворное, единообразное, математическое понятие «время» начал прокладывать себе путь в — и состояние — в нашу взгляд на мир. Но были еще некоторые дальше события должны иметь место. Сначала, хотя к концу девятнадцатого века, многие страны приняли единую системы времени, почти не было никакой координации между разными народами. В частности, была фундаментальный вопрос о том, где найти базовую линию для измерения долготы. В отличие от широты, где земная ось вращения определяет два полюса и соответствующей экваториальной базовой линии, нет предпочитаемая точка отсчета для измерения долготы. Англия использовал линию долготы через Гринвич – где располагалась Королевская обсерватория — как нулевой меридиан, а к 1883 г. Швеция, Соединенные Штаты и Канада также приняли Гринвичский меридиан в качестве базовой линии.

С ростом международной торговли, начались дискуссии, чтобы попытаться установить единая всемирная система измерения долготы. В 1884 году состоялась Международная конференция по меридианам. в Вашингтоне, округ Колумбия, чтобы попытаться решить проблему. 13 октября двадцать пять округов-участников поставить вопрос на голосование. Двадцать два из них проголосовали за Гринвич (Сан-Доминго проголосовал против, Франция и Бразилия воздержались). Гринвич был выбран для двоих причины. Во-первых, меридиан должен был лежать на главном обсерватория. Во-вторых, потому что так много международных судоходство в то время было британским, Гринвич был уже наиболее широко используемый меридиан в море транспорт, принятый примерно двумя третями судоходных компаний мира.

Создание всемирной системы измерения долгота принесла с собой понятие мирового времени. Так как в сутках двадцать четыре часа и 360 градусов по кругу, каждые пятнадцать градусов долготы представлял один час. Таким образом, обернув 360 продольная сетка вокруг земли, человечество автоматически разделил планету на двадцать четыре времени зоны, каждая из которых на один час отличается от двух соседи.

Подобно тому, как введение единого времени в Британии было вызвано развитием тренера проезд и железные дороги и принятие единообразных часовые пояса в Соединенных Штатах были в ответ на рост железнодорожных перевозок также является основным стимулом для иметь единую мировую систему измерения время было изобретением Маркони беспроводной телеграфии в 1899. С мгновенной связью между странами мира и между земли и кораблей в море, стало необходимым иметь единая система мирового времени.

Удивительно, но это важное событие в человеческая цивилизация, важный шаг к сегодняшнему “глобальная деревня” осталась почти незамеченной в то время. Правда, не все страны перешли на использование Гринвичский меридиан сразу. Много страны не принимали Гринвич до тех пор, пока двадцатого века, причем последний, Либерия, не внесение изменений до 1972. Национальная гордость была главный сдерживающий фактор. Но в конечном итоге там не было ничего, что могло бы встать на пути того, что было, в буквальном смысле, ход времени.

Жизнь по часам

Сегодня мы живем большую часть жизни «по часам». Мы просыпаемся от будильника, слушаем радио в определенное время, мы ездим на работу и с работы в определенное время дня мы посещаем встречи, которые начинаются и заканчиваем в заранее оговоренное время, мы едим нашу еду по часам, а не просто когда мы чувствуем голодны, а часы подскажут, когда идти в кино, на концерт, в театр или на просмотр любимого телевизионная программа. Действительно, не только большинство наших повседневная деятельность регулируется часами, они часто правил с точностью до минуты. Такой образ жизни совсем недавно. Это зависит не только от униформы. система всемирного измерения времени, она также требует что каждый из нас носит на себе надежное значит следить за временем. Разработка первого карманные часы, а затем и наручные часы изменили то, как мы видим и живем, нашу жизнь. Завершение революции в жизни человечества принесло эволюцией нашего представления о времени было как столько технологический шаг, сколько интеллектуальный. К жить согласно регулярному ритму рукотворного времени, мы должны носить время с собой. Более точно, так как наши современные часы не (пока) общаться друг с другом или с любым централизованным “станция времени”, мы носим с собой устройство, которое производит личное время, которое создано, чтобы быть в синхронизация с официальным временем с точностью до нескольких секунды.

