เวลาเราหลายคนคงอธิบายไม่ได้ และถึงแม้จะอธิบายไม่ได้ แต่เราก็รู้ว่าเวลา
มีการเปลี่ยนแปลงโดยสังเกตดูการหมุนของโลกจากกลางคืนสู่กลางวันและกลับ ที่กลางคืนอีก ซึ่งเราเรียกเวลาที่โลกหมุนรอบตัวเองหนึ่งรอบ
ว่าหนึ่งวัน หรือ ดูการเปลี่ยนแปลงของฤดู จากฤดูร้อนเป็นฤดูฝน แล้วเปลี่ยนไปเป็นฤดูหนาว จากนั้นก็หวนกลับมาสู่ฤดูร้อนอีก
เราเรียก เวลาที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบหนึ่งรอบว่า 1 ปี เป็นต้น
ไม่มีใครรู้ชัดว่ามนุษย์เริ่มสามารถบอกเวลาและวัดเวลาได้ตั้งแต่เมื่อใด แต่นักประวัติศาสตร์ก็ได้พบหลักฐานที่แสดงว่า เมื่อ 3,500
ปี ก่อนนี้ คนอียิปต์โบราณได้เป็นชนชาติแรกที่รู้จักใช้นาฬิกาเงาวัดเวลา เมื่อสังเกตเห็นความ ยาวของเงาต้นไม้และเงาของตนขณะอยู่กลาง
แจ้งว่าขึ้นกับตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้า เขาจึงคิดใช้ความยาวของเงาเป็นดัชนีชี้บอกเวลาของวัน โดยนำท่อนไม้สั้นและยาวมาอย่างละ
ท่อนแล้ววางตัดกันเป็นรูปตัว T เมื่อถึงยามเช้า เขาก็นำนาฬิกาที่ทำด้วย ไม้สองท่อนนี้ วางกลางแดดโดยวางให้ไม้ท่อนสั้น รับแสงอาทิตย์
จากนั้นก็ใช้ความยาวของเงาไม้ที่ปรากฏบนไม้ท่อนยาวบอกเวลา และเมื่อถึงเวลาเที่ยงวัน ซึ่งเป็นเวลาที่ดวงอาทิตย์อยู่เหนือศีรษะและเงาไม้
ท่อนสั้นมีความยาวสั้นที่สุด เขาก็จะกลับทิศทางของนาฬิกาโดยหันไม้ท่อนสั้น ไปทางทิศตะวันตก แล้วใช้ความยาวของเงาบอกเวลาในยามบ่าย อีก ส่วนในเวลากลางคืนชาวอียิปต์โบราณไม่ใช้นาฬิกา เพราะเชื่อว่าใน
ขณะนั้นโลกไม่มีเวลาใดๆ นาฬิกาเงาที่ชาวอียิปต์ประดิษฐ์ขึ้นนี้มีข้อดีคือ
การมีรูปร่างที่กะทัดรัดทำให้คน ใช้นาฬิกาสามารถนำมันติดตัวไป ไหนมาไหนได้อย่างสะดวกสบาย แต่ความ ผิดพลาดก็มากคือ ประมาณ 15 นาที/วัน
เมื่อมนุษย์มีความเป็นอารยะมากขึ้น เทคโนโลยีการวัดเวลาได้วิวัฒนาการขึ้น ชาวกรีกได้เริ่มรู้จักแบ่งเวลาในวันหนึ่งๆ ออกเป็น 2 ช่วงเท่าๆ
กัน และได้ประดิษฐ์นาฬิกาน้ำขึ้นมาเพื่อวัดเวลา เมื่อประมาณ 3,000 ปี
มาแล้ว และเรียกนาฬิกาที่ประดิษฐ์ว่า clepsydra ซึ่งมาจากคำว่า (cleps+hydra = ขโมย+น้ำ) เพราะนาฬิกานี้ทำด้วยภาชนะดินเผาที่มีรูที่ก้น
ภาชนะเพื่อให้น้ำไหลออก โดย ชาวกรีกถือว่าเวลาหนึ่ง clepsydra คือเวลาที่น้ำใช้ในการไหลรั่วออกจากภาชนะจนหมด
