Единицы измерения времени. Семь единиц времени, о которых вы не знали

И ЕДИНИЦ ИХ ИЗМЕРЕНИЯ

Понятие времени более сложное, чем понятие длины и массы. В обыденной жизни время - это то, что отделяет одно событие от другого. В математике и физике время рассматривают как скалярную величину, потому что промежутки времени обладают свойствами, похожими на свойства длины, площади, массы.

Промежутки времени можно сравнивать. Например, на один и тот же путь пешеход затратит больше времени, чем велосипедист.

Промежутки времени можно складывать. Так, лекция в институте длится столько же времени, сколько два урока в школе.

Промежутки времени измеряют. Но процесс измерения времени отличается от измерения длины, площади или массы. Для измерения длины можно многократно использовать линейку, перемещая её с точки на точку. Промежуток времени, принятый за единицу, может быть использован лишь один раз. Поэтому единицей времени должен быть регулярно повторяющийся процесс. Такой единицей в Международной системе единиц названа секунда . Наряду с секундой используются и другие единицы времени: минута, час, сутки, год, неделя, месяц, век. Такие единицы, как год и сутки, были взяты из природы, а час, минута, секунда придуманы человеком.

Год - это время обращения Земли вокруг Солнца.

Сутки - это время обращения Земли вокруг своей оси.

Год состоит приблизительно из 365 суток. Но год жизни людей складывается из целого числа суток. Поэтому вместо того, чтобы к каждому году прибавлять 6 часов, прибавляют целые сутки к каждому четвёртому году. Этот год состоит из 366 дней и называется високосным .

Неделя. В Древней Руси неделя называлась седмицей, а воскресенье – днём недельным (когда нет дел) или просто неделей, т.е. днём отдыха. Названия следующих пяти дней недели указывают, сколько дней прошло после воскресенья. Понедельник - сразу после неделя, вторник - второй день, среда - середина, четвёртые и пятые сутки соответственно четверг и пятница, суббота - конец дел.

Месяц - не очень определённая единица времени, он может состоять из тридцати одного дня, из тридцати и двадцати восьми, двадцати девяти в високосные годы (дней). Но существует эта единица времени с древних времён и связана с движением Луны вокруг Земли. Один оборот вокруг Земли Луна делает примерно за 29,5 суток, и за год она совершает примерно 12 оборотов. Эти данные послужили основой для создания древних календарей, а результатом их многовекового усовершенствования является тот календарь, которым мы пользуемся и сейчас.

Так как Луна совершает 12 оборотов вокруг Земли, люди стали считать полнее число оборотов (то есть 22) за год, то есть год – 12 месяцев.

Современное деление суток на 24 часа также восходит к глубокой древности, оно было введено в Древнем Египте. Минута и секунда появились в Древнем Вавилоне, а в том, что в часе 60 минут, а в минуте 60 секунд, сказывается влияние шестидесятеричной системы счисления, изобретённой вавилонскими учёными.

Время является самой трудной для изучения величиной. Временные представления у детей развиваются медленно в процессе длительных наблюдений, накопления жизненного опыта, изучения других величин.

Временные представления у первоклассников формируются прежде всего в процессе их практической (учебной) деятельности: режим дня, ведение календаря природы, восприятие последовательности событий при чтении сказок, рассказов, при просмотре кинофильмов, ежедневная запись в тетрадях даты работы - всё это помогает ребёнку увидеть и осознать изменения времени, почувствовать течение времени.

Единицы времени, с которыми знакомятся дети в начальной школе: неделя, месяц, год, век, сутки, час, минута, секунда.

Начиная с 1 класса , необходимо приступать к сравнению знакомых, часто встречающихся в опыте детей временных промежутков. Например, что длится дольше: урок или перемена, учебная четверть или зимние каникулы; что короче: учебный день ученика в школе или рабочий день родителей?

Такие задания способствуют развитию чувства времени. В процессе решения задач, связанных с понятием разности, дети приступают к сравнению возраста людей и постепенно овладевают важными понятиями: старше - моложе - одинаковые по возрасту. Например:

«Сестре 7 лет, а брат на 2 года старше сестры. Сколько лет брату?»

«Мише 10 лет, а сестра моложе его на 3 года. Сколько лет сестре?»

«Свете 7 лет, а её брату 9 лет. Сколько лет будет каждому из них через 3 года?»

Во 2 классе у детей формируются более конкретные представления о данных промежутках времени. (2 кл. «Час. Минута » с. 20)

Для этой цели учитель использует модель циферблата с подвижными стрелками; объясняет, что большая стрелка называется минутой, маленькая - часовой, поясняет, что все часы устроены таким образом, что пока большая стрелка движется от одного маленького деления до другого, проходит 1 мин , а пока маленькая стрелка движется от одного большого деления до другого, проходит 1 час . Счет времени ведется от полуночи до полудня (12 ч. дня) и от полудня до полуночи. Затем предлагаются упражнения с использованием модели часов:

♦ назвать обозначенное время (с. 20 №1, с. 22 №5, с. 107 №12)

♦ обозначить время, которое называет учитель или ученики.

Даются разные формы чтения показаний часов:

9 ч 30 мин, 30 мин десятого, половина десятого;

4 ч 45 мин, 45 мин пятого, без 15 пять, без четверти пять.

Изучение единицы времени используется при решении задач (с. 21 №1).

В 3 классе уточняются представления детей о таких единицах времени, как год, месяц, неделя . (3 кл. ч. 1, с. 9) С этой целью учитель использует табель-календарь. По нему дети выписывают названия месяцев по порядку и количество дней в каждом месяце. Сразу же выделяются одинаковые по продолжительности месяцы, отмечают самый короткий месяц в году (февраль). По календарю учащиеся определяют порядковый номер месяца:

♦ как называется пятый месяц в году?

♦ которым по счету является июль?

Устанавливают день недели, если известно, число и месяц и наоборот, устанавливают, на какие числа месяца приходятся определенные дни недели:

♦ на какие числа приходятся воскресенья в ноябре?

С помощью календаря учащиеся решают задачи на нахождение продолжительности события:

♦ сколько дней длится осень? Сколько недель она длится?

♦ сколько дней длятся весенние каникулы?

Понятия о сутках раскрывается через близкие детям понятия о частях суток - утро, день, вечер, ночь. Кроме того, опираются на представления временной последовательности: вчера, сегодня, завтра. (3 кл., ч. 1, с. 92 «Сутки»)

Детям предлагается перечислить, чем они были заняты от вчерашнего утра до сегодняшнего утра, что будет делать начиная с сегодняшнего вечера до завтрашнего вечера и т. п.

«Такие промежутки времени называют сутками »

Устанавливается соотношение: Сутки = 24 ч

Затем устанавливается связь с изученными единицами времени:

♦ Сколько часов в 2 сутках?

♦ Сколько суток в двух неделях? В 4 неделях?

♦ Сравнить: 1 нед. * 8 суток, 25 ч. * 1 сут., 1 мес. * 35 сут.

Позднее вводится такая единица времени, как квартал (каждые 3 мес, всего 4 квартала).

После знакомства с долями решаются задачи:

♦ Сколько минут составляет третья часть часа?

♦ Сколько часов составляет четвертая часть суток?

♦ Какую часть года составляет один квартал?

В 4 классе уточняются представления об уже изученных единицах времени (ч. 1, с. 59): вводится новое соотношение -

1 год = 365 или 366 суток

Дети узнают, что основными единицами измерения являются сутки - время, в течение которого Земля делает полный оборот вокруг своей оси, и год - время, в течение которого Земля делает полный оборот вокруг Солнца.

Тема «Время от 0 часов до 24 часов » (С. 60). Дети знакомятся с 24 -часовым счислением времени суток. Они узнают, что началом суток является полночь (0 ч.), что счет часов в течение суток идет от начала суток, поэтому после полудня (12 ч.) каждый час имеет другой порядковый номер (1 час дня - это 13 ч, 2 часа дня -14 ч...)

Примеры упражнения:

♦ Как сказать по-другому, сколько сейчас времени:

1) если от начала суток прошло 16 ч, 20 ч, три четверти часа, 21 ч 40 мин, 23 ч 45 мин;

2) если сказали: четверть пятого, половина второго, без четверти семь.

Вырази:

а) в часах: 5 суток, 10 суток 12 ч, 120 мин

б) в сутках: 48 ч, 2 недели

в) в месяцах: 3 года, 8 лет и 4 мес, четверть года

г) в годах: 24 мес, 60 мес, 84 мес.

Рассматривают простейшие случаи сложения и вычитания величин, выраженных в единицах времени. Необходимые преобразования единиц времени здесь выполняют попутно, без предварительной замены заданных величин. Чтобы предупредить ошибки в вычислениях, которые намного сложнее, чем вычисления с величинами, выраженными в единицах длины и массы, рекомендуется давать вычисления в сопоставлении:

30мин 45сек - 20мин58 сек;

30м 45см - 20м 58см;

30ц 45кг - 20ц 58кг;

♦ С помощью какого действия можно узнать:

1) какое время покажут часы через 4 ч, если сейчас 0 ч, 5 ч...

2) сколько времени пройдет от 14 ч до 20 ч, от 1 ч до 6 ч

3) какое время показывали часы 7 ч назад, если сейчас 13 ч, 7ч 25 мин?

1 мин = 60 с

Затем рассматривается самая крупная из рассматриваемых единиц времени - век, устанавливается соотношение:

Примеры упражнений:

♦ Сколько лет в 3 веках? В 10 веках? В 19 веках?

♦ Сколько веков составляют 600 лет? 1100 лет? 2000 лет?

♦ А.С. Пушкин родился в 1799 г, а умер в 1837г. В каком веке он родился и в каком умер?

Усвоению отношений между единицами времени помогает таблица мер , которую следует повесить в классе на некоторое время, а также систематические упражнения в преобразовании величин, выраженных в единицах времени, их сравнении, нахождении различных долей любой единицы времени, решение задач на вычисление времени.

1 в. = 100 г. в году 365 или 366 суток

1 г. = 12 мес. в месяце 30 или 31 сутки

1 сут = 24 ч (в феврале 28 или 29 суток)

1 ч = 60 мин

1 мин = 60 с

В теме «Сложение и вычитание величин » рассматриваются простейшие случаи сложения и вычитания составных именованных чисел, выраженных в единицах времени:

♦ 18ч 36 мин -9ч

♦ 20 мин 30 с + 25 с

♦ 18ч 36 мин - 9 мин (в строчку)

♦ 5 ч 48 мин + 35 мин

♦2 ч 30 мин - 55 мин

Позднее рассматриваются случаи умножения:

♦ 2 мин 30 с 5

Для развития временных представлений используется решение задач на вычисление продолжительности событий, его начала и конца.

Простейшие задачи на вычисление времени в пределах года (месяца) решаются с помощью календаря, а в пределах суток - с помощью модели часов.

Упражнение № 1

Детям предлагается прослушать две магнитофонные записи. Причём одна из них 20 секунд, а другая 15 секунд. После прослушивания дети должны определить, какая из предложенных записей длится дольше, чем другая. Данная задача вызывает определённые затруднения, мнения детей расходятся.

Тогда учитель выясняет, что для того, чтобы выяснить продолжительность мелодий, их необходимо измерить. Вопросы:

Какая из двух мелодий длится дольше?

Можно ли это определить на слух?

Что, нужно для того. чтобы определить продолжительность мелодий.

На этом уроке можно ввести часы и единицу измерения времени - минуту .

Упражнение № 2

Детям предлагается прослушать две мелодии. Одна, из них длится 1 минуту, а другая 55 секунд. После прослушивания дети должны определить, какая мелодия длится дольше. Это задание вызывает затруднение, мнения детей расходятся.

Тогда учитель предлагает во время прослушивания мелодии считать, сколько раз будет двигаться стрелка. В процессе этой работы дети выясняют, что при прослушивании первой мелодии стрелка двигалась 60 раз и прошла полный круг, т.е. мелодия длилась одну минуту. Вторая мелодия длилась меньше, т.к. пока она звучала стрелка двигалась 55 раз. После этого учитель сообщает детям, что каждый « шажок » стрелки - это отрезок времени, который называется секунда . Стрелка, проходя полный круг- минуту - совершает 60 «шагов, т.е. в одной минуте 60 секунд.

Детям предлагается афиша: «Приглашаем всех учащихся школы на лекцию о правилах поведения на воде. Длится лекция 60.....».

Учитель объясняет, что художник, который рисовал афишу, не знал единиц времени и не написал, сколько будет длится лекция. Ученики первого класса решили, что лекция будет длится 60 секунд, т.е. одну минуту, а ученики второго класса решили, что лекция будет длится 60 минут. Как вы думаете, кто из них прав? Ученики выясняют, что правы ученики второго класса. В процессе решения данной задачи дети делают вывод, что при измерении отрезков времени необходимо пользоваться единой мелкой. На этом уроке вводится новая единиц измерения времени - час .

Почему вы решили, что правы ученики второго класса?

Что нужно для того, чтобы не было таких ошибок?

Сколько минут в одном часе? сколько секунд?

Жаропонижающие средства для детей назначаются педиатром. Но бывают ситуации неотложной помощи при лихорадке, когда ребенку нужно дать лекарство немедленно. Тогда родители берут на себя ответственность и применяют жаропонижающие препараты. Что разрешено давать детям грудного возраста? Чем можно сбить температуру у детей постарше? Какие лекарства самые безопасные?

