Кварцевые часы, разработанные в 1920-х годах, отошли от передач и спусков и, следовательно, не требовали регулярной намотки. Часы работают по такому принципу: кристаллы кварца вибрируют с постоянной частотой при приложении электрического поля.
Первые кварцевые часы, выпущенные в Японии, отставали всего на пять секунд в течение месяца. Их точность ограничена тем фактом, что размер, форма и температура кварцевого кристалла будут влиять на частоту его колебаний, и поэтому нет двух одинаковых. Хотя их точность была превзойдена атомными часами, они по-прежнему являются наиболее распространенными персональными устройствами для хранения времени, основанными на их доступной цене. Стандартом учета времени являются теперь атомные часы, которые были впервые представлены в 1950-х годах. Сегодняшние атомные часы теряют только секунду в течение десятков миллионов лет. Другими словами, они имеют точность порядка сотых долей наносекунд в день.
Из-за их очень разнесенных уровней энергии атомы резонируют на определенных частотах и излучают электромагнитные волны. Определение одной секунды – это время, необходимое для того, чтобы атом цезия резонировал 9 192 631 770 раз.
Цезиевые часы отклонятся на одну секунду за 138 млн лет. Однако точность таких измерительных приборов постоянно растет – на данный момент рекорд принадлежит атомным часам с точностью 10-17, что означает накопление ошибки в одну секунду за несколько сот миллионов лет.
Наиболее точными в мире являются цезиевые часы в Национальном институте стандартов и технологий в штате Колорадо, Военно-морской обсерватории США в Вашингтоне, PTB в Германии и в Парижской обсерватории, хотя текущие исследования продолжаются в атомах, отличных от цезия, которые потенциально могут дать еще более высокую точность.
В наши дни следить за временем не составляет трудностей: быстро узнать время можно по наручным часам либо по часам мобильных телефонов. Но если мы вернемся на несколько столетий назад, то увидим, что люди в измерении времени могли полагаться лишь на тень от солнца, на тающую свечку или даже на запах благовоний. Вот несколько примеров старомодных часов, включая те, которыми мы вряд ли когда-нибудь захотим пользоваться снова. Обелиски – это не только недвижимые памятники. Они способны отбрасывать длинные тени, по которым можно отлично следить за временем. Когда греческий философ и математик Эратосфен высчитывал длину окружности Земли, в этом ему помогали как раз обелиски и знание факта, что в то время, как один обелиск не дает никакой тени в период летнего солнцестояния в Сиене, другой, находящийся в Александрии, наоборот, отбрасывает ее. В Париже до сих пор есть один обелиск, который используют как солнечные часы. Это древнеегипетский Луксорский обелиск, стоящий в центре площади Согласия. Тень от него падает на асфальт, таким образом пешеходы могут следить за временем.
Появление огненных часов относят к времени правления династии Сун (960–1279 гг.). Они получили распространение в Китае, Японии и на других азиатских территориях. Каждая из версий этих часов предполагала сжигание благовоний, что позволяло следить за временем. Но сама система была разной. Иногда часы имели различный цвет дыма, обозначавший разное время, другие сгорали до специальных отметок или сигналов, третьи издавали разный запах дыма, таким образом пользователь часов мог в буквальном смысле носом отсчитать, сколько прошло времени. Вам доводилось видеть, как спускается по флагштоку новогодняя хрустальная сфера на Таймс-сквер в Нью-Йорке, шар времени?
У этой традиции морские корни, проросшие двести лет назад. Бортовые хронографы часто выходили из строя от качки и частой перемены погодных условий, поэтому требовалась частая сверка часов с наземными. До этого использовали нерегулярные сигналы, такие как выстрел сигнальной ракеты или пушечный выстрел.
Капитан королевского военно-морского флота предложил проект сигнального шара: ежедневно в 13 часов со шпиля восточной башни обсерватории в Гринвиче будет падать шар. Шар поднимался на верхушку шеста и освобождался от опоры ассистентом, стоящим перед часами. Это был первый в мире общедоступный сигнал точного времени. Поначалу он служил не только кораблям, идущим по Темзе, но и большинству лондонцев.