Точность (и дешевизна) современных часов и часы исходит из наблюдения, сделанного Француз Пьер Кюри в 1880 году. Кюри заметил, что когда давление применяется к определенным кристаллам – кварцу кристаллы, например, — они вибрируют с определенной, очень постоянная частота. Последующий исследования показали, что воздействие на кристаллы переменный электрический ток также заставлял их вибрировать. Первое использование этого явления было в конструкции радиоприемников, чтобы обеспечить широковещательную волну постоянная частота. Затем, в 1928, В. А. Маррисон из Лаборатории Белла построили первые кварцевые часы. замена маятника и других механические колебательные устройства предыдущих часы постоянными колебаниями кварца кристалл. Кварцевые часы были такими точными и достоверным, что уже к 1939 году он заменил механические часы в обсерватории г. Гринвич.

Хотя полученная точность не была различима для человеческое сознание, появление кварцевых часов измерение времени изменило природу времени еще опять таки. Поскольку кристаллы кварца могут колебаться с частотой в миллионы раз в секунду, базовая единица времени предоставляемые нашими часами изменились со второго — агрегат, обеспечиваемый механическими колебательными устройствами — до единиц в миллион раз меньше. означает что наши часы развились до такой степени, что время наконец вырвалось на свободу из природного явления с которым возникло само наше понятие времени: суточное вращение Земли. С устройствами, способными размером до миллионной доли секунды, это было можно измерить небольшое расхождение в вращения Земли изо дня в день. Больше не делал смысла определять секунду как 1/86 400 среднего солнечный день (86 400 = 24 х 60 х 60). Вместо этого мы сейчас основывать наше время на ежедневном движении далеких квазары. Управляемый в Париже, этот международный, астрономическое время называется Всемирным Скоординированным Время (UTC).

Время нашей жизни

Астрономические наблюдения обеспечивают стабильную основу для наше современное время. Но даже кварцевые часы недостаточно точен, чтобы обеспечить точность измерение, необходимое для многих современных технологии. Во-первых, нет двух кристаллов. абсолютно одинаковы, а различия в размерах и форме влияют частоты колебаний кристаллов. Также, со временем частота колебаний данного кристалла имеет тенденцию дрейфовать, так как его внутренняя структура меняется незначительно. Гораздо большую точность обеспечивают атомные часы, первый из которых был построен англичанами физики Л. Эссен и Дж. Парри в 1955. Это делает использование того факта, что при соответствующем питании внешний электрон атома цезия меняет свое магнитное направление относительно ядра, в процессе испускания или поглощает квант энергии в виде излучение с постоянной частотой 9 192 631 770 циклов в секунду. Идея атомных часов (или цезиевые часы) состоит в том, чтобы бомбардировать цезий микроволны около 9 192 631 770 циклов в секунду. второй. Микроволны вызывают энергетические колебания ровно 9192 631 770 циклов в секунду в атомов цезия, а это, в свою очередь, регулирует микроволны, удерживая их именно на этой частоте… простая петля обратной связи, обеспечивающая максимальную идеальный хронометрист. Используя самую основу материи, мы можем определить секунду как 9 192 631 770 тиков цезиевых часов. Официальное определение, принятое в 1967 г., заключается в том, что секунда составляет «9 192 631 770 периодов излучение, соответствующее переходу между два сверхтонких уровня основного состояния атом цезия-133».