Земные сутки - это время, за которое Земля поворачивается вокруг своей оси, и происходит смена цикла «день-ночь». Наша жизнь подчинена этому циклу. Утром мы идем на работу, вечером ложимся спать. Соответствующие циклические физиологические процессы в живых организмах получили название

Например, минимальная температура тела у людей бывает рано утром, а максимальная - вечером. При тяжелых гнойных инфекциях различие температуры утром и вечером достигает 3-4 градусов по Цельсию.

Сколько часов будут длиться сутки у человека, который живет «вне времени», то есть не имея никакой возможности определять время суток по внешним признакам? Эти многомесячные эксперименты, в том числе на самом себе, описывает французских спелеолог (от греч. spelaion - пещера) в своей книге «В БЕЗДНАХ ЗЕМЛИ », опубликованной в Москве в 1982 году

Зачем это было нужно? Не только ради «голой» науки. В 1960-х годах активно осваивался космос, планировались многолетние экспедиции к другим планетам, и NASA было заинтересовано в длительных экспериментах по влиянию изоляции людей на их жизнедеятельность. Результатами опытов даже заинтересовалось французское военное ведомство. Почему заинтересовалось - узнаете ниже.

Нет. Если вы способны ни с кем не общаться по 2-3 дня, не страдая при этом от дефицита общения, то у вас, возможно, получилось бы. В свободное время спелеологи читали книги (у всех имелось искусственное освещение), занимались хобби (рисование, фотосъемка), исследовали свою пещеру. Но каждый день у них был целый список скучных обязательных дел: звонки «наверх» по поводу каждого события (пробуждение, прием пищи, физиологические отправления, отход ко сну), ряд надоедающих психофизиологических тестов на собранность, работоспобность, быстроту реакции и т.д. Кроме того, в ряде экспериментов пришлось постоянно носить на себедатчики анализы мочи и кала дневник

Краткие результаты экспериментов «вне времени»

1) в 1964-1965 гг. Антуана Сенни (4 месяца, мужчина 35 лет) и (3 месяца, женщина 25 лет). В те времена подобная длительность одиночного пребывания в пещере была недостижимым рекордом, особенно среди женщин.

Антуан Сенни (Тони) :

двухсуточным ритмом

На 61-е сутки этого исключительного эксперимента Тони заставил нас всерьез переволноваться: он проспал 33 часа. Я уже опасался за его жизнь и готовился спуститься к нему, как вдруг раздался телефонный звонок : Тони сообщал мне, что провел ночь хорошо!

военное министерство Франции

у Жози отмечался 48-часовой цикл, но более неправильный . Иногда она засыпала, забыв предварительно сделать уведомительный звонок, что вносило путаницу в анализируемые данные.
до и после выхода из пещеры менструации начинались регулярно, каждые 29 дней . В пещере биоритмы оказались другие. Первая «пещерная» менструация субъективно началась на 27-й день (реально - на 33-й). Из дневника видно, что Жози призадумалась над правильностью своих дат.

вторая менструация началась субъективно через 12 дней (реально - через 25 дней). Для Жози это была полная неожиданность. После целого дня размышлений она поменяла дату в дневнике, перескочив вперед на 22 суток. Ее новая дата всего на 4 дня отставала от реальной.
третья (последняя в пещере) менструация началась субъективно через 9 дней после второй (реально - через 24 дня). Такой малый интервал между месячными окончательно ее ошарашил. В итоге она снова меняет дату в дневнике (+13 дней), отставая от реальной даты лишь на 6 дней. Ее цитаты из дневника можно прочитать в главе 4 «Спелеонавты» (ссылка на сайт будет после всех экспериментов).

2) в 1966 году Жана-Пьера Мерете - «человека-лаборатории» (6 месяцев).
Этому добровольцу пришлось, пожалуй, труднее всего. Он практически все время жил с датчиками, которые регистрировали электрическую активность его мозга, движения глаз, тонус мышц, ритмы сердца и дыхания, температуру тела и кожи. Электроды раздражали кожу вплоть до кровоточивости, но Мерете каждый раз уговаривали «потерпеть еще немного» ради науки, и он каждый раз соглашался.

25 часам 48 часов

3) в 1968-1969 годах - добровольное заточение Филиппа Энглендера и Жака Шабера (по 4,5 месяца).

с 48-часовыми сутками (500 Вт).

Филипп Энглендер :

Жак Шабер :

28 часов

Филипп был увлеченным спелеологом. Он исследовал свою пещеру и оставил такие строки в дневнике: «Копая, расчищая, высекая ступеньки, я часто истощал свои силы, работая по 4-5 часов без перерывов ». Но, как подсчитали затем на поверхности, он трудился более чем по 20 часов!

4) в 1972 году - (6 месяцев).

24 часам 31 минуте

9.5 часов сна 7.5 часов сна при 28 часах бодрствования.

ректальную температуру тела минимальной в 2 часа ночи (через 1.5 часа после засыпания). В пещере минимум температуры каждый раз наступал примерно на 1 час позже - в 3, 4 и 5 часов утра и т. д., так что через 2 недели «вне времени» минимальное значение появлялось на кривой в 3 часов дня. И так повторилось в течение эксперимента несколько раз.

сутки не укорачивались

Леонардо да Винчи .

Мелатонин

мелатонин засыпание . Мелатонин вырабатывается эпифизом (шишковидным телом)

Больше всего мелатонина образуется в темноте, избыток света для него губителен. Ночью образуется 70% суточного мелатонина.

Существуют препараты мелатонина для приема внутрь. В Беларуси продаются МЕЛАКСЕН и ВИТА-МЕЛАТОНИН . Они назначаются при десинхронозе (нарушение нормального циркадного ритма, например, при перелетах между разными часовыми поясами), нарушениях сна, депрессии. Препараты не самые дешевые, но, в принципе, доступны по цене.

(Последняя часть статьи про влияние лунных циклов на шахтеров и Монтаукский эксперимент со временем была удалена 30.01.2016 по просьбам читателей как псевдонаучная)

http://www.happydoctor.ru/info/977

Земные сутки - это время, за которое Земля поворачивается вокруг своей оси, и происходит смена цикла “день-ночь”. Наша жизнь подчинена этому циклу. Утром мы идем на работу, вечером ложимся спать. Соответствующие циклические физиологические процессы в живых организмах получили название биологических ритмов (биоритмов) . Например, минимальная температура тела у людей бывает рано утром, а максимальная - вечером. При тяжелых гнойных инфекциях различие температуры утром и вечером достигает 3-4 градусов по Цельсию.

Мне кажется, что для большинства городских людей 24-часовой биоритм является навязанным и насильственным , доказательством чему служит регулярное использование будильника. Тем не менее, можно приучить себя ложиться и вставать в одно и то же время суток. Если наш день удлиняется (например, осенний перевод стрелок часов), это переносится легче, чем при его укорочении весной, когда приходится вставать на час раньше.

Сколько часов будут длиться сутки у человека, который живет “вне времени”, то есть не имея никакой возможности определять время суток по внешним признакам? Эти многомесячные эксперименты, в том числе на самом себе, описывает французский спелеолог (от греч. spelaion - пещера) Мишель Сифр в своей книге “В БЕЗДНАХ ЗЕМЛИ “, опубликованной в Москве в 1982 году . Разумеется, приведенный ниже материал нельзя считать исчерпывающим обзором накопленного мирового опыта по биоритмологии, это лишь любопытная информация к размышлению.

Описанные в книге эксперименты проводились с 1964 по 1972 год в глубоких пещерах на границе Италии и Франции, а также в США. Пещеры удобны своими постоянными климатическими условиями : тишина, полное отсутствие ветра и солнечного света, постоянная температура и влажность. В эспериментах участвовали опытные спелеологи-добровольцы. Пещера - это более естественная природная среда, полная опасностей (пропасти, холод, сырость, мрак, редкие насекомые и даже мыши) по сравнению со специально построенным бункером.

Зачем это было нужно? Не только ради “голой” науки. В 1960-х годах активно осваивался космос, планировались многолетние экспедиции к другим планетам, и NASA было заинтересовано в длительных экспериментах по влиянию изоляции людей на их жизнедеятельность. Результатами опытов даже заинтересовалось французское военное ведомство. Почему заинтересовалось - узнаете ниже.

Легко ли жить в пещере месяцами? Нет. Если вы способны ни с кем не общаться по 2-3 дня, не страдая при этом от дефицита общения, то у вас, возможно, получилось бы. В свободное время спелеологи читали книги (у всех имелось искусственное освещение), занимались хобби (рисование, фотосъемка), исследовали свою пещеру. Но каждый день у них был целый список скучных обязательных дел: звонки “наверх” по поводу каждого события (пробуждение, прием пищи, физиологические отправления, отход ко сну), ряд надоедающих психофизиологических тестов на собранность, работоспобность, быстроту реакции и т.д. Кроме того, в ряде экспериментов пришлось постоянно носить на себе датчики , которые в те времена не всегда были портативными, поэтому добровольцы находились в пещере, как собаки на привязи в несколько метров. А электроды датчиков раздражали кожу. Каждый день приходилось собирать и отправлять наверх анализы мочи и кала . Анализировался даже состав сбритой с лица щетины. Спелеологи вели в пещерах дневник , где записывали субъективную дату и свои ощущения. Реальную дату знали только наверху в команде сопровождения. На эти длительные эксперименты не всегда хватало денег, но все участники держались очень стойко, несмотря на трудности. От недостатка денег на еду во время эксперимента в США группа сопровождения даже ловила и ела гремучих змей.

Краткие результаты экспериментов “вне времени”

1) в 1964-1965 гг. состоялись параллельные индивидуальные эксперименты Антуана Сенни (4 месяца, мужчина 35 лет) и Жози Лорес (3 месяца, женщина 25 лет). В те времена подобная длительность одиночного пребывания в пещере была недостижимым рекордом, особенно среди женщин.

Антуан Сенни (Тони) :

когда Тони считал вслух до 120 с целью субъективно отмерить интервал в 2 минуты, реально проходило от 3 до 4 минут.

С первого же месяца эксперимента обнаружилось нарушение ритма бодрствования и сна у Антуана Сенни. Его день длился иногда 30 часов подряд, а продолжительность сна несколько раз превышала 20 часов. Это давало повод для беспокойства.

Особенно он поразил нас, когда в течение 22 дней длительность его суток варьировала от 42 до 50 часов (в среднем 48 часов) , с фантастически продолжительными периодами непрерывной активности - от 25 до 45 часов (в среднем 34 часа) и с длительностью сна от 7 до 20 часов. Мы открыли явление, названное нами в 1966 году двухсуточным ритмом , то есть продолжительностью около 48 часов.

На 61-е сутки этого исключительного эксперимента Тони заставил нас всерьез переволноваться: он проспал 33 часа. Я уже опасался за его жизнь и готовился спуститься к нему, как вдруг раздался телефонный звонок: Тони сообщал мне, что провел ночь хорошо!

Итак, средняя продолжительность сна Тони при 48-часовом ритме равнялась 12 часам . Его суточный цикл состоял из 36 часов бодрствования и 12 часов сна, однако эта закономерность несколько раз нарушалась: Сенни мог проспать 30 часов, и тогда на активный период оставалось только 18 часов. Поэтому в 1965 году военное министерство Франции решило подробнее изучить характер этого сна, который так значительно увеличивает работоспособность человека и дает организму огромные возможности для восстановления сил. Такие эксперименты были проведены в 1968-1969 годах (далее на этой странице см. опыт № 3).

Жози Лорес :

2) в 1966 году прошел рекордный эксперимент Жана-Пьера Мерете - “человека-лаборатории” (6 месяцев).

Этому добровольцу пришлось, пожалуй, труднее всего. Он практически все время жил с датчиками, которые регистрировали электрическую активность его мозга, движения глаз, тонус мышц, ритмы сердца и дыхания, температуру тела и кожи. Электроды раздражали кожу вплоть до кровоточивости, но Мерете каждый раз уговаривали “потерпеть еще немного” ради науки, и он каждый раз соглашался.

Мерете просыпался и ложился спать каждый день на два-три часа позже предыдущего дня . В этом исследовании с помощью электроэнцефалограмм, зарегистрированных во время сна, было впервые доказано наличие у испытуемого 48-часового биоритма .

В течение первых 10 дней жизни в пещере суточный ритм у Мерете был равен примерно 25 часам (15 часов бодрствования + 10 часов сна), что почти соответствовало нормальному ритму. Затем в течение следующего месяца его организм следовал ритму продолжительностью около 48 часов (34 часа бодрствования и 14 часов сна).

Следующие месяцы снова удивили: ритм у Мерете стал непостоянным и колебался от 18 до 35 часов, с периодами активности от 12 до 20 часов и сна от 7 до 15 часов. Иногда он спал даже 17 часов!

Эта нерегулярность ритма (были зафиксированы циклы без всякого отдыха длительностью около 50 часов при средней продолжительности 25 часов) по-прежнему вызывает интерес специалистов. Это, несомненно, один из наиболее важных результатов эксперимента Жана-Пьера Мерете.

3) в 1968-1969 годах - добровольное заточение Филиппа Энглендера и Жака Шабера (по 4,5 месяца).

