«Не думай о секундах свысока» (Р.Рождественский).
Одна секунда в жизни человека – очень малый промежуток времени. На наших часах секунда - это 1/60 минуты, или 1/3600 часа, или 1/86400 часть суток.
Вместе с тем, секунда – одна из основных международных единиц измерения в системе СИ.
Междунаро́дная систе́ма едини́ц СИ (Système international d’unités, SI) существует с 1960 года и является главной международной системой, унифицирующей единицы измерения физических величин.
Основных величин в СИ – семь. Кроме времени (которое, к слову сказать, занимает почётную первую строчку в этой таблице), основными величинами являются также: длина, масса, сила тока, температура, количество вещества, сила света.. Все остальные физические величины являются производными и образуются из основных с помощью формул. Единицей времени в СИ установлена секунда.
Основные единицы устанавливаются и определяются нормативно решением Международного бюро мер и весов, МБМВ (Bureau International des Poids et Mesures, BIPM) — постоянно действующей международной организации со штаб-квартирой во Франции. Бюро учреждено в 1875 году участниками Метрической конвенции (Convention du Mètre) — международного договора, целью которого было обеспечение единства метрологических стандартов в разных странах. Участниками договора стали семнадцать странам, в том числе Россия.
Исторически и на бытовом уровне, секунда определялась через продолжительность суток. Секунда – это 1/60 минуты, или 1/3600 часа, или 1/86400 часть солнечных суток. Главная проблема обнаружилась, когда выяснилось, что период обращения Земли вокруг своей оси сам по себе не является неизменной величиной и, следовательно, не пригоден в качестве стандарта. Скорость вращения Земли изменяется как на длительном отрезке времени (сутки становятся постепенно длиннее – 500 миллионов лет назад сутки длились 21 сегодняшний час), так и случаются кратковременные отклонения и изменения от одного дня к другому (из-за перераспределения масс мирового океана, температурных колебаний, геологических катаклизмов).
В 1967 году было принято определение секунды, основанное на более точных способах измерения времени, а именно, при помощи атомных часов. В настоящее время установленная СИ величина секунды равна в точности 9 192 631 770 колебаний, производимых изотопом атома цезия-133 при температуре 0 К.
Отвязка секунды от продолжительности суток, однако, создаёт проблему другого рода. В результате этих нововведений возникла новая рассогласованность, связанная с тем, что нормативная продолжительность суток равна 86400 секунд, а реальные сутки длятся несколько иное время.
Согласование шкалы всемирного координированного времени (UTC), основанной на равномерной шкале времени по атомным часам (в соответствии с Системой СИ), и изменяющейся продолжительностью реальных суток, производится с помощью так называемой «секунды координации», которая добавляется в некоторые сутки по решению специальной организации - Международной службы вращения Земли. В текущем столетии секунда координации добавлялась 5 раз: 31 декабря в 2005, 2008, 2016 годах, и 30 июня - в 2012 и 2015. Секунду координации также часто называют високосной секундой или скачущей секундой (от английского leap second). Международная служба вращения Земли была основана в 1987 году в качестве замены действовавшей тогда Международной службы по наблюдению за движением земных полюсов. Прекрасные названия, не правда ли? Они по звучности ничуть не уступают ведомству Великого Понтифика в Древнем Риме, отвечавшему за установление високосных лет и прибавление добавочных месяцев.
Секунда имеет кратные и дольные единицы. Слова «гигасекунда» (миллиард секунд) и «мегасекунда» (миллион секунд) услышишь нечасто, а вот миллисекунда, микросекунда и наносекунда (одна миллиардная доля секунды) – широко употребляются в науке и технике.
Слово «секунда» заимствовано из латыни, где secunda, означает буквально «вторая». Минута, как малая часть часа, именовалась по латыни «minuta prima» – «малая часть первая». А выражение «minuta secunda» — «малая часть вторая», стало в итоге хорошо знакомой всем секундой.
