Насколько точны мои часы?

Возможно, вы уже сталкивались с этим раньше: вы приходите на важную встречу, а ваши часы показывают, что вы точно вовремя . Но, к вашему большому разочарованию, администратор замечает, что они интересовались, собирались ли вы показаться; она указывает на настенные часы, которые показывают, что вы опоздали на пять минут.

После того, как вы оправитесь от чувства взволнованности, вы, вероятно, задаетесь вопросом: как, черт возьми, это случилось? В конце концов, вы суперсознательный тип - тот человек, который покупает часы, а затем сразу же звонит по номеру «правильного времени» в Военно-морскую обсерваторию США (202-762-1401), чтобы установить его точно - вплоть до второй. Так как же, черт возьми, ваши часы всегда немного отклоняются? А иногда это больше, чем просто немного - по крайней мере, на этом настаивают ваши друзья. Это приводит к другому вопросу: чьи часы правильные - ваши или их? И, кроме того, насколько точными могут быть свои часы? Этого достаточно, чтобы захотелось вскинуть руки и спеть хит Чикаго 1969 года "Кто-нибудь действительно знает, который час?" (Нет? Тебе не хочется петь?)

Что ж, если это вас утешает, вы вряд ли первый человек, которого сбивает с толку личное хронометрирование. Это сбивает с толку. Но мы собираемся разобраться в этом. Во-первых, давайте взглянем на историю часов.

1. Краткая история (правильного) времени
2. Насколько различается точность часов и почему?
3. Настройка ваших часов на точность
4. Примечание автора

Как и следовало ожидать, первые люди не носили часов. И они на самом деле не нуждались в них, поскольку кочевой образ жизни охотников-собирателей не требовал, чтобы они садились на пригородные поезда или отслеживали оплачиваемые часы для клиентов. Но развитие цивилизации и разделение труда все больше заставляют людей эффективно функционировать вместе. Солнечные часы, измеряющие тени, отбрасываемые солнцем, были ранней инновацией. Египтяне, которые заботились о том, чтобы следить за ночным временем, чтобы их священники знали, когда проводить ритуалы, изобрели водяные часы - по сути, гигантскую вазу с отверстием в дне, в которой часы измерялись каплями [источник: Woods]. В средневековой Европе 1300-х годов появление механических часов сделало возможным даже точное хронометрирование. Первые механические часы были точны только с точностью до 15 минут, но прогресс был достигнут, когда в конце 1600-х годов голландский ученый Кристиан Гюйгенс разработал маятниковые часы, которые теряли всего 10 секунд времени каждый день [источники: Lienhard , NIST ]. В 1850-х годах компания American Watch Co. из Уолтема, штат Массачусетс, выпустила на рынок первые массовые карманные часы с пружинным приводом, которые позволяли людям отслеживать время, куда бы они ни пошли [источник: NMAH ].

Но когда у всех были часы и часы, возникла другая, более сложная дилемма: на какое время каждый должен их установить? В Америке 19-го века были сотни местного времени, каждое из которых определялось большими часами в местных судах или ратушах, которые, в свою очередь, были установлены на солнечный полдень в каждом месте. Это означало, что когда в Чикаго был полдень, в Сент-Луисе было 11:40 утра, а в Детройте - 12:18. Это создало проблему для растущей в то время железнодорожной отрасли, которой требовался надежный стандарт для расписания поездов [источник: Мэнсфилд ]. Сами железные дороги установили свои часы на астрономические наблюдения в обсерватории Гарвардского колледжа, которые они получили по телеграфу [источник: NMAH]. Чтобы устранить несоответствие между местным и железнодорожным временем, в 1883 году железнодорожные компании разделили США на четыре часовых пояса, каждый со стандартным временем, и вынудили города приспосабливаться к ним или столкнуться с экономической изоляцией. Люди в штате Мэн возмущались необходимостью переустановить свои часы на 25 минут на то, что они высмеивали как «время Филадельфии», но в конце концов вся нация была синхронизирована [источник: Мэнсфилд ].

В 20-м веке ученые разработали часы, настроенные на колебания кристаллов и даже отдельных атомов , которые позволили измерять время в таких крошечных единицах, вплоть до триллионных долей секунды, что они были за пределами обычного человеческого восприятия. [источник: NMAH ]. Вот почему у всех нас на часах одно и то же время, и мы все точно вовремя на наши встречи сегодня. За исключением того, что это не так. Так что с этим?