Первый доброволец (Филипп Энглендер, 30 лет) должен был прожить 2 месяца с 48-часовыми сутками , а второй (Шабер, 28 лет) должен был жить 3 месяца при постоянно горевшем ярком электрическом свете (500 Вт).

Филипп Энглендер :

обычный 24-часовой ритм у Филиппа Энглендера через 2 недели после начала эксперимента самостоятельно сменился 48-часовым, который продолжался 12 дней. Тогда, согласно плану, составленному совместно с французскими военными экспертами, была сделана попытка закрепить этот возникший у него спонтанно 48-часовой цикл еще на 2 месяца и добиться этого с помощью яркой лампы в 500 Вт, которая должна гореть над его прозрачной палаткой по 34 часа все дни. Конечно, Филлиппу не было известно, сколько времени будет каждый раз гореть эта лампа.

Попытка удалась как нельзя лучше. Впервые человек жил в мире, где сутки удлинились вдвое : 36 часов бодрствования и только 12 часов сна, без каких бы то ни было нарушений. Филипп, как показали многочисленные электроэнцефалограммы его сна, прекрасно приспособился к этому режиму.

В конце Филиппу предоставили возможность жить по своему усмотрению, как в начальный период эксперимента. Произошло нечто удивительное для исследователей. Филипп, вместо того чтобы вернуться к 24-часовому суточному ритму, продолжал без малейших усилий сохранять 48-часовой ритм бодрствования и сна. Так что когда ему объявили, что уже 4 января, он воскликнул:

Ого! Я пропустил Новый год! Думал, что сейчас только начало ноября!

Жак Шабер :

Жак, в противоположность Филлиппу, сохранил биологический счет времени, близкий к реальным суткам: интервалы между его пробуждениями в среднем составили 28 часов . Включение яркого освещения пришлось Жаку по душе; его сон нисколько не нарушился. Только на третий месяц полного одиночества его сутки стали равны 48 часам, что сопровождалось усиленной физической активностью (в частности, в этот период он проводил интенсивные разведки в пещере).

Субъективно для Жака между его спуском и выходом на поверхность прошло 105 дней вместо реальных 130 дней. Перед экспериментом Жак кое-что читал на тему определения истинной продолжительности времени, поэтому лучше ориентировался в числе прошедших дней, чем сосед Филлипп.

В конечном итоге организмы Жака и Филиппа уступили и подчинились 48-часовому ритму. Он давал большое преимущество: каждые сутки выигрывалось 2 часа . Если обычный человек спит 8 часов из 24, то при 48-часовом ритме на сон достаточно всего 12 часов из 48.

Филипп был увлеченным спелеологом. Он исследовал свою пещеру и оставил такие строки в дневнике: “Копая, расчищая, высекая ступеньки, я часто истощал свои силы, работая по 4-5 часов без перерывов“. Но, как подсчитали затем на поверхности, он трудился более чем по 20 часов!

Эксперименты Шабера и Энглендера подверглись длительному анализу. Они позволили отбирать людей, способных жить по 48-часовому ритму . Мишель Сифр пишет, что критерии этого отбора уже разработаны.

4) в 1972 году - Мишель Сифр (6 месяцев).

В течение всего 2-месячного эксперимента 1962 года субъективные сутки Сифра были близки к нормальным и равнялись в среднем 24 часам 31 минуте , отличаясь от реальных на полчаса.

В 1972 году, в противоположность этому, субъективные сутки увеличились заметно сильнее: в течение первых 1.5 месяцев каждый его день был длинее на 2 реальных часа (26 часов).

Затем в течение 2 недель ритм бодрствования и сна был непостоянным: 48-часовые сутки чередовались с 28-часовыми (средняя их продолжительность была 37 часов).

Таким образом, в 1962 году Сифру было нужно 9.5 часов сна , чтобы быть бодрым в течение 15 часов; а в 1972 году ему хватало 7.5 часов сна при 28 часах бодрствования.

Затем в течение нескольких месяцев цикл был близок к 28 часам, после чего этот ритм вторично стал 2-суточным, но без регулярности: 48-часовые сутки в течение 2 недель чередовались с 28-часовыми. Наконец до самого конца эксперимента он стабилизировался на уровне 28 часов.

Мишель Сифр также был увешан датчиками, в том числе измеряющими ректальную температуру тела (в прямой кишке). Анализ показал, что до спуска в пещеру она была минимальной в 2 часа ночи (через 1.5 часа после засыпания). В пещере минимум температуры каждый раз наступал примерно на 1 час позже - в 3, 4 и 5 часов утра и т. д., так что через 2 недели “вне времени” минимальное значение появлялось на кривой в 3 часов дня. И так повторилось в течение эксперимента несколько раз.

Вот такие результаты за 10 лет получила группа исследователей во главе с Мишелем Сифром. Ни у кого из спелеологов сутки не укорачивались . У всех они только удлинялись. Может быть, именно в этом заключается стремление студентов ложиться спать под утро, а ночью бодрствовать?

Говоря об оптимальных суточных биоритмах, нельзя не вспомнить Леонардо да Винчи . Говорят, что он спал всего 1.5 часа в сутки. Секрет его огромной работоспособности в том, что он засыпал на 15 минут каждые 4 часа .

Мелатонин

В организме человека вырабатывается специальный гормон мелатонин , который отвечает за приспособление к биоритмам и засыпание . Мелатонин вырабатывается эпифизом (шишковидным телом) и улучшает качество сна, снижает частоту приступов головных болей, головокружений, повышает настроение. Он ускоряет засыпание, снижает число ночных пробуждений, улучшает самочувствие после утреннего пробуждения, не вызывает ощущения вялости, разбитости и усталости при пробуждении. Делает сновидения более яркими и эмоционально насыщенными. Адаптирует организм к быстрой смене часовых поясов, снижает стрессовые реакции, регулирует нейроэндокринные функции. Проявляет иммуностимулирующие и антиоксидантные свойства.

Время - важнейшая философская, научная и практическая категория. Выбор способа измерения времени интересовал человека с древнейших времен, когда практическая жизнь стала связываться с периодами обращения солнца и луны. Несмотря на то что первые часы - солнечные - появились за три с половиной тысячелетия до нашей эры, эта проблема остаётся достаточно сложной. Часто ответить на самый простой вопрос, с ней связанный, например "сколько в сутках часов", бывает не так просто.

История времяисчисления

Чередование светлого и темного времени суток, периодов сна и бодрствования, работы и отдыха стало означать для людей ход времени ещё в первобытные времена. Ежедневно солнце двигалось по небосклону днем, от восхода до заката, а луна - ночью. Логично, что период между одинаковыми фазами движения светил стал единицей времяисчисления. День и ночь постепенно сложились в сутки - понятие, определяющее смену даты. На их основе появились более краткие единицы времени - часы, минуты и секунды.

Впервые определять, сколько в сутках часов, стали в античные времена. Развитие познаний в астрономии привело к тому, что день и ночь стали делить на равные периоды, связанные с восходом к небесному экватору определенных созвездий. А шестидесятеричную систему счисления греки переняли от древних шумеров, которые считали её наиболее практичной.

Почему именно 60 минут и 24 часа?

Чтобы сосчитать что-либо, древний человек использовал то, что обычно всегда под рукой - пальцы. Отсюда берет начало десятеричная система счисления, принятая в большинстве стран. Другой способ, основанный на фалангах четырех пальцев раскрытой ладони левой руки, достиг расцвета в Египте и Вавилоне. В культуре и науке шумеров и других народов Междуречья священным стало число 60. Во многих случаях делить его без остатка позволяло наличие множество делителей, одним из которых является 12.

Математическое понятие того, сколько в сутках часов, берет начало в Древней Греции. Греки одно время учитывали в календаре только светлое время дня и разделили время от восхода до заката на двенадцать одинаковых интервалов. Затем они так же поступили с ночным временем, в результате получили 24-частное деление суток. Греческие ученые знали, что долгота дня в течение года меняется, поэтому долгое время существовали дневные и ночные часы, которые были одинаковы только в дни равноденствия.

От шумеров греки восприняли и деление окружности на 360 градусов, на основе которого была разработана система географических координат и деление часа на минуты (minuta prima (лат.) - "уменьшенная первая часть" (часа)) и секунды (secunda divisio (лат.) - "второе деление" (часа)).

Солнечные сутки

Смысл суток относительно взаимодействия небесных объектов - это отрезок времени, за который Земля делает полный оборот вокруг оси вращения. Учеными-астрономами принято делать несколько уточнений. Они выделяют солнечные сутки - начало и окончание оборота считается по нахождению Солнца в одной и той же точке небесной сферы - и разделяют их на истинные и средние.

Сказать с точностью до секунды, сколько часов в сутках, которые называются истинными солнечными, без уточнения конкретной даты невозможно. В течение года их продолжительность периодически меняется на почти минуту. Это происходит из-за неравномерности и сложной траектории движения светила по небесной сфере - ось вращения планеты имеет наклон около 23 градусов относительно плоскости небесного экватора.

Более-менее точно можно сказать, сколько часов и минут в сутках, которые специалистами именуются как средние солнечные. Это и есть привычные, используемые в повседневной жизни календарные отрезки времени, определяющие конкретную дату. Считается, что их продолжительность постоянна, что в них ровно 24 часа, или 1440 минут, или 86 400 секунд. Но и это утверждение условно. Известно, что скорость вращения Земли уменьшается (сутки удлиняются за сто лет на 0,0017 секунды). На интенсивность вращения планеты влияют сложные гравитационные космические взаимодействия и спонтанные геологические процессы внутри неё.

Звездные сутки

Современные требования к расчетам в космической баллистике, навигации и т. п. таковы, что вопрос о том, сколько часов длятся сутки, требует решения с точностью до наносекунд. Для этого выбираются более стабильные точки отсчета, чем близлежащие небесные тела. Если рассчитывать полный оборот земного шара, взяв за исходный момент его положение относительно точки весеннего равноденствия, можно получить длительность суток, называемых звездными.

Современная наука точно устанавливает, сколько часов в сутках, носящих красивое наименование звездных, - 23 ч 56 мин 4 с. При этом в некоторых случаях их длительность еще более уточняется: истинное количество секунд - 4,0905308333. Но и этот масштаб уточнений бывает недостаточным: на постоянство точки отсчета влияет неравномерность орбитального движения планеты. Чтобы исключить этот фактор, выбирается особое, эфемеридное начало координат, связанное с внегалактическими радиоисточниками.

Время и календарь

Окончательный вариант определения того, сколько в сутках часов, близкий к современному, был принят в Древнем Риме, с введением юлианского календаря. В отличие от древнегреческой системы времяисчисления сутки делились на 24 равных интервала, вне зависимости от времени суток и времени года.

В разных культурах применяются свои календари, имеющие точкой отсчета специфические события чаще всего религиозного характера. Но продолжительность средних солнечных суток на всей Земле одинакова.

Распечатать

November 24th, 2014

Когда люди говорят, что им «довольно момента», они наверняка не догадываются, что обещают освободиться ровно через 90 секунд. Ведь в Средние века термин «момент» определял промежуток времени продолжительностью в 1/40 часа или, как тогда было принято говорить, 1/10 пункта, составлявшего 15 минут. Иными словами, он насчитывал 90 секунд. С годами момент утратил свое первоначальное значение, но до сих пор используется в обиходе для обозначения неопределенного, но очень краткого интервала.

Так почему же мы помним момент, но забываем о гхари, нуктемероне или о чем-то ещё более экзотическом?

1. Атом

Слово «атом» происходит от греческого термина, обозначающего «неделимое», и потому используется в физике для определения мельчайшей частицы вещества. Но в старину это понятие применялось по отношению к кратчайшему промежутку времени. Считалось, что минута насчитывает 376 атомов, продолжительность каждого из которых составляет менее, чем 1/6 секунды (или 0,15957 секунды, если быть точным).

2. Гхари

Какие только приборы и приспособления не изобретались в Средние века для измерения времени! Пока европейцы вовсю эксплуатировали песочные и солнечные часы, индийцы применяли клепсидры - гхари. В полусферической чаше, изготовленной из дерева или металла, проделывали несколько отверстий, после чего помещали ее в бассейн с водой. Жидкость, просачиваясь через прорези, медленно наполняла сосуд, пока от тяжести он полностью не погружался на дно. Весь процесс занимал около 24 минут, поэтому такой диапазон и был назван в честь прибора - гхари. В то время считалось, что день состоит из 60 гхари.

3. Люстр

Люстр - это период, длящийся 5 лет. Использование этого термина уходит корнями в античность: тогда люструм обозначал пятилетний отрезок времени, завершавший установление имущественного ценза римских граждан. Когда сумма налога была определена, отсчет подходил к концу, и торжественная процессия высыпала на улицы Вечного города. Церемония заканчивалась люстрацией (очищением) - пафосным жертвоприношением богам на Марсовом поле, совершавшимся ради благополучия граждан.

4. Майлвэй

Не все то золото, что блестит. Тогда как световой год, казалось бы, созданный для определения периода, измеряет дистанцию, mileway, путь длиной в милю, служит для отсчета времени. Хотя термин и звучит как единица измерения расстояния, в раннем Средневековье он обозначал отрезок продолжительностью 20 минут. Именно столько в среднем занимает у человека преодоление маршрута длиной в милю.

