Хронометрия (от греческого χρόνος chronos , «время» и μέτρον Metron , «мера») или Часология ( букв. «изучение времени»; родственно латинскому horologium ; от древнегреческого ὡρολόγιον ( hōrológion ) «инструмент для определения часа»; от ὥρα ( hṓra ) «час, время», интерфикс -о- и суффикс -логия ) [1] [2] — наука об измерении времени, или хронометрии. [3] Хронометрия обеспечивает стандарт измерения времени и, следовательно, служит важным ориентиром для многих и различных областей науки.
В современном использовании часовое дело относится в основном к изучению механических устройств для измерения времени, тогда как хронометрия в более широком смысле включает в себя биологическое поведение животных, основанное на времени (биохронометрия), и датирование геологических материалов ( геохронометрия ).
Важность точности и надежности измерения времени обеспечивает стандартизированную единицу для хронометрических экспериментов в современном мире, а точнее для научных исследований. Несмотря на случайную идентичность мировых единиц времени, время является мерой изменения и является переменной во многих экспериментах. Поэтому время является неотъемлемой частью многих областей науки.
Ее не следует путать с хронологией — наукой о расположении событий во времени, которая часто на нее опирается.
Часовое искусство обычно используется специально по отношению к механическим инструментам, созданным для измерения времени: часы , наручные часы , часовой механизм , солнечные часы , песочные часы , клепсидры , таймеры , регистраторы времени , морские хронометры и атомные часы — все это примеры инструментов , используемых для измерения времени . Людей, интересующихся часовым делом, называют часовщиками . Этот термин используют как люди, профессионально занимающиеся хронометрическими аппаратами (часовщики, часовщики), так и любители и исследователи часового дела. Часовое искусство и часовщики имеют множество организаций, как профессиональных ассоциаций, так и научных обществ. Крупнейшей часовой организацией в мире является NAWCC, Национальная ассоциация коллекционеров часов, базирующаяся в США, но имеющая местные отделения и в других странах.
Кроме того, сходством с хронометрией является часовое дело , изучение времени; однако он обычно используется специально по отношению к механическим инструментам, созданным для измерения времени, например, к секундомерам, часам и песочным часам.
Считается, что ранние записи времени возникли в эпоху палеолита : гравюры отмечали прохождение лун и измеряли год. А затем перешли к письменным версиям календарей, прежде чем были изобретены механизмы и устройства для отслеживания времени. Сегодня высочайший уровень точности измерения времени обеспечивается атомными часами , в которых используется международный стандарт секунды. [4] [5]
Хронометрия происходит от двух корневых слов, хронос и метрон (χρόνος и μέτρον на древнегреческом языке соответственно), с приблизительными значениями «время» и «мера». [6] Комбинация этих двух значений означает измерение времени.
В древнегреческом лексиконе значения и переводы различаются в зависимости от источника. Хронос, используемый по отношению ко времени в определенные периоды и привязанный к датам во времени, хронологической точности, а иногда и в редких случаях относится к задержке. [7] Продолжительность времени, к которому оно относится, варьируется от секунд до времен года и продолжительности жизни; оно также может относиться к периодам времени, в течение которых происходит, или сохраняется, или задерживается какое-то конкретное событие. [6]
Корень слова соотносится с богом Хроносом в древнегреческой мифологии, который олицетворял образ времени, возникшего из первозданного хаоса. Известный как тот, кто вращает Колесо Зодиака, это еще одно свидетельство его связи с ходом времени. [8] Однако древнегреческий язык проводит различие между двумя типами времени, хроносом, статическим и продолжающимся прогрессом от настоящего к будущему, временем в последовательном и хронологическом смысле. И Кайрос — концепция, основанная в более абстрактном смысле и представляющая подходящий момент для совершения действия или изменения.
