Чем измерить время?

Еще в глубокой древности человек начал искать способы измерять время. На первый взгляд, проблема решалась просто – день и ночь. Но продолжительность их не была равной из-за смены сезонов. Потребовалось начать измерять время сутками. Потом человек придумал календарь – появилось понятие недель, месяцев, годов. Последние, в свою очередь, исчислялись десятилетиями, веками.

Одновременно со всем этим человек стремился более точно измерять короткие промежутки времени. На первых порах вполне устраивали солнечные часы с равными делениями. Они были очень простыми и давали неплохую точность. Хотя, конечно, работали только в ясную погоду и только днем.

Первые солнечные часы появились в Египте. Представляли они собой обелиски. У подножия их делалась глубокая черта. Падающая на черту тень от обелиска показывала, что наступил полдень. Примитивно, не совсем удобно, но другого ничего не было. И лишь много позже люди научились делить время на более мелкие отрезки. У некоторых народов очень долго в ходу были малоизвестные нам часы.

Первыми изобрели способ измерять время ночью египтяне. Они натягивали нить с отвесом, деля тем самым звездное небо. Получался меридиан. Пересечение его определенными звездами давало понятие о прошедшем времени. Ясно, что этот способ действовал лишь ночью и лишь при чистом звездном небе.

Время измерялось еще и песочными часами. Они были разных размеров и позволяли «замерять» различное время. Можно было измерять его и водяными часами. Кстати, их тоже придумали в Египте. В них вода каплями перетекала из одного сосуда в другой. Потом сосуды менялись местами.

Водяные часы усовершенствовали в Индии. Случилось это в средние века. В котле делались тонкие отверстия. Котел рассчитывался на строго определенное количество воды. Для измерений времени он помещался в бассейн. В отверстия начинала поступать вода. При заполнении котел тонул. Были и другие, но похожие по принципу действия конструкции. Как правило, котлы делались из тонкого металла. Это позволяло им долго держаться на поверхности воды. В современном измерении объем котла – 24 минуты. Индийские сутки – 60 таких котлов. Специально назначенные люди следили за количеством утонувших котлов, ведя их счет деревянными палочками, перекладывая их из одной чаши в другую.

В начале семнадцатого века для счета времени появился термин «scrupulus». Позаимствован он был у аптекарей. В переводе на русский язык – скрупль. У аптекарей скруплем называлась 1/24 часть унции. Любопытно, как аптекарской мерой веса измеряли время? Очень просто. Циферблат часов делился на несколько частей. Один скрупль – расстояние от одного деления до другого. В нашем понятии это – секунда.

Проблему точного измерения времени не решили и появившиеся потом конструкции механических часов. Знаменитые в народе часы с кукушкой и «ходики» ежесуточно отставали или шли вперед в среднем пять минут. Меньшие погрешности давали настольные будильники. Но и их ежесуточно нужно было «подводить». Это касалось также наручных и карманных часов. Острота проблемы в какой-то мере снизилась лишь с появлением электронных кварцевых часов. Они давали за сутки погрешность примерно в десять секунд. Но сложность была в том, что по мере разряда батарейки часы начинала «врать» больше.

В принципе, с этим можно было мириться. Не всем же из нас улетать в космос, где очень важна на старте даже доля секунды! Но помимо требований космонавтики, есть еще и другие сферы, где серьезные требования к часам. Скажем, научные эксперименты с системами контроля времени. Вот для таких случаев придумали атомные часы. В них отслеживается время, которое требуется одному атому для изменения заряда. Используется газ цезий, вводимый в вакуумное пространство. На специальном счетчике замеряется количество атомов, поменявших свое состояние, и количество оставшихся с прежним зарядом. Как ни странно прозвучит, но принято считать, что атом – это 1/376-я минуты. Понять это обычному человеку сложно. Нюанс в том, что в прошлом в английском языке атомом называли мгновение. Отсюда и пошло нынешнее недопонимание того, как это атомами можно измерять время? В таких часах измеряют мгновения – очень малые отрезки времени.

Еще одна путаница связана с выражением «один момент». То есть очень быстро что-то сделаю или подождите совсем немного. Любопытно, а сколько именно? Оказывается, в средние века «моментом» назывался отрезок времени в 90 секунд. Но мы ведь не говорим: «Подождите полторы минуты». Хотя часто говорим более употребительное – «минутку». Но эта самая «минутка» может быть и в виде десятка секунд, а то нескольких минут.

Время – очень относительное понятие. Об этом писал еще Эйнштейн. На Земле его ход может быть одним, а далеко в космосе – совершенно иным, и там наши способы измерений окажутся не точными, а то и вовсе неприемлемыми. Скажем, как измерить время, попав в черную дыру?