5. Нундин

Жители Древнего Рима трудились семь дней в неделю, не покладая рук. На восьмой день, впрочем, считавшийся у них девятым (римляне относили к диапазону и последний день предыдущего периода), они организовывали в городах огромные рынки - нундины. Базарный день получил название «novem» (в честь ноября - девятого месяца 10-месячного земледельческого «Года Ромула»), а временной промежуток между двумя ярмарками - нундин.

6. Нуктемерон

Нуктемерон, комбинация из двух греческих слов «nyks» (ночь) и «hemera» (день), является не более, чем альтернативным обозначением привычных нам суток. Все, что считается нуктемеронным, соответственно, длится менее 24 часов.

7. Пункт

В Средневековой Европе пункт, называемый также точкой, использовался для обозначения четверти часа.

8. Квадрант

А сосед пункта по эпохе, квадрант, определял четверть дня - период продолжительностью 6 часов.

9. Пятнадцать

После нормандского завоевания слово «Quinzieme», переводимое с французского как «пятнадцать», было заимствовано британцами для определения пошлины, пополнявшей казну государства на 15 пенсов с каждого заработанного в стране фунта. В начале 1400-х термин приобрел и религиозный контекст: его стали использовать для указания дня важного церковного праздника и двух полных недель, следующих за ним. Так «Quinzieme» превратился в 15-дневный период.

10. Скрупул

Слово «Scrupulus», в переводе с латыни обозначающее «маленький острый камушек», прежде служило аптечной единицей измерения веса, равной 1/24 унции (около 1,3 гр). В 17 веке скрупул, ставший условным обозначением небольшого объема, расширил свое значение. Он стал применяться для указания 1/60 части круга (минуты), 1/60 минуты (секунды) и 1/60 дня (24 минут). Сейчас, утратив свой былой смысл, скрупул трансформировался в скрупулезность - внимательность к мелочам.

И еще некоторые временные величины:

1 аттосекунда (одна миллиардная миллиардной доли секунды)
Самые быстротекущие процессы, которые способны захронометрировать ученые, измеряют в аттосекундах. С помощью наиболее совершенных лазерных установок исследователи сумели получить световые импульсы длящиеся всего 250 аттосекунд. Но какими бы бесконечно малыми ни казались эти временные промежутки, они представляются целой вечностью по сравнению с так называемым временем Планка (около 10-43 секунды), по мнению современной науки, наикратчайшим из всех возможных временных отрезков.

1 фемтосекунда (одна миллионная миллиардной доли секунды)
Атом в молекуле совершает одно колебание за время от 10 до 100 фемтосекунд. Даже самая быстротекущая химическая реакция протекает за период, исчисляемый несколькими сотнями фемтосекунд. Взаимодействие света с пигментами сетчатой оболочки глаза, а именно этот процесс и позволяет нам видеть окружающее, длится около 200 фемтосекунд.

1 пикосекунда (одна тысячная миллиардной доли секунды)
Самые быстродействующие транзисторы функционируют во временных рамках измеряемых в пикосекундах. Время существования кварков, редких субатомных частиц, получаемых в мощных ускорителях, составляет всего одну пикосекунду. Средняя продолжительность гидрогенной связи между молекулами воды при комнатной температуре равняется трем пикосекундам.

1 наносекунда (миллиардная доля секунды)
Луч света, проходящий через безвоздушное пространство, за это время способен преодолеть расстояние всего в тридцать сантиметров. Микропроцессору в персональном компьютере потребуется от двух до четырех наносекунд, чтобы выполнить одну команду, к примеру, сложить два числа. Время существования К-мезона, еще одной редкой субатомной частицы, составляет 12 наносекунд.

1 микросекунда (миллионная доля секунды)
За это время луч света в вакууме покроет расстояние в 300 метров, длину примерно трех футбольных полей. Звуковая же волна на уровне моря способна за этот же промежуток времени преодолеть расстояние равное всего одной трети миллиметра. 23 микросекунды потребуется для того, чтобы взорвалась динамитная шашка, фитиль которой догорел до конца.

1 миллисекунда (тысячная доля секунды)
Кратчайшее время экспозиции в обычной фотокамере. Всем нам знакомая муха взмахивает своими крылышками один раз в три миллисекунды. Пчела – один раз за пять миллисекунд. С каждым годом луна вращается вокруг Земли на две миллисекунды медленнее, так как ее орбита постепенно расширяется.

1/10 секунды
Глазом моргнуть. Именно это мы успеем сделать за указанный промежуток. Человеческому уху требуется как раз такое время, чтобы отличить эхо от первоначального звука. Космический корабль Voyager 1, направляющийся за пределы солнечной системы, за это время удаляется от солнца на два километра. За десятую долю секунды колибри успевает семь раз взмахнуть своими крылышками.

1 секунда
Сокращение сердечной мышцы здорового человека длится как раз это время. За одну секунду Земля, вращаясь вокруг солнца, покрывает расстояние в 30 километров. За это время само наше светило успевает проделать путь в 274 километра, с огромной скоростью несясь через галактику. Лунный свет за этот временной интервал не успеет достичь Земли.

1 минута
За это время мозг новорожденного ребенка прибавляет в весе до двух миллиграммов. Сердце землеройки успевает сократиться 1000 раз. Обычный человек за это время может произнести 150 слов или прочитать 250 слов. Свет от солнца достигает Земли за восемь минут. Когда же Марс находится на наиболее близком расстоянии от Земли, солнечный свет, отражаясь от поверхности Красной планеты, доходит до нас меньше чем за четыре минуты.

1 час
Столько времени требуется репродуцирующим клеткам, чтобы разделиться пополам. За один час с конвейера Волжского автомобильного завода сходят 150 «Жигулей». Свет от Плутона – самый отдаленной планеты Солнечной системы – достигает Земли за пять часов двадцать минут.

1 сутки
Для людей это, пожалуй, самая естественная единица измерения времени, основанная на вращении Земли. Согласно данным современной науки долгота суток составляет 23 часа 56 минут и 4,1 секунды. Вращение нашей планеты постоянно замедляется из-за лунной гравитации и других причин. Сердце человека за сутки совершает около 100000 сокращений, легкие вдыхают около 11000 литров воздуха. За это же время детеныш голубого кита прибавляет в весе 90 кг.

1 год

Земля совершает один оборот вокруг солнца и поворачивается вокруг своей оси 365,26 раза, средний уровень мирового океана повышается на величину от 1 до 2,5 миллиметров, а в России проводятся 45 выборов федерального значения. Потребуется 4,3 года, чтобы свет от ближайшей звезды Proxima Centauri достиг Земли. Примерно столько же времени понадобится на то, чтобы поверхностные океанские течения обогнули земной шар.

1 столетие
За это время Луна удалится от Земли еще на 3,8 метра, но гигантская морская черепаха способна прожить целых 177 лет. Продолжительность эксплуатации самого современного CD может составить более 200 лет.

1 миллион лет
Космический корабль, летящий со скоростью света, не покроет и половины пути до галактики Андромеда (она находится на расстоянии 2,3 млн световых лет от Земли). Самые массивные звезды, голубые супергиганты (они в миллионы раз ярче Солнца) сгорают примерно за это время. Вследствие сдвигов тектонических пластов Земли, Северная Америка отдалится от Европы примерно на 30 километров.

1 миллиард лет
Примерно столько времени потребовалось, чтобы наша Земля остыла после своего образования. Чтобы на ней появились океаны, зародилась одноклеточная жизнь и вместо атмосферы богатой углекислым газом установилась бы атмосфера, богатая кислородом. За это время Солнце четыре раза прошло по своей орбите вокруг центра Галактики.

Поскольку вселенная всего существует 12-14 миллиардов лет, единицы измерения времени, превышающие миллиард лет, используются достаточно редко. Однако ученые, специалисты по космологии, считают, что вселенная, возможно, будет продолжаться и после того, как погаснет последняя звезда (через сто триллионов лет) и испарится последняя черная дыра (через 10100 лет). Так что Вселенной предстоит еще пройти путь гораздо более длительный, чем она уже прошла.

Источники http://www.mywatch.ru/conditions/

http://www.factroom.ru/facts/62473

http://www.mywatch.ru/watch-art/art_349.html

А помните мы недавно с вами выяснили, что возможно и вспоминали Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия -

Археологи изучают далекое прошлое, исследуют возникновение, развитие и гибель древних культур. По различным находкам - орудиям труда, одежде, предметам домашнего обихода, вооружению - археологи узнают, как жили люди многие тысячи лет назад. Археологические находки позволяют также судить о связях между различными древними народами. Определение возраста археологических находок имеет при этом первостепенное значение для выяснения влияния одного народа на другой и решения ряда других важных археологических задач.

Как определяется возраст археологических находок?

Высокие курганы разбросаны по великой русской равнине. В них погребены воины в полном вооружении, каждый со своим боевым конем. Много.различных предметов положено в могильники этих людей, чтобы, согласно их верованиям, они и в загробной жизни ни в чем не нуждались. Эти курганы рассказывают нам об отдаленном прошлом нашей страны, о жизни и культуре сарматских племен, населявших несколько тысяч лет назад обширные пространства от Карпат на западе до Памира и Алтая на востоке.

Раскопки в Неаполе Скифском около Симферополя знакомят нас с более поздним историческим периодом. Здесь археологические находки свидетельствуют о существовании культуры скифов городского характера. Возраст скифских курганов обычно определяют по типу погребения и погребальным предметам местной работы, но иногда в курганах находят и привозные вещи: глиняные сосуды греческой работы, китайские ткани, зеркальце китайской работы... Эти вещи позволяют более точно установить время жизни скифа, погребенного в кургане.

По археологическим находкам в районах Приднепровья удалось узнать о так называемой трипольской культуре - о людях, живших около 5000 лет назад. Найденные археологами фигурки домашних животных, мотыги из рога оленя, ножи и серпы из кремня, кремневые наконечники стрел, остатки обмазки глинобитных жилищ, каменные зернотерки, множество статуэток позволили узнать, на каких диких животных охотился древний человек, какими домашними животными он владел, каким было его хозяйство и как складывались его верования.

Не так давно в Узбекистане археологи нашли погребенный в песках город. Раскопки его дали возможность многое узнать о высокой культуре древнего Хорезма. Обгорелые остатки крепости и жилищ позволили много веков спустя прочесть историю его гибели и узнать как и когда нашествие кочевников положило конец благосостоянию и мощи древнего Хорезма.

Еще более далеки от нас события, происходившие в древнем Египте. Они отделены от нас многими десятками веков, но неутомимые археологи находят пути для того, чтобы и в этом случае ответить на вопросы: что, как и когда?

В древнем Египте особое внимание уделялось погребению. Бальзамирование тела умершего и богатое убранство гробницы (различными предметами или их изображениями), согласно египетским верованиям, было необходимо для удобного и приятного существования его тени. Ведь древние египтяне верили, что человек состоит из трех частей: тела, искры божьей и тени, которая соединяет тело с искрой божьей. Египетские жрецы учили, что после смерти человека его тень еще тысячи лет бродит по земле. В точности похожая на человека, но только будто сотканная из тумана, тень может ходить, говорить и первые несколько сот лет должна питаться, потом ей достаточно лишь изображений пищи. Главное для тени - тело, в котором она жила раньше. Если оно не сохранилось, то тень тоскует и бродит неприкаянной по земле.

Эти взгляды заставляли древних египтян создавать грандиозные города мертвых, занявшие целый край западной пустыни, и строить огромные пирамиды, внутри которых располагались усыпальницы фараонов. Ныне эти города мертвых позволили многое узнать о давно минувшей жизни. Сопоставление отрывочных записей различных событий, терпеливое их изучение позволяют ученым восстановить историю древней жизни. Однако лишь тогда, когда удается уверенно датировать хотя бы отдельные важнейшие события, вся картина далекого прошлого приобретает достаточную последовательность и достоверность.

Установить даты археологам помогают исторические памятники и древние хроники, содержащие записи различных событий: войн и стихийных бедствий, смены царей и царских династий и т. д. Особенно удачно, когда одно и то же событие отмечается несколькими независимыми источниками или само событие таково, что мы можем точно определить время, когда оно произошло. Так, например, из древней китайской летописи известно о двух незадачливых астрономах по имени Хи и Хо, которые в 2200 г. до нашей эры не предсказали своевременно затмения Солнца и за эту провинность лишились голов. Сопоставление летописи с современным вычислением этого затмения дает точную метку времени и позволяет проверить, насколько правильно древние китайские летописцы отсчитывали время.

Однако археологам далеко не всегда так легко удается определить время исследуемых событий. Наоборот, чаще всего это оказывается совсем не просто. Между тем определение возраста археологических находок является совершенно необходимым условием для получения уверенных заключений об истории древних народов. Можно ли найти метод для непосредственного определения возраста археологических находок? Существуют ли часы для отсчета тысячелетий? Да, такие часы существуют, причем нескольких различных типов. Однако о том, каковы они, какой у них принцип действия и в каких пределах они работают, мы расскажем несколько далее.

А теперь заглянем еще дальше. Если б мы могли перенестись всего лишь на 10 000 лет назад, то обнаружили бы, что на земле нет ни городов, ни деревень; небольшие группы людей ютятся в пещерах, со всех сторон их подстерегают опасности. Страшные, непонятные им силы природы властвуют над ними. Плохо вооруженные, они охотятся на одних зверей и сами с трудом защищаются от других. Эти люди не имели письменности и не оставили почти никаких памятников.