Хотя единицы времени меньше примерно одной десятой вторые неразличимы человеческому сознанию, Современная жизнь сильно зависит от чрезвычайно точное измерение времени, обеспечиваемое кварцем часы и атомные часы. Например, рассмотрим, как зависимы мы сегодня от трансляции электромагнитные волны для различных видов коммуникация. Предположим, что FM-радиостанция присвоена частота вещания 100 МГц. (Это 100 миллионов циклов в секунду.) Если секунда станции всего на 1/1000 отличается от истинной секунды, его сигнал вещания будет отключен на 100 000 Гц (т. е. 100 000 циклов в секунду). Без высокой точности хронометраж, наша сеть связи будет хаос. Другим примером является наша текущая настольные компьютеры, скорость которых зависит от высокоточные внутренние часы, способные измерять (или, если хотите, создавать) чрезвычайно короткие периоды время, в настоящее время приближаясь к диапазону 500 МГц.

Третий пример использования высокой точности атомные часы обеспечивают наземные Навигационная система ЛОРАН-С и спутниковая Глобальная система позиционирования (GPS), современная версии использования времени для определения положения. GPS, например, зависит от сети из двадцати четырех спутники, вращающиеся вокруг Земли на высоте 11 000 миль. Каждый спутник непрерывно излучает сигнал задавая его положение и среднее время, определяемое четыре атомных часа, которые он носит на борту. Выбирая и сравнивая временные сигналы от четырех спутники, наземный приемник, который может быть небольшим достаточно, чтобы его можно было держать в руке – можно вычислить его широту и долготы с точностью до 60 футов и его высота с точностью до 100 футов. Часы на спутники должны быть чрезвычайно точными для двух причины. Во-первых, спутник использует свои часы для определять свое положение в любой момент. Второй, определение положения земли приемник зависит от крошечных интервалов времени, которое требуется электромагнитный сигнал для прохождения от каждого из спутников к ресиверу. Так как сигнал проходит через 186 000 миль в секунду, ошибка синхронизации одна миллиардная секунды произведет ошибку положения около одного фута. Бортовые часы точны. до одной секунды за 30 000 лет. (Наземные атомные часы могут иметь точность до одной секунды за 1 400 000 лет.)

В США находится Военно-морская обсерватория США. (USNO) в Вашингтоне, округ Колумбия, обвиняется в ответственность за измерение и распределение времени. Американское время определяется главными часами USNO. который основан на системе многих независимых действующие цезиевые атомные часы и дюжина водородных мазерные часы. Их веб-сайт на http://tycho.usno.navy.mil/ предоставляет богатый источник информации о современных хронометраж.

Хотя в значительной степени скрыты от нашего взгляда, используемое в наши дни детальное понятие времени, основанное на движение массивных предметов далеко в Вселенной и измеряется крошечной квантовой энергией состояния атома, буквально время нашей жизни. Это влияет на саму ткань нашей повседневной жизни и на то, как мы смотреть на себя и на мир, в котором мы живем. Мы живем часы, и во многом мы рабы часов. Однако с точки зрения полезности время — это то, что только существует, потому что у нас есть средства — как концептуальные рамки и связанные с ними технологии — измерять ее с разумной точность.

Будущее: Часы долгого настоящего

Любой, кто побывал в Стоунхендже, среди возможные другие цели, несомненно, устройство для хронометража — испытает чувство благоговения на технологические навыки наших предков многие тысячи лет назад. Со многими сегодняшними часов, которых едва хватает от одного Рождества до далее, оставит ли нынешнее поколение такое же наследие в будущее?

Несколько лет назад ученый-компьютерщик Дэнни Хиллис (разработчик массивно-параллельного компьютера под названием «Машина соединения») спросил, есть ли современные Технология позволила бы нам построить механические часы, которые продолжайте работать и дайте точное время по крайней мере 10 000 лет. Такое устройство было бы двадцатым наследие века в будущее, современный аналог Стоунхенджа.

Хиллис впервые написал о своей идее в 1993 году: «Когда я был ребенок, люди говорили о том, что произойдет к 2000 году. Теперь, тридцать лет спустя, они до сих пор говорят о том, что будет к 2000 году. Будущее сжимается на один год в год на всю мою жизнь. Я думаю, нам пора начать долгосрочный проект, который заставляет людей думать не только о ментальный барьер Тысячелетия. я хотел бы предложить большие (вспомните Стоунхендж) механические часы с питанием сезонными изменениями температуры. Он тикает раз в год, бонги раз в столетие, и кукушка приходит каждое тысячелетие».