По крайней мере теоретически, мы все должны быть синхронизированы с Джонни на месте. С начала 1970-х годов появление кварцевых наручных часов с батарейным питанием предоставило обычным людям доступ к технологии хронометража, которая когда-то была доступна только ученым и техническим специалистам [источник: NMAH ]. По сути, если вы приложите электричество к крошечному кусочку кварца, а затем согнете его, кристалл будет издавать относительно постоянный электрический сигнал, который можно использовать для управления электронным циферблатом [источник: NIST ]. К началу 2000-х кварцевые часы стали настолько популярными, что на долю механических часов пришлось всего 13 процентов мирового рынка часов [источник: IEEE ].

Но кварцевые часы потребительского класса не совсем точны. Помните, мы говорим об относительно дешевых миниатюрных устройствах, которые быстро производятся в огромных количествах на заводах, а не о каком-то многомиллионном гаджете, созданном специально для лаборатории. Даже самые дорогие часы с кварцевым кристаллом в ювелирном магазине по-прежнему зависят от механической вибрации, на частоту которой может влиять множество факторов, в том числе размер и форма кристалла. Нет двух абсолютно одинаковых кристаллов кварца, что может привести к как минимум небольшому расхождению между двумя часами с одной сборочной линии [источник: NIST]. Кроме того, на точность часов могут влиять внешние факторы, такие как температура и влажность, а также износ, который влияет на стабильность крошечных двигателей внутри них, которые генерируют электрическое поле, которому подвергаются кристаллы [источник: Lombardi ] .

В результате кварцевые часы со временем становятся немного менее точными - с большим упором на «чуть-чуть». Chronocentric.com, веб-сайт для энтузиастов часов, оценивает, что кварцевые часы потребительского класса обычно теряют от десятой доли секунды до двух секунд в день - несоответствие, которое, если его не исправлять в течение длительного времени, может привести к тому, что часы будут стоить дороже. выключено на несколько минут [источник: Chronocentric.com]. Однако исследование, опубликованное в Horological Journal в 2008 году, предполагает, что по крайней мере несколько дешевых часов намного точнее. Исследователи, изучавшие скромные часы, в том числе поддельные часы Rolex, купленные у уличного торговца за 15 долларов и в дисконтном магазине Timex за 30 долларов, обнаружили, что все они были точными с точностью до нескольких тысячных долей секунды в день. Потребуются годы, чтобы такое изменение стало заметным для их владельцев [источник: Lombardi ].

Итак, если даже дешевые кварцевые часы показывают точность менее секунды в день, почему ваши часы были так далеко, когда вы пришли в офис на прием? Вероятная причина в том, что вы либо изначально не установили правильное время, либо носили его без перерыва целую вечность и, возможно, неоднократно подвергали его воздействию влажности и экстремальных температур, которые повлияли на его работу. Но покупать новые часы, вероятно, не нужно. Вместо этого проще просто проверять его каждые несколько месяцев по надежному эталону и при необходимости сбрасывать.

Если вы находитесь в США, обратитесь в Национальный институт стандартов и технологий, у которого есть две радиостанции , одна в Колорадо, а другая на Гавайях, которые обеспечивают непрерывный сигнал времени. Вы можете получить доступ к станции Колорадо по телефону (303) 449-7111 и станции на Гавайях по телефону (808) 335-4363. Время, указанное по телефону, находится с точностью до 30 миллисекунд, что является максимальной задержкой, вызванной телефонными линиями междугородной связи [источник: NIST ].

Официальное время правительства США, которое основывается на данных NIST и Военно-морской обсерватории США в Вашингтоне, округ Колумбия, доступно в Интернете по адресу www.time.gov [источник: NIST ]. NIST также предоставляет бесплатную программу, которая синхронизирует ваш компьютер Windows с официальными часами правительства [источник: NIST ].

В других частях света вы можете установить часы на правильное время, обратившись к www.worldtimeserver.com , рекламному веб-сайту, предлагаемому компанией-разработчиком программного обеспечения, которая получает свои данные из Королевской обсерватории в Гринвиче в Великобритании.

Время от времени синхронизируясь с этими органами хронометража, вы, возможно, никогда больше не опоздаете на важную встречу.

Как человек, достаточно взрослый, чтобы помнить о дешевых наручных часах, которые постепенно замедляются, если вы достаточно часто забываете заводить их вручную, я был удивлен, узнав, что сегодняшние дешевые кварцевые часы с батарейным питанием работают с точностью менее секунды в день. Учитывая, насколько они надежны, тем более удивительно, что любой из нас ни на что не опаздывает.

Статьи по Теме

Источники