Еще дальше в глубь веков! Как трудно узнать человека в этом существе с низким покатым лбом, обросшем волосами, облаченном в звериную шкуру. Полусогнувшись так, что руки иногда касаются коленей, сжимая дубину или каменный топор, пугливо крадется доисторический человек - предшественник гордо распрямившегося современного человека, владыки природы.

Для того чтобы разобраться в последовательности и смене этих давно минувших форм жизни, нужно определить их возраст. Как же это сделать?

Заставить заговорить вещи и даже камни.

Недавно в Испании была открыта пещера, которая в течение многих тысяч лет служила обиталищем то для людей, то для зверей. Они жили в ней, умирали, а земля, слой за слоем, прикрывала их останки. Множество всяких остатков образовало в этой пещере холм высотой 13,5 метра, поднимающийся с ее дна почти до самого свода. Сначала на небольшой глубине были обнаружены треугольные кинжалы из бронзы. Люди, которые их оставили, жили 2000 лет назад. Несколько глубже были найдены различные вещи и скелеты. Еще глубже - кости северного оленя и сделанные из кости резцы. Затем снова скелеты. Еще на два метра ниже было найдено много каменных ножей и сверл, оставленных людьми, жившими 10 тысяч лет назад. На один метр глубже лежали кости носорога и пещерного медведя. А на самом дне пещеры были найдены грубо выделанные каменные топоры и скребки, сделанные около 50 тысяч лет назад.

Процесс наращивания слоя земли идет медленно. Исследования показали, что в этой пещере для увеличения слоя земли на четверть дециметра требовался целый век.

Археологические находки, обнаруженные в различных частях света, позволили постепенно выяснить основные вехи развития человека и его культуры. Удалось установить, что 30-40 тысяч лет назад жили так называемые кроманьонские люди, имевшие продолговатый объемистый череп, широкое лицо и необычайной силы жевательные мышцы. Археологами найдены скелеты этих людей, а также изготовленные ими разнообразные орудия труда и рисунки животных на стенах пещер.

Неандертальские люди, жившие 50-70 тысяч лет назад, занимали среднее место между обезьяной и человеком. Их колени были всегда несколько согнуты. Лоб у них был скошен назад, подбородка почти не былo. Скелеты этих людей рассказали нам о том, как они выглядели; принадлежавшие им каменные орудия - топоры, ножи, шарообразно обтесанные камни, сверла и т. п.- позволили нам узнать, на какой ступени развития они находились. Существовавшие несколько сот тысяч лет назад питекантропы ходили так же прямо, как и мы, но голова их была значительно больше похожа на обезьянью, чем на человеческую. Они имели резко выступающие надбровные дуги и лоб, так круто уходящий назад, что в скошенном черепе умещалось мозга вдвое меньше, чем у современного человека.

В 1960 г. в Олдувейском ущелье в Танганьике (Африка) археологи супруги Мэри и Луис Лики нашли остатки еще более примитивного человека, который получил название Homo habilis ("человек умелый"). Этот человек в качестве орудий применял гальки с оббитым краем. Датирование пород, взятых из того слоя, где он был найден, позволило установить, что он жил около 2 миллионов лет назад.

Историю Земли принято разделять на отдельные большие этапы. Последний из них назван кайнозойской эрой, или эрой "новой жизни". Он длится уже около 55 миллионов лет. В конце кайнозойской эры появился человек и живем мы.

Кайнозойской предшествовала мезозойская эра, или эра "средней жизни", длившаяся приблизительно 135 миллионов лет. Это было время, когда на Земле стояло вечное лето. Климат тогда был настолько теплым и ровным, что в находимых ныне окаменевших деревьях той эпохи нельзя различить колец, так как деревья росли равномерно круглый год.

В мезозойскую эру властителями Земли на суше, в воде и в воздухе были пресмыкающиеся. Гигантские ящеры достигали огромных размеров, например, бронтозавр весил около 30 тонн, раз в пять больше, чем современный африканский слон. Длина бронтозавра равнялась 20 метрам, так что взрослому человеку нужно было бы сделать 30 шагов, чтобы пройти от его морды До хвоста. К концу мезозойской эры стало холоднее. В период оледенения все эти гиганты погибли.

Палеозойская эра, или эра "древней жизни", началась около 600 миллионов лет назад и окончилась 340 миллионов лет назад. Это было в общем спокойное, теплое время, лишь изредка прерывавшееся похолоданиями.

В начале палеозойской эры жизнь была только в океанах, в которых жили ракообразные существа - трилобиты и археоциаты - организмы, промежуточные между губками и кораллами. Археоциаты имели известковый скелет и длинные, похожие на корни волокна, с помощью которых они прикреплялись к подводным камням. Затем в морях появились рыбы, а растения и вслед за ними некоторые животные переселились на сушу. К концу палеозойской эры живые существа окончательно завоевали материки, размножились и упрочились на суше. Сырые дремучие леса из гигантских папоротников и хвощей покрыли Землю. В морях к этому времени трилобиты и археоциаты вымерли, но рыбы чрезвычайно размножились и дали большое разнообразие видов.

Еще более ранние периоды жизни на Земле называют эозойской эрой, или эрой "зари жизни". Первые материки и океаны появились на Земле около 1,5 миллиарда лет назад. В пластах, которые образовались около 700 миллионов лет назад, уже имеются остатки довольно сложных форм живых существ. Таким образом, вероятно, что около 1 миллиарда лет назад или даже несколько раньше на Земле возникла жизнь и первые скопления живых существ - крохотные комочки живого, похожего на студень вещества протоплазмы - появились в тепловатых водах океанов.

Тщательные розыски, кропотливые исследования позволили палеонтологам по остаткам древней жизни, а иногда только по неясным ее следам - отпечаткам на камнях - постепенно, шаг за шагом, разобраться в пути ее развития. Многочисленные сопоставления позволили выяснить последовательность развития различных форм жизни и, хотя и довольно приблизительно, установить их хронологию.

Успехи, достигнутые палеонтологами, нашли практическое применение в горнорудной промышленности. Знание возраста горных пород является одним из средств для уяснения характера горных образований и расположения в них руд, что важно как при поисках, так и при эксплуатации полезных ископаемых.

Возрастной метод в геологии уже получил широкое распространение и часто является решающим при поисковых работах и составлении геологических карт.

Примеров, подтверждающих это, можно привести много, рассмотрим лишь один. В 1929 г. в Приуралье у селения Верхне-Чусовские Городки была получена нефть. д. В. Блохин, производивший геологическое изучение местности, расположенной примерно на 500 км южнее, обнаружил в этом районе горные породы такого же типа и возраста, как и нефтеносные земли Йерхне-Чусовских Городков. Тогда он предложил вести бурение на нефть. В 1932 г. на глубине 800 м нефть была обнаружена. Так благодаря определению возраста горных пород был открыт Ишимбаевский нефтяной район.

Крупнейшие геологи уже давно отмечали важность определения возраста горных пород как для теоретической, так и для практической геологии. Академик В. А. Вернадский в своих работах подчеркивал важность определения длительности геологических процессов и возраста геологических формаций. Академик В. А. Обручев писал, что "...руководящую роль при поисках новых месторождений полезных ископаемых играет знакомство с геологическими процессами, которые в минувшие периоды жизни Земли создавали эти месторождения и создают их, конечно, и в настоящее время...". "Наличие каких же полезных ископаемых мы можем предполагать в горной стране?.. Ответ будет зависеть от возраста этой страны" (В. А. Обручев, Основы геологии, 1947, стр. 287, 293-294).

Когда ученые, исследуя минувшие эпохи, пользуются пластами земной коры как ступеньками, ведущими в прошлое, то остатки живых организмов служат для них метками для определения возраста, являются как бы окаменелой хронологией. Но, увы, этот основной для геологов палеонтологический метод определения возраста горных пород вследствие имевших место в древние времена массовых переселений живых организмов не всегда надежен и сам нуждается в опоре на другие, более точные методы.

Радиоуглеродные часы

Ни одни из описанных нами ранее часов не годятся для измерения столь больших промежутков времени и датирования давно минувших событий. Ведь часы, изготовленные человеком, в геологических масштабах времени появились сравнительно недавно, некоторые несколько тысячелетий, а другие лишь несколько десятков лет назад. Использование изготовленных человеком часов для непрерывного отсчета времени не насчитывает и нескольких сот лет.

Часы - вращающаяся вокруг своей оси Земля и часы - Земля, вращающаяся вокруг Солнца, работают уже миллиарды лет, однако отсчет по ним начался лишь несколько тысяч лет назад и, как мы теперь доподлинно знаем, велся нерегулярно, с провалами и сбоями.

Ученые разработали метод отсчета времени по годичным кольцам деревьев, но эта шкала времени простирается не очень далеко (до нескольких тысяч лет) и имеет ограниченное применение. Отложения ленточных глин, песка, солей также дают возможность отсчета времени. Все эти методы учеными изучались и использовались. Однако часы, основанные на этих процессах, оказались очень неточными.

Имеется еще ряд методов измерения больших промежутков времени. Целая группа таких методов основана на изучении смены различных форм жизни. На протяжении веков и тысячелетий одни виды растений и животных сменяли другие. Каждый из этих видов существовал более или менее продолжительное время. Многие виды существовали одновременно. Однако большинство из них, пережив период расцвета и широкого распространения, затем по разным причинам погибали и уступали место другим.

Изучив последовательность, в которой происходила смена одних видов другими, и хотя бы приблизительно определив продолжительность существования каждого из них, можно таким образом составить шкалу времени. Такие часы основаны на сопоставлении различных событий между собой и, следовательно, показывают относительное время . Они дают возможность уверенно определять последовательность разных явлений. Однако эти часы оказываются очень неточными при датировании отдельных событий, или, как часто говорят, определении возраста этих событий. Тем не менее и в настоящее время эти методы во многих случаях оказываются полезными и широко применяются.

В начале нашего века для отсчета больших промежутков времени были разработаны "радиоактивные часы". Именно они позволили определять возраст различных объектов исследования с приемлемой точностью, получать даты давно минувших событий и, в конечном счете, лучше разобраться в истории жизни на Земле, формировании самой Земли и даже развитии Солнца и звезд. Очень существенной особенностью радиоактивных часов является то, что с их помощью для археологических находок, горных пород и других объектов исследования определяется абсолютный возраст ; абсолютный в том смысле, что он находится по некоторым свойствам (радиоактивности) данного образца и непосредственно для данного образца, между тем как в методах относительной хронологии возраст данного образца определяется из сопоставления его с другими объектами, например остатками спор и пыльцы растений, раковинами различных типов и т. д.

"Радиоактивными часами" называют метод или, вернее, целую группу очень мощных методов, в которых явление радиоактивного распада ядер различных изотопов используется для определения больших промежутков времени. Проведенные исследования радиоактивных веществ показали, что скорость их распада не зависит от изменений окружающей температуры и давления по крайней мере в тех пределах, которые достижимы в земных лабораториях. Таким образом, процесс радиоактивного распада с успехом может быть использован для отсчета промежутков времени.

Интервал времени, в течение которого количество радиоактивного вещества уменьшается вдвое, называют периодом полураспада . Распад различных радиоактивных изотопов происходит с существенно различной скоростью, например: период полураспада висмута-212 равен 60,5 минутам, урана-238-4,5 миллиардам лет, а углерода-14-5568 годам. Таким образом, для измерения различных объектов и разных интервалов времени имейся достаточно широкий выбор подходящих изотопов. Тем не менее при использовании радиоактивных часов Для отсчета больших промежутков времени обнаружились специфические и серьезные трудности. Потребовалось много труда и научной выдумки для того, чтобы достигнуть той степени понимания используемых процессов, которая позволила эти трудности преодолеть.

Между тем принцип измерения больших промежутков времени с помощью радиоактивных часов очень прост. В некоторой мере он подобен принципу работы огненных часов, в которых соответствующим образом приготовленная палочка горит с постоянной и заранее известной скоростью. Зная начальную длину палочки, скорость ее сгорания и измерив длину несгоревшей ее части, можно без особого труда определить, сколько прошло времени от того момента, когда палочка была зажжена. Именно так и поступали в древности.

Рассмотрим работу радиоактивных часов, основанных на использовании радиоуглерода С 14 . При определении Промежутков времени радиоуглеродными часами начальное содержание в образце С 14 и скорость его распада считаются заранее известными, а измеряется количество углерода-14, оставшееся в образце к моменту измерений.

Скорость распада радиоуглерода ученые определили с помощью соответствующих лабораторных исследований специально приготовленных препаратов С 14 . Так как эта скорость не зависит от условий хранения препарата (температуры, давления и т. д.), то нет сомнений в том, что найденной ее величиной можно пользоваться при изучении любых образцов.