История установления секунды, как самостоятельной единицы времени, примерно следующая. Делить дни на отрезки, соответсвующие нашим часам, начали ещё вавилоняне во 2-м тысячелетии до нашей эры. Они же, а следом за ними и древние греки, начали практиковать и дробление часа на более короткие интервалы. Первоначально это были 1/2, 1/3 и 1/4 часа. Тогдашние средства измерения (солнечные часы) уже позволяли измерять такие отрезки времени. Теоретизировавшие вавилонские жрецы умозрительно делили сутки на 60 частей, потом ещё на 60, дальше снова на 60, и так далее, доходя до десятых долей секунды, но физической возможности измерять такие короткие промежутки времени и них не было. Труд их, тем не менее, не пропал зря, и 60-тиричная система измерения времени, которой мы пользуемся, была, как теоретическая конструкция, придумана именно вавилонянами.
Измерять минуты и секунды не умозрительно, а реально, стало возможно только после появления в 17 веке механических часов с балансировочной спиралью, что обеспечивало хорошую точность хода. До этого времени у часов, как правило, присутствовала только одна стрелка – часовая. Вторую стрелку для обозначения минут тоже иногда устанавливали, начиная где-то с 15 века, но практической пользы от неё было немного.
Первые примеры часовых механизмов с секундной стрелкой относятся к 16 веку. Первым известным экземпляром пружинных часов с секундной стрелкой являются часы неизвестного мастера датируются 1560 - 1570 годом. В 1579 году швейцарский часовщик и приборостроитель Йост Бюрги сконструировал часы для ландграфа Вильгельма IV, которые показывали в том числе и секунды. По-настоящему, часы, действительно способные измерять 1/60 минуты, стали возможны и начали входить в употребление лишь сто лет спустя – в конце 17 столетия.
В 1670 году лондонский часовщик Уильям Клемент добавил такой секундный маятник к исходным маятниковым часам Христиана Гюйгенса. С 1670 по 1680 год Клемент несколько раз усовершенствовал свой механизм, после чего представил сделанный им часовой шкаф общественности. В этих часах был применён анкерный механизм с секундным маятником, показывавшим секунды на небольшом вспомогательном циферблате. Этот механизм был достаточно точен, чтобы отмерять секунды как 1⁄60 минуты. В течение нескольких лет производство подобных часов было освоено английскими часовщиками, а затем распространилось и в другие страны. Таким образом, с этих пор появилась возможность с надлежащей точностью отмерять секунды.
Час, минута и секунда являются взаимно конвертируемыми величинами, так как по своему определению измеряют одно и то же и являются кратными друг другу. Поэтому неминуемо должен был возникнуть вопрос о том, которой из них следует отдать приоритет. Понятно, что в большинстве жизненных ситуаций люди предпочитают минуты и часы, а секундами пренебрегают из-за их малости. Однако, для фиксации быстротекущих процессов, значимость чего возрастала, в связи с развитием науки и техники, минутный интервал становился великоват. В результате с середины 19 века в качестве базовой единицы измерения стала использоваться секунда.
Любознательным возможно будет интересно узнать, что термин «секунда» используется также в географии, где одна секунда – это 1/60 минуты и 1/3600 градуса географических координат. Секунда также - единица измерения плоских углов, равная 1/3600 градуса, применяемая в геометрии и астрономии. Есть ещё секунда – музыкальный интервал.
Главное использование термина «секунда» связано, разумеется, не с географией, музыкой или геометрией, а со временем и измерением времени. Буквальное значение слова секунда – «второй», «вторичный». Итак, важнейшая мировая физическая единица, основополагающая в науке, технике и жизни людей, именуется в буквальном смысле слова - «второстепенная». Вот такой удивительный парадокс.
©2022
#время #календарь #хронология #пространствавремени #time #calendar #chronology #spacesoftime #секунда #часы #физика #наука #си #история