Кайрос (καιρός) уделяет мало внимания точной хронологии, вместо этого он используется как время, специально подходящее для чего-то, или как период времени, характеризующийся некоторым аспектом кризиса, также относящимся к последнему времени. [6] Это также можно рассматривать в свете преимущества, прибыли или плода чего-либо, [7] но также было представлено в апокалиптическом чувстве и аналогичным образом показано как переменное между несчастьем и успехом, уподобляясь часть тела, уязвимая из-за пролома в доспехах для Гомера , [9] польза или бедствие в зависимости от точки зрения. На него также ссылаются в христианском богословии , поскольку он используется как следствие действий Бога и суда в обстоятельствах. [10] [11]
Из-за внутренней связи между хроносом и кайросом, их функцией (изображением и концепцией времени в Древней Греции), понимание одного означает частичное понимание другого. В основе науки хронометрии лежит идея хроноса, безразличного характера и вечной сущности, избегают предвзятости и отдают предпочтение точным измерениям.
Метрон (μέτρον) — это то, чем измеряется что-либо, долг, предел или цель, также относится к пространству, которое можно измерить. [7] Это может относиться к инструментам измерения или даже к результатам измерений. [6]
Биохронометрия (также называемая хронобиологией или биологической хронометрией) — это исследование биологического поведения и закономерностей, наблюдаемых у животных, с факторами, основанными на времени. Его можно разделить на циркадные и окологодовые ритмы (в зависимости от значимости в эту классификацию можно включить циркадные и окололунарные ритмы). Примерами такого поведения могут быть: связь ежедневных и сезонных сигналов приливов с активностью морских растений и животных, [12] фотосинтетическая способность и фототаксическая чувствительность у водорослей, [13] или метаболическая температурная компенсация у бактерий. [14]
Циркадные ритмы различных видов можно наблюдать по их грубой моторике в течение дня. Эти закономерности становятся более очевидными, когда день подразделяется на время активности и время отдыха. Исследование вида проводится путем сравнения свободных и увлеченных ритмов, причем первый достигается из естественной среды обитания вида, а второй - от субъекта, которого научили определенному поведению. Циклические ритмы схожи, но относятся к закономерностям в масштабе года; распространенными примерами являются такие закономерности, как миграция, линька, размножение и масса тела, исследования и исследования проводятся с использованием методов, аналогичных циркадным закономерностям. [14]
Циркадную и окологодовую ритмику можно наблюдать у всех организмов, как у одноклеточных, так и у многоклеточных. [15] [16] Подотраслью биохронометрии является микробиохронометрия (также хрономикробиология или микробиологическая хронометрия), которая представляет собой исследование поведенческих последовательностей и циклов внутри микроорганизмов. Адаптация к циркадным и окологодовым ритмам является важной эволюцией живых организмов. [15] [16] эти исследования, а также изучение адаптаций организмов также выявляют определенные факторы, влияющие на реакции многих видов и организмов, и могут также могут быть применены для дальнейшего понимания общей физиологии, это может быть применимо и для людей, примеры включают: факторы работоспособности человека, сна, обмена веществ и развития заболеваний, которые все связаны с биохронометрическими циклами. [16]
Ментальная хронометрия (также называемая когнитивной хронометрией) изучает механизмы обработки информации человеком, а именно время реакции и восприятие . Помимо области хронометрии, она также является частью когнитивной психологии и ее современного подхода к обработке информации человеком. [17] Исследования включают в себя применение хронометрических парадигм – многие из которых связаны с классическими парадигмами времени реакции из психофизиологии [18] – посредством измерения времени реакции субъектов различными методами и вносят вклад в исследования познания и действия. [19] Модели времени реакции и процесс выражения временно-структурной организации механизмов обработки данных человека имеют врожденную вычислительную сущность. Утверждалось, что из-за этого концептуальные рамки когнитивной психологии не могут быть интегрированы обычным для них способом. [20]
Одним из распространенных методов является использование связанных с событиями потенциалов мозга (ERP) в экспериментах на стимул-реакцию. Это колебания генерируемых переходных напряжений в нервных тканях, которые возникают в ответ на стимулирующее событие непосредственно перед или после него. [19] Это тестирование подчеркивает динамику и природу психических событий и помогает определить структурные функции при обработке информации человеком. [21]