Однако между радиоуглеродными и огненными часами аналогия оказывается не полной в том отношении, что через равные интервалы времени длина горящей палочки огненных часов уменьшается на определенные отрезки, т. е. по закону арифметической прогрессии, а количество радиоактивного вещества через равные интервалы времени уменьшается в определенное число раз, т. е. по закону прогрессии геометрической. Если в начальный момент длина палочки огненных часов равнялась А, а скорость ее сгорания В, то через 1,2,3 часа ее длина будет равняться А - 1В, А - 2В, А - 3В и т. д. Если количество радиоактивного вещества в начальный момент равнялось А, то через равные и характерные для каждого радиоактивного изотопа интервалы времени оно будет равняться l / 2 A, 1 / 4 A, 1 / 8 A и т.д. Кривую, описывающую такое изменение величины, называют экспонентой . То, что количество имевшегося вначале радиоактивного вещества убывает с течением времени по экспоненте, никаких добавочных затруднений в отсчете времени не вызывает.

Труднее обстоит дело с определением начального содержания радиоуглерода в образцах. Как узнать начальное содержание радиоуглерода в материале, который никто специально не приготовлял и который тысячи или десятки тысяч лет пролежал в грунте, прежде чем ученый извлек его оттуда и назвал образцом?

Для ответа на этот вопрос потребовались разнообразные знания и многозвенная цепь остроумных и глубоких умозаключений. Перейдем к их рассмотрению.

Радиоуглеродный метод определения абсолютного возраста материалов органического происхождения был; предложен в 1946 г. В. Ф. Либби. Им же были разработаны физические основы этого метода. Известно, что в земной атмосфере и океанах, в наземных растениях и животных, в морских организмах, в общем, во всей биосфере Земли, имеется радиоактивный углерод С 14 . Правда, его относительно немного. Если из какого-нибудь органического материала, например, куска дерева, путем сжигания получить углерод, то в нем обнаруживается характерное для С 14 β-излучение. В качестве удобной количественной характеристики этого излучения вводят понятие об удельной активности, понимая под этим число распадов, происходящих за 1 мин в 1 г естественной смеси изотопов углерода. Для углерода, полученного из 1 только что срубленного дерева, удельная активность равна всего лишь 14 распадов на грамм в минуту. Между тем в 1 г углерода содержится около 5*10 22 атомов.

Естественный углерод представляет собой смесь не скольких изотопов, в том числе двух стабильных: С 12 (98,9%) и С 13 (1,1%), а также очень малого, равного лишь 1,07*10 -10 %, количества радиоуглерода С 14 . Однако предположение о том, что этот радиоуглерод является остатком того, который был на Земле в период ее образования, т. е. 4,5 миллиарда лет назад, совершенно невероятно. Ведь период полураспада С 14 равен всего лишь 5568 годам. Если бы 4,5 миллиарда лет назад вся Земля целиком состояла из радиоуглерода, то и в этом случае к нашему времени его осталось бы в миллиарды миллиардов раз меньше, чем обнаруживается сейчас.

Почему же на Земле радиоуглерод не исчез, не вымер и обнаруживается ныне? Очевидно, лишь потому, что есть какой-то механизм, который его все время порождает.

Этот механизм ныне известен и заключается в следующем. На Землю непрерывным потоком приходят космические лучи. В их составе есть тяжелые незаряженные частицы: нейтроны. При прохождении через земную атмосферу нейтроны космических лучей взаимодействуют с ядрами атмосферного азота. При этом происходит следующая ядерная реакция (рис. 49): нейтрон, сталкиваясь с ядром азота, образует с ним промежуточную неустойчивую систему, которая спустя очень короткое время выбрасывает протон и превращается в ядро радиоактивного углерода-14.

Вслед за перестройкой ядра довольно быстро происходит перестройка электронной оболочки и получается атом углерода, в химическом отношении идентичный любым другим углеродным атомам. Вступая в соединение с атомами кислорода, он окисляется до углекислого газа. Наряду с обычным углекислым газом воздуха он поглощается растениями, входит в состав углекислых солей, растворенных в океанах, и т. д. Таким образом, порожденный нейтронами космических лучей углерод-14 включается в биохимический круговорот жизни Земли.

Будучи радиоактивным, ядро атома углерода-14 через некоторое время распадается. При этом испускаются бета-частица (электрон) и антинейтрино, а ядро углерода-14 превращается в ядро стабильного азота-14.

Между тем всякий живой организм находится в состоянии непрерывного обмена с окружающей средой, поглощая одни вещества и выделяя другие. Поэтому представляется естественным предположение о том, что в живом организме удельная активность углерода должна быть такой же, как и в окружающей среде. Это заключение логично, но не бесспорно. К тому же оно представляет лишь одно звено довольно длинной цепи умозаключений, необходимых для отыскания начального содержания радиоуглерода в образцах.

Переберем же все эти звенья одно за другим: космические лучи вблизи от поверхности Земли содержат нейтроны. Эти нейтроны, взаимодействуя с азотом земной атмосферы, порождают радиоуглерод. Образовавшийся радиоуглерод окисляется до углекислоты, смешивается с обычной углекислотой атмосферы и таким образом включается в биохимический круговорот Земли. Все организмы в процессе обмена поглощают углекислоту и таким образом получают радиоуглерод.

Если в течение десятков тысяч лет интенсивность космического излучения, падающего на Землю, и соответственно плотность потока нейтронов вблизи от Земли, не изменялись;

если радиоуглерод, порожденный в земной атмосфере нейтронами космических лучей, разбавлялся в ней стабильным углеродом всегда в одинаковой мере;

если в земной атмосфере не было и нет иных нерегулярных источников радиоактивного и стабильного углерода;

если удельная активность углерода атмосферы не зависит от широты и долготы местности и высоты ее над уровнем моря;

если действительно относительное содержание радиоуглерода в живых организмах такое же, как и в атмосфере;

если все это так, то для определения начального содержания радиоуглерода в данном образце органического происхождения достаточно измерить его содержание в любой пробе нулевого возраста и органического происхождения, например, в только что срубленном дереве.

Эта величина измерена и хорошо известна. Она такова, что дает 14 радиоактивных распадов в минуту на 1 г естественной смеси всех изотопов углерода.

После отмирания организма его углеродный обмен с внешней средой прекращается. Таким образом, моментом начала отсчета радиоуглеродных часов является смерть организма . Десятки тысяч лет назад какое-то дерево было повалено лавиной или ледником, какое-то животное погибло в бою или от землетрясения, и с этого момента в них содержание стабильного углерода не изменялось, а количество радиоуглерода непрерывно убывало с вполне определенной скоростью, так что через 5568 лет его осталось лишь 1 / 2 от первоначального, через 11 136 лет - лишь 1 / 4 и т.д.

Насколько все эти допущения правомочны? Ведь если хотя бы одно из них неверно, то разваливается вся Цепь заключений, а определяемый радиоуглеродный возраст оказывается иллюзорным.

Для суждения о правильности всех этих предположений Либби и другими авторами была проведена широкая экспериментальная проверка метода на различных образцах известного возраста. При этом оказалось, что в пределах погрешности измерений результат определений абсолютного возраста образцов не зависит от геомагнитной широты пунктов взятия проб и от высоты этих пунктов над уровнем моря. Это свидетельствует о достаточно быстром усреднении, происходящем вследствие перемешивания атмосферы.

Кроме того, оказалось, что если принять во внимание некоторые различия начальной удельной активности углерода в наземных и морских организмах, то результаты радиоуглеродного датирования не зависят также и от типа образцов.

Однако решающей проверкой правильности радиоуглеродных часов должно было быть сравнение их показаний с возрастом достаточно древних образцов, надежно определенным другим способом. Понятно, что осуществить такую проверку было совсем непросто, так как для этого нужно было располагать предметами органического происхождения, возраст которых был бы заранее достаточно точно известен и составлял бы многие тысячелетия.

Для контрольных измерений удалось отыскать семь различных образцов дерева:

1) Кусок ели, возраст которой был установлен по годичным кольцам ее ствола и таким образом датирован 580 г. нашей эры.

2) Кусок дерева от окаменелого гроба (Египет), который по историческим данным был датирован 200±150 г. до н.э. Таким образом, в 1949 г., т.е. тогда, когда производились указанные исследования, возраст этого образца составлял 2149±150 лет (знаки ± и цифра 150 указывают на точность определения возраста и показывают, что в данном случае он был известен приблизительно в пределах от 2000 до 2300 лет).

3) Кусок дерева от пола дворца в северо-западной Сирии, который по историческим данным был датирован 675±50 г. до н.э.

4) Внутренняя часть дерева секвой, годичные кольца которой соответствовали интервалу времени от 1031 до 928 г. до н.э. В 1949 г. это соответствовало среднему, возрасту, равному 2928±52 года.

5) Кусок доски от похоронного судна египетского царя Сезостриса. Этот образец по историческим данным был датирован 1800 г. до н.э.

6) Кусок доски из акации с гробницы Джосера в Саккаре, который по историческим данным был датирован 2700±75 г. до н. э. Таким образом, возраст этого образца составлял около 4650 лет,

7) Кусок кипарисовой доски из гробницы Снофру в Мейдуме, который по историческим данным был датирован 2625±75 г. до н. э. Таким образом, возраст этого образца равнялся около 4600 лет.

Проделанные радиоуглеродные измерения возраста этих образцов, как это видно из рис. 50, дали довольно хорошее совпадение расчетов с экспериментами и таким образом подтвердили догадку и расчет пытливого ума ученых.

На основании указанных результатов В. Ф. Либби сделал вывод о справедливости следующих предпосылок, положенных им в основу радиоуглеродного метода:

1. Интенсивность космического излучения вблизи Земли, интенсивность потока нейтронов и соответственно удельная активность углерода в земной атмосфере по крайней мере в течение последних нескольких десятков тысяч лет постоянны.

Напомним, что удельной активностью углерода называют число радиоактивных распадов радиоуглерода, происходящих в 1 г углерода образца в 1 минуту.

2. Удельная активность углерода в живом организме данного типа одинакова и постоянна и, таким образом, является "мировой" постоянной биологического вещества.

3. После отмирания организма изменение в нем удельной активности углерода происходит по экспоненциальному закону, т. е. в соответствии с законом геометрической прогрессии.

Таким образом, казалось очевидным, что метод открывает возможность однозначного определения абсолютного возраста образцов органического происхождения. После этого многие исследователи стали широко и успешно применять радиоуглеродные часы для определения абсолютного возраста самых различных образцов.

Уточнение радиоуглеродного метода

Идея радиоуглеродного метода простая, но не бесспорная. Между тем в последующие годы, наряду с дальнейшими успехами метода, время от времени стали обнаруживаться и отдельные резкие отличия радиоуглеродных дат от тех, которые ожидались археологами и геологами в соответствии с их представлениями по тому или другому вопросу. При этом в части случаев радиоуглеродные даты в конце концов подтверждались, и археологам и геологам приходилось менять свои представления. Однако в другой части случаев неточными оказывались радиоуглеродные даты.

В то же время техника радиоуглеродных измерений и соответственно их точность были уже значительно улучшены, и ученые воспользовались этим для того, чтобы разобраться в тонкостях радиоуглеродного метода. При этом выяснилось, что ни одно из основных положений, сформулированных Либби, не выполняется точно и все они нуждаются в дополнительном анализе. В то же время оказалось, что удается сделать так, чтобы показания радиоуглеродных часов были достаточно точными и достоверными.

Для того чтобы в этом разобраться (а это интересно и даже поучительно), лучше всего, следуя истории развития этого метода, подвергнуть в нем сомнению каждый пункт. Действительно ли тысячи и десятки тысяч лет назад концентрация радиоуглерода в земной атмосфере была такой же, как и сейчас? Ведь если это не так, то отсчет времени становится неопределенным. Неопределенным в такой же мере, как если бы неизвестной была начальная длина палочки огненных часов.

Эти сомнения не напрасны. В 1958 г. де-Фриз, а затем Стайвер, Зюсс и др. показали, что удельная активность углерода в земной атмосфере уменьшается с увеличением активности Солнца. Этот эффект объясняется тем, что солнечные магнитные поля модулируют поток космических лучей, падающих на Землю. Такие исследования были доведены до нескольких тысяч лет назад, я при этом оказалось, что вариации удельной активности углерода не превышают 1-2% (рис. 51, кривая 1), что соответствует искажению абсолютного возраста, отсчитываемого с помощью радиоуглеродных часов, на 80-160 лет.

Однако не исключена возможность того, что в более отдаленном прошлом изменения удельной активности углерода в атмосфере Земли были более значительными, например, вследствие больших изменений климата Земли. Изучение этого вопроса представляет большой интерес.

Добавочным источником радиоуглерода в биосфере Земли является испытание ядерного и в особенности термоядерного оружия. Загрязнение атмосферы радиоактивным углеродом, произошедшее в результате ядерных испытаний над поверхностью Земли, имеет глобальный характер. Величина этого эффекта достигла значительной величины в сравнении со средней удельной активностью углерода за предшествующий период времени. Однако в настоящее время, в связи с запрещением ядерных испытаний в воздухе, величина ядерного эффекта имеет тенденцию к уменьшению. Так как эффект ядерных испытаний начал действовать лишь около 30 лет назад, то для датирования образцов старше этого возраста он не имеет значения (рис. 51, кривая 2).

Еще одной причиной нарушения постоянства концентрации радиоуглерода в биосфере Земли является разбавление природной смеси углерода стабильными изотопами. Такое разбавление обязано промышленным выбросам углекислоты в атмосферу. Вследствие перемешивания атмосферы эффект, в общем, имеет глобальный характер. Путем исследования древесных колец известного возраста Зюсс показал, что этот эффект начал действовать около 140 лет назад (рис. 51, кривая 3).