และนี่คือที่มาของ คำ clepsydra ซึ่งแปลตรงๆ ว่าขโมยน้ำ ดังนั้น ก่อนที่มนุษย์จะรู้จักคำว่า ชั่วโมง (hour) ในการบอกหน่วยของเวลา มนุษย์จึงนับเวลาเป็นหนึ่ง สอง สาม ..... clepsydra ก่อน และความคลาดเคลื่อนในการวัดเวลาของนาฬิกาประเภทนี้ก็ประมาณ 15 นาที/วันเช่นกัน
นาฬิกาทรายก็เป็นอุปกรณ์วัดเวลาอีกประเภทหนึ่งที่ชาวกรีก โบราณรู้จักใช้บอกเวลา โดยเขาจะนำทรายมาบรรจุในส่วนบนของภาชนะที่ทำ
ด้วยแก้ว เพื่อให้เห็นการเคลื่อนที่ของเม็ดทรายแล้วปล่อยให้เม็ดทราย
ทยอยไหลผ่าน คอคอดเล็กๆ ที่ต่อระหว่างส่วนบนกับส่วนล่างของ
ภาชนะลงสู่ส่วนล่างของ ภาชนะ ในการทำนาฬิกาทรายนี้ คนทำจะต้องกำหนดขนาดของภาชนะบรรจุทรายและปริมาณทรายที่ใช้
บรรจุให้พอเหมาะพอดี เพื่อให้เม็ดทรายทยอย ไหลลงหมดพอดีในเวลาหนึ่งชั่วโมง
และเมื่อนาฬิกาทรายนี้มักทำด้วยแก้ว ดังนั้น มันจึงมีชื่อเรียกใน
บางครั้ง ว่า hourglass นอกจากนาฬิกาแดด น้ำ และทรายแล้ว ผู้คนในสมัยโบราณยังรู้จัก
ใช้วัสดุและอุปกรณ์ต่างๆ อีกหลายชนิดเป็นนาฬิกาเช่น ใช้เทียนไข น้ำ
มัน ฯลฯ ทำนาฬิกาเทียนไขและนาฬิกาน้ำมัน เป็นต้น โดยการอ่านเครื่องหมายที่ขีดบนลำเทียน ซึ่งจะแสดงเวลาที่เนื้อเทียนได้ถูกเผาไหม้
ไป หรือในกรณีของนาฬิกาน้ำมัน ก็เช่นกัน คนเอสกิโมจะ เอาน้ำมันใส่ในภาชนะที่มีเครื่องหมายบอกระดับความ ลึกของน้ำมัน
ดังนั้น เวลาจุดตะเกียงน้ำมันที่ซึมผ่านเส้นด้ายไปหล่อเลี้ยง เปลวไฟ
ตลอดเวลา จะทำให้ความลึกของน้ำมันในภาชนะลดลงๆ และระดับความลึกของน้ำมันนี้ก็สามารถชี้บอกเวลาที่ผ่านไปได้เช่นกัน
เมื่อวันเวลาผ่านไป มนุษย์มีความสามารถมากขึ้น อุปกรณ์ต่างๆ
เริ่มมีความทันสมัยมากขึ้น ประวัติศาสตร์ได้จารึกว่า ในปี พ.ศ.1903
โลกได้รู้จักนาฬิกาที่ทำงานโดยอาศัยเครื่องจักรกลเป็นครั้งแรก เมื่อพระเจ้า Charles ที่ 5 ของฝรั่งเศส ได้ทรงจ้างวิศวกรชื่อ Henri de Vick ให้สร้างนาฬิกาติดในหอคอยพระราชวังของพระองค์ ซึ่งนาฬิกาที่ทำขึ้นนี้มี
น้ำหนักถึง 250 กิโลกรัม เพราะประกอบด้วยลูกตุ้มเหล็กซึ่งแขวนติดที่ปลายเชือกแล้วให้เส้นเชือก พันรอบท่อนไม้ เมื่อปล่อยลูกตุ้ม
เหล็ก น้ำหนักที่มหาศาลของมันจะดึงเชือกลงทำให้ท่อนไม้หมุน ในขณะ เดียวกัน ชิ้นส่วนต่างๆ ที่โยงติดอยู่กับท่อนไม้ก็จะเคลื่อนที่ด้วย
ตุ้มน้ำหนักจึงเปรียบเสมือนแหล่งพลังงานของนาฬิกา ความเทอะทะของนาฬิกา
ชนิดนี้ไม่ได้ทำให้ผู้คนนิยมใช้แต่ประการใด จนกระทั่ง Peter Henlein ได้พบว่า สปริงสามารถทำให้นาฬิกาเดินได้ ในราวปี พ.ศ.