Датирование геологических материалов составляет область геохронометрии и относится к областям геохронологии и стратиграфии , но отличается от хроностратиграфии . Геохронометрическая шкала является периодической, ее единицы работают в степенях 1000 и основаны на единицах длительности, в отличие от хроностратиграфической шкалы. Различия между двумя шкалами вызвали некоторую путаницу – даже среди академических кругов. [22]
Геохронометрия занимается расчетом точной даты отложений горных пород и других геологических событий, что дает нам [ кто? ] представление о том, какова история различных областей, например, можно легко распознать вулканические и магматические движения и явления, а также морские отложения, которые могут быть индикаторами морских событий и даже глобальных изменений окружающей среды. [23] Эту датировку можно провести разными способами. Все надежные методы – за исключением термолюминесценции , радиолюминесценции [24] и датирования ЭПР (электронно-спиновым резонансом) – основаны на радиоактивном распаде , фокусируясь на деградации радиоактивного родительского нуклида и росте соответствующего дочернего продукта. [23]
Измеряя дочерние изотопы в конкретном образце, можно рассчитать его возраст. Сохранившееся соответствие родительских и дочерних нуклидов обеспечивает основу для радиоактивного датирования геохронометрии с применением закона радиоактивности Резерфорда-Содди, в частности с использованием концепции радиоактивного преобразования при росте дочернего нуклида. [25]
Термолюминесценция — чрезвычайно полезная концепция, которая используется в самых разных областях науки [26] . Датирование с использованием термолюминесценции — дешевый и удобный метод геохронометрии. [27] Термолюминесценция — это производство света из нагретого изолятора и полупроводника, его иногда путают со световым излучением материала накаливания, это другой процесс, несмотря на множество сходств. Однако это происходит только в том случае, если материал ранее подвергался воздействию и поглощал энергию радиации. Важно отметить, что световое излучение термолюминесценции не может повторяться. [26] Весь процесс воздействия радиации на материал придется повторить, чтобы сгенерировать еще одно термолюминесцентное излучение. Возраст материала можно определить путем измерения количества света, испускаемого в процессе нагревания, с помощью фототрубки, поскольку излучение пропорционально дозе радиации, поглощенной материалом. [23]
Древние люди использовали свои основные чувства, чтобы воспринимать время суток, и полагались на свое биологическое чувство времени, чтобы различать времена года и действовать соответствующим образом. Их физиологические и поведенческие сезонные циклы в основном находятся под влиянием биологической системы измерения времени фотопериода на основе мелатонина , которая измеряет изменение дневного света в рамках годового цикла, давая представление о времени в году, и их окологодовых ритмов, обеспечивающих предвидение изменений окружающей среды. событий за несколько месяцев до этого, чтобы увеличить шансы на выживание. [28]
Ведутся споры о том, когда было самое раннее использование лунных календарей и о том, можно ли считать некоторые находки лунным календарем. [29] [30] Большинство связанных находок и материалов эпохи палеолита изготовлены из костей и камня с различными отметками от инструментов. Считается, что эти маркировки не были результатом знаков, обозначающих лунные циклы, а были необозначительными и нерегулярными гравюрами, рисунок последних вспомогательных знаков, которые игнорируют предыдущий дизайн, указывает на то, что вместо этого в маркировках используются мотивы и ритуальные маркировки. . [29]
Однако по мере того, как люди сосредоточили свое внимание на сельском хозяйстве, важность и зависимость от понимания ритмов и цикла времен года росли, а ненадежность лунных фаз стала проблематичной. Древний человек, привыкший к фазам Луны, использовал их как практическое правило, а вероятность того, что погода помешает чтению цикла, еще больше снизила надежность. [29] [31] Длина луны в среднем меньше нашего текущего месяца, и она не выступает в качестве надежного альтернативного варианта, поэтому с течением времени количество ошибок между ними будет увеличиваться, пока какой-нибудь другой индикатор не даст указание. [31]
Древнеегипетские календари были одними из первых созданных календарей, а гражданский календарь даже просуществовал в течение длительного периода после этого, пережив даже коллапс своей культуры и в раннехристианскую эпоху. Некоторые полагают, что он был изобретен около 4231 г. до н.э., но точная и точная датировка в ту эпоху затруднена, и изобретение относят к 3200 г. до н.э., когда первый исторический царь Египта Менес объединил Обе Земли . [31] Первоначально он был основан на циклах и фазах Луны, однако позже египтяне поняли, что календарь был ошибочным, заметив, что звезда Сотис восходит перед восходом солнца каждые 365 дней, год, как мы его знаем сейчас, и был переделан, чтобы состоять из двенадцать месяцев по тридцать дней, с пятью эпагоменальными днями. [32] [33] Первый называется лунным календарем древних египтян, а второй - гражданским календарем.