Таким образом, изменения удельной активности углерода в прошлом действительно имели место. Величина этих изменений в некотором интервале времени уже известна. Поэтому тогда, когда это возможно и нужно, в результаты измерений вводят соответствующую поправку и получают уточненное значение абсолютного возраста отобранных проб.

Теперь обсудим второе основное положение Либби. Действительно ли удельная активность углерода в живых организмах данного типа одинакова? Строго говоря, это не так. Килинг показал, что условия жизни данного организма в некоторой, хотя и небольшой мере влияют на концентрацию в нем радиоуглерода. Проистекающие из этого эффекта искажения в определении абсолютного возраста могут достигать нескольких сот лет.

Однако вскоре был найден выход и из этой трудности. Исследования показали, что когда у двух одновозрастных деревьев различается концентрация радиоуглерода (которую оценивают по отношению С 14 /С 12), то отношение стабильных изотопов С 13 /С 12 тоже оказывается измененным. Причем сдвиг отношения С 14 /С 12 всегда в два раза больше, чем сдвиг отношения С 13 /С 12 . Таким образом, независимое измерение отношения стабильных изотопов данного образца позволяет выяснить, есть ли изотопный сдвиг и какой он величины. Обычно он невелик и им можно пренебречь. Однако тогда, когда это нужно, вводят соответствующую поправку и получают уточненное значение абсолютного возраста.

Таким образом, удалось справиться с рядом трудностей, существенных в основном при датировании молодых образцов. Между тем при датировании очень древних образцов обнаружились трудности совсем особые. Анализ этих трудностей, позволивший очертить границы радиоуглеродного метода, или, если угодно, узнать, каким тысячелетием заканчивается "циферблат" радиоуглеродных часов, описан далее.

Границы радиоуглеродного метода

Вопрос о границах, в которых возможно и правомочно применение того или иного метода, всегда интересен и важен, Ведь очень часто самое существенное и новое лежит вблизи от них или даже за ними. Естественно, что у o ученых возникает желание раздвинуть эти границы. Так, например, геологам, пользующимся радиоуглеродным методом, очень нужно уметь датировать всё более древние образцы, так как это дает столь важную для них возможность проникнуть еще глубже в прошлое Земли.

Для физиков, ведущих дальнейшие разработки радиоуглеродного метода, вопрос о его границах не менее важен. Им нужно знать: достигнуты ли уже эти границы или еще нет? Является ли увеличение верхней возрастной границы радиоуглеродного метода вопросом только техническим, аппаратурным, или верхний возрастной предел радиоуглеродных часов ограничен особенностями самого метода?

Вопрос о нижней возрастной границе радиоуглеродного метода, по крайней мере в принципиальном отношении, решается просто и однозначно. Нижней границей является нулевой возраст. При современном техническом уровне радиоуглеродных измерений датировать образцы, имеющие небольшой возраст, можно с точностью до 50-30 лет. Таким образом, "циферблат" радиоуглеродных часов начинается от немного размазанного нуля.

То, что нуль радиоуглеродных часов несколько размазан, объясняется наличием погрешности измерений. Любой результат, полученный экспериментально, имеет некоторую погрешность, и радиоуглеродные даты в этом отношении не составляют исключения. Поэтому типичная запись отсчета радиоуглеродных часов содержит ту или иную дату и погрешность ее определения, например: Т =10 000 ± 70 лет. Такая запись означает, что истинное значение возраста образца с достаточно большой вероятностью лежит в пределах от 9030 до 1070 лет.

Можно ли снизить погрешность радиоуглеродных измерений? Да, но при этом нужно иметь в виду следующее: при радиоуглеродном датировании приходится исследовать образцы, обладающие очень малой радиоактивностью. Между тем измерительное устройство чувствительно и к другим излучениям, например к космическим лучам и радиоактивному излучению окружающих предметов. Величина этого постороннего, фонового излучения примерно такая же, как и измеряемого. Между тем уровень фона зависит от ряда причин и может несколько меняться. Поэтому для снижения погрешности измерений необходимо по возможности увеличить чувствительность прибора к измеряемому излучению и, наоборот, насколько это возможно, снизить его чувствительность к постороннему, фоновому излучению.

Для того чтобы уменьшить величину фона, приемник излучения (т. е. счетчик) окружают массивной защитой" устроенной из нескольких тонн свинца и 80-100 кг ртути. Это снижает фон в 6-8 раз. Кроме того, с помощью специальной электронной схемы сигналы, воспринимаемые прибором, сортируют, отбирая и сосчитывая лишь те, которые имеют определенную характерную для радиоуглерода энергию. Наконец, производят временной отбор сигналов. Для этого вблизи от измеряемого образца ставят уже не один, а два счетчика, воспринимающих излучение. Затем сшомощью специальной электронной схемы сосчитывают лишь те сигналы, которые появляются в обоих счетчиках одновременно. Помехи и шумы возникают нерегулярно и притом то в одном приемнике, то в другом, а сигналы от измеряемого образца возбуждают оба приемника одновременно. Поэтому такая схема позволяет почти без потерь сосчитать нужные сигналы и отсеять значительную часть ненужных. Все эти мероприятия позволяют снизить фон приблизительно в 20 раз.

Увеличение количества исследуемого вещества и увеличение длительности измерений также приводит к снижению погрешности результата измерений. При этом соответственно возрастают затраты труда и времени как на подготовку образцов, так и на их измерение. Однако, если это диктуется характером решаемой задачи, то на это приходится идти, так как таким образом можно снизить погрешность датирования молодых образцов вплоть до 20-10 лет.

Чем определяется верхняя возрастная граница радиоуглеродного метода? Каким тысячелетием кончается циферблат радиоуглеродных часов? Оказывается, что ответы на эти вопросы совсем не тривиальные; более того, по существу имеются две верхние возрастные границы.

Рассмотрим, почему это происходит. Если после отмирания дерево пролежит в земле около 50 000 лет, то содержание в нем радиоуглерода снижается в сотни раз. В таком образце остаточная активность радиоуглерода оказывается намного меньше фона. При этом даже тогда, когда длительность измерений доведена до нескольких суток, погрешность результата все же составляет не сколько тысяч, лет. Для более древних образцов погрешность оказывается еще больше и из-за малой точности измерения теряют смысл. Этим и определяется техническая верхняя возрастная граница радиоуглеродного метода.

Технической границей она нами названа потому, что в конечном счете ее величина определяется уровнем техники измерений. В настоящее время в большинстве радиоуглеродных лабораторий она составляет 40-50 тысяч лет. Техническую верхнюю возрастную границу можно отодвинуть увеличением количества измеряемого образца, 1 затягиванием длительности измерений или изотопным обогащением (например, путем термодиффузии). Все эти пути учеными уже испробованы и оказались пригодными, но очень трудоемкими. Используя их, удалось датировать отдельные древние образцы вплоть до 70000 лет.

При решении некоторых важных научных проблем трудности и длительность работы отступают на второй план и существенной считается лишь принципиальная возможность решения задачи. Поэтому так важно ответить на вопрос о том, до какого предела можно поднять верхнюю возрастную границу радиоуглеродного метода.

Обычно при определении абсолютного возраста радиоуглеродным методом учитывают лишь тот С 14 , который попал в организм из внешней среды, и, следуя Либби, считают, что после отмирания организма в нем имеет место лишь распад этого радиоуглерода. Ф. С. Завельский принял во внимание, что организмы (растения, животные) и сами содержат азот, а в сфере их обитания, т. е. у поверхности Земли, есть нейтроны. Отсюда следует, что внутри организмов при их жизни и после отмирания тоже образуется радиоуглерод.

Назовем С 14 , поглощенный организмом при его жизни из атмосферы, внешним радиоуглеродом, а тот С 14 , который образуется в самом организме как при его жизни, так и после отмирания, - собственным радиоуглеродом.

Полагая, что уменьшение количества внешнего радиоуглерода в образце происходит по экспоненциальному закону (рис. 52, пунктирная кривая J вн) и наряду с этим имеет место накопление в нем собственного радиоуглерода (рис. 62, J соб) мы неизбежно приходим к тому, что их сумма с течением времени изменяется по закону, отличному от экспоненциального (рис, 52, J эксп). Отсюда ясно, что третье положение, сформулированное Либби, о том, чтов образцах уменьшение удельной активности углерода происходит по экспоненциальному закону, т.е. в геометрической прогрессии, не может считаться точным.

собственная" активность, J эксп - экспериментальная, т.е. измеряемая на опыте активность углерода">
Рис. 62. Изменение активности углерода в образце с течением времени. J вн -активность углерода, полученного из внешней среды, J соб - "собственная" активность, J эксп - экспериментальная, т.е. измеряемая на опыте активность углерода

Между тем при определении абсолютного возраста измеряется именно это - суммарное или экспериментальное- значение удельной активности углерода образца. Легко понять, что если при этом не учитывается накопление собственного радиоуглерода, то найденное значение абсолютного возраста оказывается фиктивным.

Сколь велика совершаемая при этом ошибка? Она столь большая, что этот эффект нужно всегда учитывать, или столь малая, что им в любом случае можно пренебречь? Произведя соответствующие расчеты, Ф. С. Завельский показал, что абсолютный возраст образцов, определенный радиоуглеродным методом без учета образования в нем собственного радиоуглерода, действительно отличается от истинного. Однако для образцов, возраст которых меньше 50 000 и даже 70 000 лет, это различие столь малое, что им можно пренебречь. Это заключение наглядно демонстрирует рис. 52, на котором видно, что тогда, когда возраст образца составляет 70 000 лет, остаточная активность внешнего радиоуглерода (J вн) в 20 с лишним раз больше активности собственного радиоуглерода (J соб). Даже тогда, когда возраст образца равен 80 000 лет, J вн в 5-6 раз больше, чем J соб. Соответственно для образцов, возраст которых составляет около 80 000 лет, поправка на собственный радиоуглерод имеет величину около 1500 лет, или 2%. Для образцов, возраст, которых больше 90 000 лет, величина поправки на собственный радиоуглерод резко возрастает и достигает сначала десятков, а потом и сотен процентов * .

* (Завельский Ф. С., Еще одно уточнение радиоуглеродного метода, Доклады АН СССР, серия геол., т. 180, № 5, 1968. )

Теперь можно ответить на поставленные ранее вопросы. Разрабатывая в сороковые годы нашего века физические основы радиоуглеродного метода, Либби располагал измерительными приборами, которые позволяли определять абсолютный возраст образцов примерно до 20-30 тысяч лет. Имея дело с образцами не старше этого возраста, он был вполне прав, утверждая, что в них уменьшение удельной активности углерода с течением времени происходит по экспоненциальному закону.

И. Арнольд в 1954 г. уже упоминает о возможности образования радиоуглерода в самом образце, а Е. Олсон в 1963 г. оценивает влияние этого эффекта на отсчет радиоуглеродных часов и приходит к заключению о том, что в количественном отношении он несуществен. Учитывая уровень измерительной техники тех лет, такое заключение можно посчитать более или менее правильным.

Между тем в настоящее время техническая верхняя возрастная граница радиоуглеродного метода уже поднята до 50-70 тысяч лет и ставится вопрос о ее дальнейшем повышении. Из изложенного видно, что при датировании образцов, возраст которых больше 80-90 тысяч лет, кроме усовершенствования измерительной техники требуется также введение поправки на собственный радиоуглерод.

Для того чтобы узнать величину этой поправки, нужно определить содержание азота в образце и интенсивность нейтронного излучения грунта, в котором в течение десятков тысяч лет лежал образец. Однако в течение столь длительного хранения образца уровень нейтронного излучения грунта мог меняться. Понятно, что вследствие этого величина поправки определяется очень не точно. Поэтому когда в образце остаточная активность внешнего радиоуглерода становится меньше активности собственного радиоуглерода, то абсолютный возраст, определенный радиоуглеродным методом, становится неопределенным. Это обстоятельство кладет уже не технический, а принципиальный верхний возрастной предел увеличению отсчета тысячелетий радиоуглеродными часами.

Величина этого принципиального верхнего возрастного предела радиоуглеродного метода зависит от содержания азота в образце и от уровня нейтронного излучения грунта. Таким образом, для разных образцов она несколько различна. В среднем эта граница лежит около 100-120 тысяч лет.

Некоторые применения радиоуглеродных часов

Большое количество определений абсолютного возраста радиоуглеродным методом было проделано для образцов, взятых с торфяников. Их возраст ставился в соответствие с хронологией, основанной на исследовании пыльцы и спор древних растений. В общем, было получено достаточно полное соответствие между определением возраста по радиоактивному углероду и пыльцевому методу.

Остатки угля дали возможность с помощью радиоуглеродного метода датировать культурный слой пещеры Ласко (Франция), стены которой были покрыты доисторической живописью. Возраст этого слоя был определен в 15 500 ± 900 лет. Таким образом археологам были даны важные опорные даты.

Исследованию радиоуглеродным методом подверглись остатки древесного угля, найденные в доисторической стоянке человека, раковины, употреблявшиеся в качестве украшений доисторическими людьми, содержание желудка древнего животного и т. п.

Радиоуглеродным методом были исследованы образцы, взятые при раскопке отбросов, накопившихся против Храма Солнца в Перу. Возраст этих отбросов (раковин, веревок, цыновок, остатков животных) на разной глубине оказался различным - от нескольких сотен до десятков тысяч лет. Соответствующая датировка оказалась весьма важной при археологических исследованиях.