2000 จากนั้น เทคโนโลยีการทำนาฬิกาก็ได้วิวัฒนาการอย่างรวดเร็วคือ นาฬิกามีขนาดเล็กลง และเดินเที่ยงตรงขึ้นๆ
จนผิดพลาดไม่เกิน 1-2 วินาทีใน 1 วัน เทคโนโลยีการทำนาฬิกาได้ก้าวกระโดดไปอีกระดับหนึ่ง เมื่อ
Galileo Galilei ได้สังเกตเห็นว่าตะเกียงที่แขวนห้อยจากเพดานของมหาวิหาร
ในเมือง Pisa ไม่ว่าจะแกว่งมากหรือน้อยเพียงใด เวลาที่มันใช้ใน
การแกว่งไป-มา ครบหนึ่งรอบนั้นจะเท่ากันเสมอ ดังนั้น ในปี พ.ศ. 2184
Galileo จึงให้บุตรชายที่มีนามว่า Vincenzio Galilei สร้างนาฬิกา
ที่ทำงานโดยใช้ลูกตุ้ม pendulum เป็นตัวควบคุมเวลา จากนั้นเทคโนโลยี
การทำนาฬิกาที่เดินอย่างเที่ยงตรงก็ได้รับ การพัฒนามากขึ้นๆ
และเมื่อถึงยุคคริสต์ศตวรรษที่ 20 เทคโนโลยีการวัดเวลา ที่เราได้ยึด
มาตรฐานว่า เวลา 1 วันคือเวลาที่โลกหมุนรอบตัวเองครบหนึ่งรอบ
ก็เริ่มแสดงให้นักวิทยาศาสตร์รู้ว่าโลกมิได้หมุนรอบตัวเองครบหนึ่งรอบ
ใน แต่ละวันๆ นั้นเท่ากัน บางวันมันก็หมุนเร็ว บางวันมันก็หมุนช้า
ดังนั้น มาตรฐานหรือคำจำกัดความของ 1 วัน หรือ 24 ชั่วโมง หรือ
86,400 วินาที ที่ใช้บอก เวลาในการหมุนรอบตัวเองของโลกก็ต้องเปลี่ยน
ดังนั้น ในปี พ.ศ. 2510 สถาบัน Bureau International des Poids et Measures จึงได้กำหนดมาตรฐานของคำว่า
วินาทีใหม่ โดยให้เป็นเวลาที่คลื่นลูกหนึ่งที่อะตอมของธาตุ cesium 133 ปลดปล่อยออกมาใช้ในการเคลื่อนที่ได้ครบ 9,192,631,770 รอบ และ เมื่อเวลานี้สม่ำเสมอไม่ว่าอะตอม ของ cesium จะอยู่ ณ ที่ใดในจักรวาล เวลานี้จึงเป็นเวลามาตรฐานได้และโดยอาศัย
การทำงาน ของ cesium ในการบอกเวลาเช่นนี้ นาฬิกาปรมาณูจึงละเอียด แม่นยำ และเที่ยงตรงกว่านาฬิกาลูกตุ้มเฟนดูลัมถึง 7 ล้านเท่า
ณ วันนี้ นาฬิกา cesium ของ National Institute of Standards and Technology ที่ Boulder ในรัฐ Colarodo สหรัฐอเมริกา
และที่ Laboratoire Primaire du Temps et des Frequences กำลัง ครองแชมป์การเป็นนาฬิกาที่ทรงประสิทธิภาพที่สุดในโลก
คือถ้าหากให้ นาฬิกาทั้งสองนี้เดินนาน 20 ล้านปี มันจะเดินได้ไม่ผิดและไม่พลาดเกิน
1 วินาที หรืออาจจะพูดอีกนับหนึ่งได้ว่า นาฬิกานี้วัดเวลาได้ถูกถึง
0.0000000000000015 วินาที
เมื่อ 1,600 ปีก่อน นักบวช St. Augustine ได้เคยปรารภว่า "ใน
ขณะที่เรากำลังวัดเวลาอยู่นี้ เรารู้หรือเปล่าว่า เวลามาจากไหน และเวลา
กำลังเดินทางผ่านอะไรอยู่ และมันกำลังจะไปไหน"
วิทยาศาสตร์ยังไม่มีคำตอบ สำหรับคำปรารภนี้ครับ
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น