Чому так важливо знати точний час

час Копирайт изображения Getty Images

У 1845 році цікаву деталь додали до годинника на церкві Святого Іоана у британському місті Ексетер - ще одну хвилинну стрілку, яка показувала час на 14 хвилин уперед.

Як пояснила газета Exeter Flying Post, це було зроблено "для загальної зручності", і означало, що, крім точного часу в Ексетері, годинник показував ще й "залізничний час".

Наше відчуття часу завжди визначалось рухом планети. Людство мало уявлення про "дні" і "роки" задовго до того, як дізналось, що Земля обертається навколо своєї осі та навколо сонця.

Місяць, що росте і спадає, дав нам уявлення про календарний місяць. Рух сонця по небу пояснив нам явища "післяобідньої пори" та "полудня". Мить, коли сонце досягає найвищої точки на небосхилі, звичайно ж, залежить від вашого географічного положення.

Мешканці Ексетера бачать його там на 14 хвилин пізніше, ніж мешканці Лондона.

Природньо, що люди прагнуть навести годинники на час відповідно до місцевих астрономічних спостережень.

Жодних проблем, якщо ви взаємодієте лише з людьми у своїй місцевості. Якщо ми обоє живемо в Ексетері й домовились зустрітись о 19.00, то навряд чи для нас має значення, що в Лондоні, котрий за 200 миль від нас, зараз вже 19.14.

Але якщо поїзд Ексетер-Лондон по дорозі зупиняється в різних містах, розклад в яких слідує місцевому часу - ми матимемо транспортний колапс.

На зорі британського залізничного сполучення розклад хоробро повідомляв пасажирам, що "час у Лондоні приблизно на чотири хвилини вперед від часу в місті Рединг, на сім з половиною хвилин раніше часу в Кіренчестері" і так далі, але, звісно ж, більшість пасажирів була спантеличена.

І, що ще гірше, машиністи й працівники сигнальної служби залізниці також були дезорієнтовані, що збільшувало ризик зіткнень.

Тому залізниця прийняла "залізничний час", взявши за основу середній час по Гринвічу, встановленому відомою обсерваторією.

Копирайт изображения Getty Images
Image caption Залізничні компанії, наприклад, GWR, надзвичайно серйозно ставились до точного визначення часу

Інших обурила ця необхідність підкорятись вказівкам зі столиці, й вони продовжували наполягати на тому, що їхній час, як із притаманним їй провінціалізмом написала газета Flying Post, - це і є "точний час".

Довгі роки настоятель собору в Ексетері відмовлявся змінити час на годиннику.

По суті, такого поняття, як "точний час", не існує.

Як і цінність грошей, час - це спільна домовленість, умовність, доцільність котрої визначається, тим, що вона загальноприйнята.

Проблема довготи

Однак, існує таке поняття, як точне визначення часу. Початок його датують 1656 роком і пов'язують з іменем данця Християна Гюйгенса.

Звичайно ж, годинники існували і до Гюйгенса.

Водні годинники існували в епоху цивілізацій Давнього Єгипту й до часів середньовічної Персії.

Існував також спосіб визначення часу за позначками на свічці. Але навіть найточніші з цих приладів могли відхилятись від точного часу на 15 хвилин за день. Це не мало значення для монаха, якому потрібно було знати час молитви.

Але для однієї сфери в житті тогочасного суспільства, важливість якої постійно зростала, нездатність визначати точний час мала важливі економічні наслідки. Цією сферою було мореплавство.

Спостерігаючи за кутом положення сонця, моряки могли вирахувати свою широту - точку між північчю й півднем, в якій вони знаходились. Але про довготу - точку в просторі між сходом та заходом - можна було тільки здогадуватись.

Помилки могли, як це часто траплялось, призвести до того, що корабель приставав до землі за сотні миль від того місця, де моряки думали, що перебувають. Іноді наслідки були катастрофічними.

Як же точне вимірювання часу могло цьому зарадити? Якщо ви знаєте, коли в Гринвіцькій обсерваторії або іншій точці відліку була 12 година дня, ви можете спостерігати за сонцем і обрахувати різницю в часі, а також відстань.

Маятниковий годинник Гюйгенса показував час на 60 хвилин точніше, ніж будь-який прилад, винайдений раніше, але навіть 15 секунд на день скоро могли набігти у довгі морські подорожі. Маятники не можуть точно коливатися на хиткій корабельній палубі.

Копирайт изображения Alamy
Image caption Маятниковий годинник Гюйгенса показував час на 60 хвилин точніше за попередні прилади, але все одно губив час

Правителі морських держав точно розуміли проблему довготи. Король Іспанії, наприклад, майже за століття до появи годинника Гюйгенса запропонував винагороду тому, хто вирішить цю проблему.

Як відомо, винагорода, запропонована пізніше Британським урядом, призвела до того, що досить точний прилад був ретельно вдосконалений у 1700-их рр. англійцем Джоном Харрісоном. Тепер він губив лише декілька секунд на день.

Копирайт изображения Alamy
Image caption Морський хронометр Джона Гаррісона

З часів непоступливого настоятеля собору в Ексетері, весь світ прийняв ідею "точного часу" й зараз живе за всесвітнім координованим часом (UTC) - стандартом, що регулює час у різних часових поясах.

Зазвичай у цих зонах дотримуються умовного визначення полудня в найвищому, з незначними відхиленнями, положенні сонця над горизонтом. Але так роблять не скрізь.

З тих пір, як Керманич Мао скасував п'ять часових зон в Китаї й перевів всю країну на пекінський час, для мешканців країни на захід від Тибету та міста Сінцьзян годинники б'ють 12 годину незабаром після сходу сонця.

Чому мілісекунди важливі

Тим часом годинники стали набагато точнішими в порівнянні з приладами часів Гюйгенса й Гаррісона.

Всесвітній координований час (UTC) визначається атомним годинником, котрий вимірює частоту електронного переходу між енергетичними рівнями в електронах. Атомний годинник вимірює час із точністю до однієї секунди на сто мільйонів років.

Чи має значення така точність? Ми не плануємо ранкову поїздку на роботу до мілісекнуд, а точний наручний годинник завжди був більше статусним аксесуаром, ніж практичним.

Більше ста років, ще до того, як на радіо з'явились щогодинні звукові сигнали, родина Бельвілів з Лондона заробляла на прожиття, щоранку збираючи час на Гринвічі й продаючи його в місті за помірною ціною.

Їхніми клієнтами були переважно продавці годинників, для котрих узгодження їхнього товару із Гринвічом було справою професійної честі.

Все ж, існують місця, де мілісекунди мають велике значення. Одне з них - фондова біржа, на якій можна заробити великі статки на купівлі та продажу цінних паперів на мить раніше за конкурентів.

Деякі фінансисти нещодавно підрахували, що 300 мільйонів доларів (247 мільйонів фунтів), витрачені на буріння тунелю в горах між Чикаго та Нью-Йорком для прокладання оптоволоконного кабелю по прямій, були того варті. Це пришвидшило зв'язок між біржами цих міст на три мілісекунди.

На точному дотриманні всесвітнього координованого часу також базуються інформаційні та комунікаційні технології. Але, можливо, найбільш значний вплив атомного годинника, як раніше у випадку із кораблями й потягами, спостерігається у сфері транспорту.

Зараз не потрібно визначати кут сонця. У нас є GPS.

Копирайт изображения Getty Images
Image caption Технологія GPS докорінно змінила транспортні перевезення

За допомогою базової комплектації смартфону можна визначити своє місцезнаходження, зловивши сигнал з мережі супутників. Оскільки ми знаємо місцезнаходження кожного супутника в небі в кожен конкретний момент часу, триангулювання їхніх сигналів покаже вам, в якій точці землі ви знаходитесь.

Ця технологія докорінно змінила все - від мореплавства до повітросполучення, від топографічної зйомки до пішохідного туризму. Але вона діє лише за умови, що рух супутників узгоджений в часі.

GPS супутники зазвичай містять чотири атомні годинники, виготовлені з цезію або рубідію. Гюйгенс та Гаррісон могли лише мріяти про таку точність, але все одно можна припуститись помилки у кілька метрів при визначенні вашого місцезнаходження. Ця неточність збільшується через перешкоди, коли сигнал проходить в іоносфері Землі.

Ось тому безпілотним автомобілям потрібні й сенсори, і GPS. На дорозі пара метрів становить різницю між безпечним рухом по смузі та небезпечним кермуванням.

Поки що ж годинники стають все більш досконалими.

Науковці нещодавно винайшли годинник, в основі роботи якого лежить хімічний елемент іттербій, який допускає похибку лише в одну соту секунди аж до того часу, коли Сонце вибухне і поглине Землю через п'ять мільярдів років.

Як же така надзвичайна точність змінить економіку в майбутньому? Час покаже.

Новини на цю ж тему