В Палестине около Мертвого моря были найдены свитки библии (книга Исайи). Радиоуглеродный анализ верхней обвертки свитка показал возраст 1917±200 лет.

Советские исследователи нашли на Таймыре довольно хорошо сохранившийся во льду труп мамонта. Для исследования его возраста радиоуглеродным методом были взяты сухожилия животного. В результате измерений относительного содержания радиоуглерода выяснилось, что мамонт пролежал во льдах Таймыра около 12 тысяч лет.

Десять с лишним лет назад антропологи были изрядно смущены находкой остатков пильтдаунского человека. Найденные череп и челюсть имели ряд признаков, взры-I вающих установившиеся представления об эволюции человека. Когда же с помощью радиоуглеродного метода определили абсолютный возраст этих находок и он оказался равным всего лишь около 500 лет, то стало ясно, что имела место мистификация или, если угодно, шутка.

В Северном Ираке была открыта Шанидарская пещера, в которой люди обитали в течение примерно 100 000 лет. Раскопки этой пещеры описаны Ральфом Солецким.

Вскрывая в этой пещере слой за слоем, ученые анализировали найденные предметы и определяли абсолютный возраст находок. В верхнем слое были обнаружены остатки общественных очагов, каменные ступки, остатки домашних животных. Этот слой охватывает время от современного до некоторой эпохи каменного века, а по радиоуглеродным часам оказалось, что его нижняя часть отстоит от нас на 7000 лет.

Во втором слое были найдены хорошо отточенные наконечники копий, костяные шила для шитья, куски графита с выгравированными на них рисунками, кучи раковин улиток. Возраст низа этого слоя был по радиоуглероду определен в 12 000 лет. Это средний каменный век. Находки позволили установить, как человек того времени жил, охотился, что ел и каким было его искусство.

Третий слой, тоже датированный радиоуглеродными часами, во времени занимал промежуток от 29 до 34 тысяч лет. Это древний каменный век. В этом слое были найдены различные кремневые орудия.

В самом нижнем, четвертом слое пещеры, простирающемся на глубину от 5 до 14 м, вплоть до коренных пород, ученые нашли останки давно вымершего неандертальского человека и его примитивные орудия. Радиоуглеродным методом возраст низа этого слоя не определялся. По ряду соображений ученые посчитали, что он составляет около 100 000 лет.

Эти примеры (а число их можно было бы значительно увеличить) показывают, где и как работают радиоуглеродные часы и сколь интересно и важно поднять их верхнюю возрастную границу.

В настоящее время радиоуглеродный метод определения абсолютного возраста уже широко применяется в различных археологических и геологических исследованиях и при построении соответствующих шкал времени является опорным.

Самый короткий промежуток времени, имеющий физический смысл, - так называемое планковское время. Это время, за которое фотон, перемещающийся со скоростью света, преодолеет планковскую длину. Планковская длина выражается, в свою очередь, через формулу, в которой связаны между собой фундаментальные физические константы - скорость света, гравитационная постоянная и постоянная Планка. В квантовой физике считается, что на расстояниях меньше планковской длины не может быть применено представление о непрерывном пространстве-времени. Протяженность Планковского времени составляет 5,391 16 (13)·10–44 с.

Торговцы Гринвичем

Джон Генри Бельвиль, сотрудник знаменитой Гринвичской обсерватории в Лондоне, додумался еще в 1836 году продавать время. Суть бизнеса заключалась в том, что мистер Бельвиль ежедневно сверял свои часы с точнейшими часами обсерватории, а потом разъезжал по клиентам и позволял им за деньги выставить точное время на своих часах. Сервис оказался настолько востребованным, что был унаследован дочерью Джона - Рут Бельвиль, которая оказывала услугу до 1940 года, то есть уже 14 лет спустя после того, как по радио Би-би-си впервые передали сигналы точного времени.

Без стрельбы

Современные системы хронометрирования бега на спринтерские дистанции далеко ушли от тех времен, когда судья стрелял из пистолета, а секундомер запускался вручную. Поскольку сейчас в результате учитываются доли секунды, которые намного короче времени человеческой реакции, всем рулит электроника. Пистолет - это больше не пистолет, а светошумовое устройство без всякой пиротехники, передающее точное время старта на компьютер. Чтобы из-за скорости распространения звука один бегун не услышал стартовый сигнал раньше другого, «выстрел» транслируется на динамики, установленные рядом с бегунами. Фальстарт также определяется электронным способом, с помощью датчиков, встроенных в стартовые колодки каждого бегуна. Время финиша регистрируется лазерным лучом и фотоэлементом, а также с помощью сверхскоростной камеры, снимающей буквально каждое мгновение.

Секунда за миллиарды

Самыми точными в мире считаются атомные часы из JILA (Joint Institute for Laboratory Astrophysics) - исследовательского центра, базирующегося в Университете Колорадо, город Боулдер. Этот центр - совместный проект Университета и Национального института стандартов и технологий США. В часах охлажденные до сверхнизких температур атомы стронция помещены в так называемые оптические ловушки. Лазер заставляет атомы колебаться со скоростью 430 трлн колебаний в секунду. В результате за 5 млрд лет прибор накопит погрешность лишь в 1 секунду.

Атомная прочность

Все знают, что самые точные часы - атомные. Система GPS использует время атомных часов. И если наручные часы подстраивать по сигналу GPS , они станут суперточными. Такая возможность уже существует. Часы Astron GPS Solar Dual-Time, произведенные компанией Seiko, имеют на борту чипсет GPS , что дает им возможность сверяться со спутниковым сигналом и показывать исключительно точное время в любой точке мира. Причем никаких специальных источников энергии для этого не требуется: Astron GPS Solar Dual-Time питается только энергией света через панели, встроенные в циферблат.

Не разгневать Юпитера

Известно, что на большинстве часов, где на циферблате используются римские цифры, четвертый час обозначен символом IIII вместо IV. Судя по всему, за этой «подменой» стоит долгая традиция, ибо точного ответа на вопрос, кто и зачем придумал неправильную четверку, не существует. Зато есть разные легенды, например о том, что поскольку римские цифры - это те же латинские буквы, то число IV оказывалось первым слогом имени очень почитаемого бога Юпитера (IVPPITER). Появление этого слога на циферблате солнечных часов римляне якобы считали кощунством. Оттуда все и пошло. Те, кто не верит легендам, предполагают, что дело в дизайне. С заменой IV на IIII в. первой трети циферблата используется только цифра I, во второй только I и V, а в третьей только I и Х. Так циферблат выглядит аккуратнее и упорядоченнее.

Сутки при динозаврах

Кому-то в сутках не хватает 24 часов, а у динозавров и того не было. В давние геологические времена Земля вращалась гораздо быстрее. Считается, что в период образования Луны сутки на Земле длились два-три часа, а Луна, которая была намного ближе, облетала нашу планету за пять часов. Но постепенно лунная гравитация тормозила вращение Земли (за счет создания приливных волн, которые образуются не только в воде, но и в коре, и в мантии), при этом орбитальный момент Луны увеличивался, спутник ускорялся, переходил на более высокую орбиту, где его скорость падала. Этот процесс продолжается и поныне, и за век сутки увеличиваются на 1/500 с. 100 млн лет назад, в разгар эпохи динозавров, продолжительность суток составляла примерно 23 часа.

Бездны времени

Календари в различных древних цивилизациях разрабатывались не только ради практических нужд, но и в тесной связи с религиозно-мифологическими воззрениями. Из-за этого в календарных системах прошлого фигурировали единицы времени, намного превышавшие продолжительность жизни человека и даже срок существования самих этих цивилизаций. Например, в календаре майя фигурировали такие единицы времени, как «бактун», составлявший 409 лет, а также эпохи из 13 бактунов (5125 лет). Дальше всех пошли древние индусы - в их священных текстах фигурирует период вселенской деятельности Маха Манвантара, составляющий 311,04 трлн лет. Для сравнения: срок существования Вселенной по данным современной науки - примерно 13,8 млрд лет.

У всех своя полночь

Унифицированные системы исчисления времени, системы часовых поясов появились уже в индустриальную эпоху, а в прежнем мире, особенно в аграрной его части, счет времени был организован по-своему в каждом населенном пункте с опорой на наблюдаемые астрономические явления. Следы этой архаики можно наблюдать и сегодня на горе Афон, в греческой монашеской республике. Здесь тоже используются часы, однако полночью считается момент заката, и часы каждый день выставляются по этому моменту. С учетом того, что некоторые монастыри расположены выше в горах, а другие ниже, и Солнце для них скрывается за горизонтом в разное время, то и полночь для них наступает не одномоментно.

Живи дольше - живи глубже

Сила гравитации замедляет течение времени. В глубокой шахте, где сила притяжения Земли сильнее, время идет медленнее, чем на поверхности. А на вершине горы Эверест - быстрее. Эффект гравитационного замедления был предсказан Альбертом Эйнштейном в 1907 году в рамках общей теории относительности. Ждать экспериментального подтверждения эффекта пришлось более полувека, пока не появилась аппаратура, способная фиксировать сверхмалые изменения в течении времени. В наши дни самые точные атомные часы фиксируют эффект гравитационного замедления при изменении высоты на несколько десятков сантиметров.

Время - стоп!

Давно замечен такой эффект: если человеческий взгляд случайно падает на циферблат часов, то секундная стрелка будто бы на какое-то время замирает на месте, а ее последующий «тик» кажется более длительным, чем все остальные. Этот феномен носит название хроностазиса (то есть «времястояния») и, видимо, восходит к тем временам, когда нашему дикому предку жизненно необходимо было среагировать на любое обнаруженное движение. Когда взгляд падает на стрелку и мы обнаруживаем движение, мозг делает для нас стоп-кадр, а потом быстро приводит ощущение времени к обычному.

Прыжки во времени

Мы, жители России, привыкли, что время во всех наших многочисленных часовых поясах отличается на целое количество часов. Но за пределами нашей страны можно встретить часовые зоны, где время отличается от Гринвича на целое количество плюс полчаса или даже 45 минут. Например, время в Индии отличается от GMT на 5,5 ч, что в свое время породило шутку: если ты в Лондоне и хочешь узнать время в Дели - переверни часы. Если из Индии переехать в Непал (GMT?+?5,45), то часы придется перевести на 15 минут назад, а если в Китай (GMT?+?8), который тут же, по соседству, то сразу на 3,5 часа назад!

Часы для любых испытаний

Швейцарская компания Victorinox Swiss Army создала часы, способные не только показывать время и переносить жесточайшие испытания (от падения с высоты 10 м на бетон до переезда по ним восьмитонного экскаватора), но и в случае необходимости спасти жизнь своего обладателя. Они называются I.N.O. X. Naimakka. Браслет сплетен из особой парашютной стропы, используемой для сброса тяжелой военной техники, и в сложной ситуации обладатель может распустить браслет и использовать стропу множеством способов: чтобы поставить палатку, сплести сеть или силки, зашнуровать ботинки, наложить шину на поврежденную конечность и даже добыть огонь!

Часы с ароматом

Гномон, клепсидра, песочные часы - все эти названия старинных приборов для счета времени нам хорошо знакомы. Менее известны так называемые огневые часы, в простейшем виде представляющие собой градуированную свечу. Свеча прогорела на одно деление - прошел, допустим, час. Гораздо изобретательнее в этом отношении были люди Дальнего Востока. В Японии и Китае существовали так называемые часы с благовониями. В них вместо свечей тлели палочки с благовониями, причем каждому часу мог соответствовать собственный аромат. К палочкам иногда привязывали нити, на конце которых крепился грузик. В нужный момент нить перегорала, грузик падал на звучащую пластину и раздавался бой часов.

К Америке и обратно

Международная линия смены дат проходит в Тихом океане, однако и там, на множестве островов, живут люди, жизнь которых «между датами» порой приводит к курьезам. В 1892 году американские торговцы убедили короля островного королевства Самоа перейти «из Азии в Америку», переместившись к востоку от линии смены дат, для чего островитянам пришлось дважды пережить один день - 4 июля. Более века спустя самоанцы решили все вернуть обратно, так что в 2011 году пятницу, 30 декабря, отменили. «Жители Австралии и Новой Зеландии не будут нам больше звонить во время воскресной службы, думая, что у нас понедельник», - заявил по этому поводу премьер-министр страны.

Иллюзия момента

Мы привыкли делить время на прошлое, настоящее и будущее, но в известном (физическом) смысле настоящее время - это некоторая условность. Что происходит в настоящем? Мы видим звездное небо, но свет от каждого светящегося объекта летит до нас разное время - от нескольких световых лет до миллионов лет (туманность Андромеды). Солнце мы видим таким, каким оно было восемь минут назад.
Но даже если речь идет о наших ощущениях от ближайших объектов - например, от лампочки в люстре или теплой печки, которой касаемся рукой, - необходимо учитывать время, которое проходит, пока свет летит от лампочки к сетчатке глаза или информация об ощущениях движется от нервных окончаний к мозгу. Все, что мы ощущаем в настоящем, - это «сборная солянка» явлений прошлого, далекого и близкого.

Александр Таранов 03.12.2015

Понравился пост?
Поддержи Фактрум, нажми: