Kita hidup di dunia di mana masa adalah penting. Nanosecond menandakan perbezaan antara kejayaan atau kegagalan untuk membuat urus niaga elektronik dan di mana kami terus diingatkan mengenai "masa": menjadi awal atau lewat, kerana telah terlepas janji temu atau tiba "sebelum waktu". Di dunia hari ini, masa kini mengawal kehidupan kita.
Dalam buku terlarisnya, Sejarah masa yang ringkas, ahli fizik Stephen Hawking mengingatkan kita bahawa: "Peningkatan gangguan atau entropi adalah apa yang membezakan masa lalu dari masa depan, memberi arah kepada masa."
Tiada bukti bahawa kita boleh bergerak ke belakang dalam masa atau bahawa "pelancong masa" dari masa depan adalah dengan kami. Tetapi panah masa membawa kami ke hadapan, dan manusia telah mengukur masa ini melalui zaman dengan cara yang berbeza.
Jam sundial dan air
Kita tidak akan pernah tahu siapa lelaki atau wanita pertama yang cuba memberikan struktur kepada pengukuran waktu, walaupun dalam Alkitab, buku Kejadian mencontohkan perubahan pada hari demi hari, dan dengan petang dan pagi. Orang Mesir Kuno menggunakan jam tangan yang mudah dan hari-hari terbahagi menjadi bahagian yang lebih kecil, dan telah dicadangkan itu seawal 1,500BC, mereka membahagi selang antara matahari terbit dan matahari terbenam ke bahagian 12.
Bahagian waktu kita yang biasa adalah istilah yang lebih baru dan terkini tentang masa dan masa penyimpanan yang berasal dari orang Babilonia dan orang-orang Yahudi (yang minggu tujuh hari dalam Kejadian). Orang-orang Rom Kuno, semasa republik itu, pergi dengan lapan hari - termasuk hari belanja di mana orang akan membeli dan menjual barang-barang. Apabila kaisar Rom Constantine menjadikan agama Kristian agama negara pada awal abad 4, tujuh hari minggu secara rasmi diterima pakai.
Matahari (tentu saja alat yang berkesan hanya apabila matahari bersinar) telah disempurnakan oleh orang Yunani dan diambil lebih jauh oleh orang Rom beberapa abad kemudian. Orang-orang Rom juga menggunakan jam air yang dikalibrasi dari jam matahari dan mereka dapat mengukur masa walaupun matahari tidak bersinar, pada waktu malam atau pada hari-hari berkabus. Dikenali sebagai clepsydra, ia menggunakan aliran air untuk mengukur masa. Kebiasaannya sebuah bekas diisi dengan air, dan air disalirkan perlahan-lahan dan sama sekali keluar dari bekas - tanda digunakan untuk menunjukkan peredaran masa.
Tetapi perubahan zaman dengan musim di dunia Rom membuat pengukuran masa jauh lebih cair berbanding hari ini: jam awalnya dihitung untuk siang hari dan berdasarkan pembahagian hari. Jam air memungkinkan untuk mengukur masa dengan cara yang mudah dan munasabah.
Jam sudah dewasa
Pengukuran waktu yang lebih baik telah menjadi daya tarikan manusia selama berabad-abad tetapi pada abad 18th jam itu muncul sebagai alat saintifik dalam haknya sendiri, walaupun peranan konvensionalnya menandakan berlalunya waktu.
Jam pendulum adalah hutang penyempurnaan kepada Galileo yang memerhatikan ketetapan lampu yang digantung berulang-ulang di katedral Pisa, ketika dia masih pelajar di sana.
Tanda air yang tinggi bagi instrumen mengukur waktu yang sama-sama sesuai dengan tujuan dan elegan adalah kronometer laut dicipta oleh John Harrison di England. Ini adalah tindak balas kepada keperluan untuk mengukur masa di atas kapal ke tahap ketepatan yang tinggi, dan untuk dapat menentukan bujur (jam pendulum tidak sesuai untuk kegunaan laut disebabkan oleh gerakan kapal).
Peranti Harrison menarik kecerdasannya dalam reka bentuk dan pengetahuan bahan-bahan terbaik. Jamnya membolehkan pengukuran masa, dan begitu kedudukan di laut, untuk ketepatan yang tinggi. Ia memberi Royal Navy sebuah alat yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk navigasi.
Kerja-kerja pembuat jam dan pembuat jam 20 abad terus tradisi itu - keahlian George Daniels di Britain dalam mencipta beberapa jam tangan terbaik dan paling indah menggunakan kaedah tradisional dan tangan yang dapat dilihat dalam pameran tetap sekarang di Muzium Sains di London.
Atom dan laser
Mengukur masa juga berubah pada abad 20th berubah melalui perkembangan jam atom di 1950s di Makmal Fizikal Kebangsaan. Ini membenarkan definisi masa yang baru dan lebih baik, dan yang kedua sebagai langkah utama.
Penciptaan laser pada tahun 1960 mengubah ukuran masa untuk selama-lamanya. Laser boleh menghasilkan denyutan dalam tempoh beberapa saat – 10?¹? saat – dan ketepatan pengukuran masa antarabangsa mesti mencerminkan perkara ini.
Masa hari ini ditakrifkan bukan oleh detik yang mungkin dijangka menjadi pecahan - 1 / 86,400 - sepanjang hari. Sebaliknya, ia adalah melalui kekerapan atom: secara formal dilakukan melalui sesuatu yang dipanggil "standard cesium". Ini mengukur tepat bilangan "kitaran" sinaran - 9,192 631,770 - yang diperlukan untuk sesium atom 133 untuk peralihan dari satu keadaan tenaga ke yang lain.
{youtube} OcDJX02PBPk {youtube}
Masa telah berpindah dari pengukuran daratan ke ukuran yang boleh, pada dasarnya, dilaksanakan di planet lain atau di seluruh alam semesta. Ketepatan masa atom ini terus disempurnakan menerusi penyelidikan, dan bekerja di Makmal Fizikal Kebangsaan di UK adalah kehadiran di dunia.
Dan masa depan? Untuk mengutip Hawking lagi: "Hanya masa (apa sahaja yang mungkin) akan memberitahu." Kami tahu ia akan melibatkan kerja para saintis yang berterusan untuk membolehkan ketepatan yang kita sukakan masa untuk meningkat kerana kita tidak dapat dielakkan, nampaknya, mencari kehidupan kita menjadi lebih banyak diperintah oleh masa, pengukurannya dan bagaimana ia menentukan apa yang kita lakukan dan ketika kita melakukannya.
Tentang Pengarang
Kenneth Grattan, George Daniels Profesor Instrumentasi Saintifik, City University London. Kepentingan penyelidikannya telah berkembang untuk menyertakan pembangunan dan penggunaan sistem fiber optik dan optik dalam pengukuran pelbagai parameter fizikal dan kimia.
Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan. Membaca artikel asal.
Buku-buku yang berkaitan
at InnerSelf Market dan Amazon