Такое устройство могло бы сделать на время то, что фотографии Земля из космоса сделала для размышлений о среды, предполагает Хиллис. Это может стать иконой это переосмысливает образ мышления людей.

При содействии основателя Whole Earth Стюарта Брэнд, музыкант и технофил Брайан Ино и другие, Хиллис создал фонд для поддержки проектирование, строительство и техническое обслуживание своих часов. Ино назвал это «часами долгого настоящего». взял в качестве названия книгу о проекте, изданную прошедший год. Фонд «Долгое время сейчас» был официально создана в 1996 — или, скорее, 01996 в Long Now Время, поскольку 10 000-летние часы должны будут считать лет с пятью цифрами, чтобы избежать проблемы с Y10K в будущем.

Прототип 10000-летних часов Hillis работает на стендах высотой восемь футов и построен из сплава монель, сплав инвар, карбид вольфрама, металлик стекло и синтетический сапфир. (конечный может быть больше.) Прототип должен дебютировать 1 января 2000 года. Он измеряет время по тому, что Хиллис вызывает последовательный битовый сумматор, высокоточный двоичный цифро-механическая система, которую он изобрел. Его 32 бита точность дает ему точность, равную одному дню в 20 000 лет. Он самокорректируется, периодически блокируя на солнце. Механическая сила, чтобы «завести его» могут быть обеспечены альтернативным солнечным отоплением и ночное охлаждение от суточного цикла дня и ночь, или от ежегодного потепления и похолодания времена года. Интригующее дополнение — или даже альтернатива — источник энергии, предложенный Хиллисом, установить ежегодный «завод часов» как мировое культурное событие.

Для общества, живущего по часам и по технологии, «Часы долгого времени» Хиллиса безусловно, будет достойным мемориалом, чтобы отметить завершение двадцатый век. Без сомнения, пора.

Для получения дополнительной информации о часах Хиллиса см. веб-сайт фонда Long Now Foundation по адресу http://www.longnow.org/.

Угол Девлина обновляется в начале каждого месяц.

Кит Девлин ( [email protected]) является деканом факультета естественных наук Калифорнийский колледж Святой Марии в Мораге, Калифорния и старший научный сотрудник Стэнфордского университета. Университет. Его последняя книга InfoSense: Превращение информации в знания, был опубликован WH Freeman в августе.

размер=”3″>

единиц измерения – что такое время?

Секунда является базовой единицей времени, и другие единицы, такие как минуты, часы и т.

д., являются производными от нее 9.0002 Для измерения времени требуется спецификация единиц , но существует множество различных единиц времени, некоторые из которых могут быть более подходящими в определенных обстоятельствах, чем другие.

Единицы СИ

Международная система единиц ( Système Internationale d’Unités или SI ) определяет семь основных единиц измерения, из которых получаются все остальные единицы СИ. Базовой единицей времени является 90 534 секунды 90 535 (другие единицы СИ: метр для длины, килограмм для массы, ампер для электрического тока, кельвин для температуры, кандела для силы света и моль для количества вещества). Второй номер может быть сокращен до 9.0387 с или с .

Исторически секунда определялась по отношению к более длительным периодам времени – минутам, часам и дням – т.е. как 1/86 400 среднего солнечного дня (один день равен 24 часа х 60 минут х 60 секунд = 86 400 секунд). Иногда это называют эфемеридной секундой 90 534 90 535 (эфемерида – это таблица, показывающая положения небесных тел в различные даты в регулярной последовательности).