Ранние календари часто содержат элемент традиций и ценностей соответствующей культуры, например, пятидневный вставной месяц гражданского календаря Древнего Египта, представляющий дни рождения богов Гора , Исиды , Сета , Осириса и Нефтиды . [31] [33] Использование нулевой даты майя, а также связь Цолькина с тринадцатью слоями неба (произведение ее и всех человеческих цифр, двадцати, что составляет 260-дневный год в году) . ) и продолжительность времени между зачатием и родами во время беременности. [34]
Существует множество часовых музеев и несколько специализированных библиотек, посвященных этой теме. Одним из примеров является Королевская Гринвичская обсерватория , которая также является источником нулевого меридиана ( долгота 0 ° 0'0 дюймов) и домом для первых морских хронометристов, достаточно точных, чтобы определять долготу (сделанных Джоном Харрисоном ). Другие часовые музеи В районе Лондона входят Музей часовщиков , который вновь открылся в Музее науки в октябре 2015 года, часовые коллекции в Британском музее , Музее науки (Лондон) и Коллекция Уоллеса.Библиотека Гилдхолла в Лондоне содержит обширную публичная коллекция часового искусства. В Аптоне, также в Соединенном Королевстве, в штаб-квартире Британского часового института находится Музей хронометража. Более специализированный музей часового искусства в Соединенном Королевстве — это Музей Кукуленда в Чешире , в котором находится Самая большая в мире коллекция старинных часов с кукушкой .
Одним из наиболее обширных музеев, посвященных часовому искусству, является Международный музей часового искусства в Ла-Шо-де-Фон в Швейцарии, в котором есть публичная библиотека часового искусства. Музей часового искусства дю Локль меньше по размеру, но расположен неподалеку. Другие хорошие часовые библиотеки, обеспечивающие публичный доступ, находятся в Международном музее часового искусства в Швейцарии, в Ла-Шо-де-Фон и в Ле-Локле .
Во Франции в Безансоне есть Musée du Temps (Музей времени) в историческом дворце Гренвель. В Серпе и Эворе , в Португалии , есть Museu do Relógio. В Германии в Фуртвангене-им-Шварцвальде , в Шварцвальде , есть Deutsches Uhrenmuseum , в котором находится публичная библиотека часового дела.
Двумя ведущими специализированными часовыми музеями Северной Америки являются Национальный музей часов в Колумбии, штат Пенсильвания , и Американский музей часов в Бристоле, штат Коннектикут . Еще один музей, посвященный часам, — это Дом Уилларда и Музей часов в Графтоне, штат Массачусетс . Одной из наиболее полных часовых библиотек, открытых для публики, является Национальная библиотека часов в Колумбии, штат Пенсильвания .
Известные научные часовые организации включают:
