Żyjemy w świecie, w którym liczy się czas. Nanosekundy oznaczają różnicę między sukcesem lub niepowodzeniem dokonania transakcji elektronicznej, a tym, kiedy nieustannie przypomina się nam „czas”: spóźnienie lub spóźnienie, nieodebranie spotkania lub przybycie „przed czasem”. W dzisiejszym świecie czas rządzi naszym życiem.

W swoim bestsellerze Krótka historia czasu, fizyk Stephen Hawking przypomniał nam, że: „Wzrost nieporządku lub entropii odróżnia przeszłość od przyszłości, nadając kierunek czasowi”.

Nie ma dowodów na to, że możemy cofnąć się w czasie lub że są z nami „turyści czasu” z przyszłości. Ale strzała czasu prowadzi nas do przodu, a ludzie mierzyli ten czas na przestrzeni wieków na różne sposoby.

Zegary słoneczne i zegary wodne

Nigdy nie dowiemy się, kto był pierwszym mężczyzną lub pierwszą kobietą, który próbował nadać strukturę mierzeniu czasu, chociaż w Biblii Księga Rodzaju jest przykładem zmian zachodzących z dnia na dzień, wieczorem i rano. Starożytni Egipcjanie używali prostych zegarów słonecznych i dzielili dni na mniejsze części już 1,500 pnepodzielili interwał między wschodem a zachodem słońca na 12 części.

Nasz znajomy podział czasu jest nowszy, a aktualna terminologia dotycząca czasu i odmierzania czasu wywodzi się od Babilończyków i Żydów ( siedmiodniowy tydzień w Genesis). Starożytni Rzymianie w czasach republiki mieli osiem dni – w tym dzień zakupów, w którym ludzie kupowali i sprzedawali rzeczy. Kiedy cesarz rzymski Konstantyn na początku IV wieku n.e. uczynił chrześcijaństwo religią państwową, siedmiodniowy tydzień był oficjalnie przyjęty.

Zegar słoneczny (oczywiście skuteczny tylko wtedy, gdy świeci słońce) został udoskonalony przez Greków, a kilka wieków później rozwinięty przez Rzymian. Rzymianie używali również zegarów wodnych, które kalibrowali z zegara słonecznego, dzięki czemu mogli mierzyć czas nawet wtedy, gdy słońce nie świeciło, w nocy lub w mgliste dni. Znany jako klepsydra, wykorzystuje przepływ wody do pomiaru czasu. Zazwyczaj pojemnik jest wypełniony wodą, która powoli i równomiernie wylewa się z pojemnika – oznaczenia służą do ukazania upływu czasu.

Jednak zmieniająca się długość dnia wraz z porami roku w świecie rzymskim sprawiła, że ​​pomiar czasu był znacznie bardziej płynny niż dzisiaj: godziny były pierwotnie obliczane dla pory dnia i oparte na podziale dnia. Zegar wodny umożliwił mierzenie czasu w prosty i dość niezawodny sposób.

Zegary dojrzewają

Lepszy pomiar czasu był ludzką fascynacją od wieków, ale w XVIII wieku zegar pojawił się jako samodzielny instrument naukowy, pomimo swojej konwencjonalnej roli w oznaczaniu upływu godzin.

Zegar wahadłowy zawdzięcza udoskonalenie dostrzegania Galileo regularność wiszącej lampy kołyszącej się w tę iz powrotem w katedrze w Pizie, kiedy jeszcze był tam studentem.

Najwyższym znakiem wodnym przyrządu do pomiaru czasu, który był zarówno idealnie dopasowany do celu, jak i elegancki, był chronometr morski wynaleziony przez Johna Harrisona w Anglii. Była to odpowiedź na potrzebę precyzyjnego mierzenia czasu na pokładzie statku, a tym samym do określenia długości geograficznej (zegar wahadłowy nie nadawał się do użytku morskiego ze względu na ruch statku).

Urządzenie Harrisona czerpało z jego błyskotliwości w projektowaniu i znajomości najlepszych materiałów. Jego zegar umożliwiał z dużą dokładnością pomiar czasu, a więc i pozycji na morzu. Dało Royal Navy bezprecedensowe narzędzie do nawigacji.

Twórczość XX-wiecznych zegarmistrzów kontynuowała tę tradycję – umiejętności George'a Danielsa z Wielkiej Brytanii w tworzeniu jednych z najlepszych i najpiękniejszych zegarków tradycyjnymi i ręcznymi metodami można zobaczyć na stałej wystawie obecnie w Muzeum Nauki w Londynie.

Atomy i lasery

Czas pomiaru zmienił się również w XX wieku zmienił się przez rozwój zegara atomowego w latach 1950. w Narodowym Laboratorium Fizycznym. Pozwoliło to na nową i lepszą definicję czasu, a drugi jako jego główną miarę.

Wynalezienie lasera w 1960 roku na zawsze zmieniło pomiar czasu. Lasery mogą wytwarzać impulsy o czasie trwania kilku attosekund – 10?¹? sekund – i dokładność międzynarodowego pomiaru czasu musi to odzwierciedlać.

Dzisiejszy czas nie jest zdefiniowany przez sekundę, której moglibyśmy oczekiwać, że będzie ułamkiem – 1/86,400 XNUMX – dnia. Zamiast tego dzieje się to poprzez częstotliwość atomową: formalnie odbywa się to za pomocą czegoś, co nazywa się „standardem cezu”. Ten mierzy dokładnie liczba „cykli” promieniowania – 9,192 631,770 133 XNUMX – potrzebnych do przejścia atomu cezu XNUMX z jednego stanu energetycznego w inny.

{youtube}OcDJX02PBPk{youtube}

Czas odszedł od pomiaru ziemskiego do pomiaru, który w zasadzie mógłby być przeprowadzany na innej planecie lub w całym wszechświecie. Dokładność tego czasu atomowego jest wciąż udoskonalana poprzez badania i praca w National Physical Laboratory w Wielkiej Brytanii to wiodąca na świecie obecność.

A przyszłość? Cytując ponownie Hawkinga: „Tylko czas (cokolwiek to może być) pokaże”. Wiemy, że będzie to wymagało ciągłej pracy naukowców, aby dokładność, z jaką mierzymy czas, wzrastała, gdy wydaje się, że nieuchronnie, jak się wydaje, nasze życie staje się coraz bardziej rządzone przez czas, jego pomiar i sposób, w jaki dyktuje nam to, co robimy i kiedy robimy to.

O autorze

Kenneth Grattan, George Daniels, profesor instrumentów naukowych, City University London. Jego zainteresowania badawcze rozszerzyły się o rozwój i wykorzystanie systemów światłowodowych i optycznych w pomiarach szeregu parametrów fizycznych i chemicznych.

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki

at Rynek wewnętrzny i Amazon