С момента введения системы СИ в 1967 году секунда технически определяется более точно и абсолютно атомный выражается как «длительность 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующих переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия 133». В 1997 г. это определение было еще более уточнено с оговоркой, что оно относится к атому цезия, находящемуся в состоянии покоя при температуре 0° Кельвина.

Учитывая, что Земля очень постепенно замедляется, а средний солнечный день, на котором основывалось первоначальное определение секунды, не остался прежним, его определение, возможно, является историческим и культурным выбором, даже произвольным. Но, по крайней мере, атомарное определение, которое мы сейчас используем, каким бы ни было его происхождение, всегда останется постоянным. Все остальные единицы измерения времени теперь выводятся из секунды. На самом деле, поскольку мы можем измерять время точнее, чем длину, даже единица измерения метра в системе СИ определяется расстоянием, пройденным светом в 0,0000000033356409. 52 секунды.

Кратные и дольные

Единицы для периодов времени короче или длиннее секунды могут быть получены путем применения стандартных метрических префиксов СИ к секундам:

↑

второй

↓

децисекунда = 1/10 секундысантисекунда = 1/100 секундымиллисекунда = 1/1000 секундымикросекунда = 1/1000000 секунды

наносекунды = 10 ^-9 секунды

пикосекунды = 10 ^-12 секунды

фемтосекунды = 10 ^-15 секунды

аттосекунды = 10 ^-18 секунды

зептосекунды = 10 ^-21 секунды

йоктосекунды = 10 ^-24 секунды

декасекунд = 10 секунд гексосекунда = 100 секундкилосекунда = 1000 секунд (около 16,7 минут)мегасекунда = 1 000 000 секунд (около 11,6 дней)

гигасекунды = 10 ⁹ секунды (около 31,7 года)

терасекунды = 10 ¹² секунды (около 31 700 лет)

петасекунды = 1 ¹⁵ секунды (около 31,7 миллиона лет)

экзасекунды = 10 ¹⁸ секунды (около 31,7 миллиарда лет)

зеттасекунды = 10 ²¹ секунды (около 31,7 триллиона лет)

йоттасекунды = 10 ²⁴ секунды (около 31,7 квадриллиона лет)

Другие блоки

Блок-схема, иллюстрирующая взаимосвязь между основными единицами времени

Чаще всего, помимо чисто научного использования, другие единицы используются для более длительных периодов времени. Хотя технически это единицы «не СИ», поскольку они не используют десятичную систему, эти единицы официально приняты для использования с Международной системой.

минута (60 секунд)
час (60 минут или 3600 секунд)
день (24 часа или 86 400 секунд)
неделя (7 дней или 604 800 секунд)
месяц (28–31 день или 2 419 200–2 678 400 секунд)
год (около 365,25 дней или около 31 557 600 секунд)

Для еще более длительных периодов обычно используются несколько лет, т.е. десятилетие (10 лет), век (100 лет), миллениум (1000 лет), мегаануум (1000000 лет) и т. д.

В повседневной речи около менее точные единицы времени также широко используются, например. Мгновенный , Момент , Shake , Jiffy , Сезон , Возраст , Epoch , ERA , Epoch , ERA , Epoch , ERA , EPOH . например, в периодизации), но обычно их длина неопределенна или неоднозначна.

Квант Времени

Хронон — это единица для предложенной дискретной и неделимой единицы времени в теоретической физике, известная как квант времени . Такая единица может использоваться как часть теории, которая предполагает, что время не является непрерывным, а состоит из множества дискретных единиц. Следует подчеркнуть, что, согласно нашему нынешнему пониманию физики, как в квантовой механике, так и в общей теории относительности (которые вместе составляют большую часть современной физики), время НЕ приходит в виде квантованных, дискретных пакетов, а является гладким и непрерывным – см. раздел о квантовом времени. Однако дискретная модель может быть полезна для некоторых более неясных и в значительной степени гипотетических теорий, пытающихся объединить квантовую механику и теорию относительности в теорию квантовая гравитация .

Даже непонятно, какой может быть ценность хронона.