Tijdmeting
Van Wikipedia
Tijdmeting is het meten van de tijd. Tijdmeting en de daarmee gepaard gaande ontwikkeling van mechanische klokken zijn verweven met de ontwikkeling van onze huidige maatschappij; de twee kunnen eigenlijk niet los van elkaar gezien worden.
[bewerk] Elementaire klokken
Voordat het mechanische uurwerk er was, had de mens de beschikking over elementaire klokken. Naast kalenders werden gebruikt: de waterklok, de zandloper, kaarsen of olielampen (met een aantal strepen erop) en de zonnewijzer. Aan elk van deze elementaire tijdmeters kleefde een nadeel: water kan bevriezen, een zandloper moet constant in de gaten gehouden worden, kaarsen of olielampen kunnen uitgeblazen worden, en een zonnewijzer werkt alleen als er zon is.
Elementaire klokken konden bovendien meestal alleen de duur van een gebeurtenis meten, niet op welk tijdstip de gebeurtenis plaatshad. De komst van het mechanisch uurwerk in de laatste decennia van de dertiende eeuw heeft dat probleem opgeheven.
[bewerk] Het mechanische uurwerk
De reden waarom het mogelijk werd een mechanische klok te maken, lag in een nieuwe uitvinding: het échappement. Dit instrumentje zorgde voor een gelijkmatige verdeling van de energie van een vallend gewicht. Door de gelijkmatige verdeling was het mogelijk een raderwerk in een gelijkblijvend tempo te laten lopen. Door wie dit echappement is uitgevonden is niet bekend.
Het mechanische uurwerk werd ontwikkeld op een plek waarvan je het in huidige tijd niet zou verwachten: in een benedictijnenklooster. Benedictus legde er de nadruk op dat de monniken altijd bezig moesten zijn. Tijd was door God gegeven, dus kostbaar, daarom moest de tijd zo goed mogelijk besteed worden. In het begin van de veertiende eeuw werd in de benedictijnenabdij in Saint Albans door Richard van Wallingford het eerste uurwerk gebouwd waarvan nu nog bekend is hoe het er heeft uitgezien. Het was ruim drie meter breed, diep en hoog, en aan de bouw werd ruim tien jaar gewerkt. Niet alleen de tijd, ook de stand van de hemellichamen kon er op afgelezen worden.
In kloosters en kathedralen had de tijdmeting een religieuze achtergrond, maar de verdere verspreiding van de uurwerken had te maken met meer wereldse ontwikkelingen. De besturen van de steden die in de veertiende eeuw ontstonden, wilden ook een klok voor hun stad, omdat het als een prestigeobject werd gezien. Rondtrekkende klokkenmakers werden ingehuurd om klokken te bouwen met als resultaat dat tegen 1400 elke stad een klok had.
[bewerk] De invoering van gelijke uren
Met de verspreiding van de klok vond een hervorming plaats die belangrijk was voor de omgang met tijd en het belang van klokken. Het probleem met een klok was, dat hij alleen uren van gelijke lengte kan meten. Voordat er mechanische klokken bestonden, werd de dag ingedeeld in twaalf gelijke delen. Omdat de lengte van de dagen per seizoen verschilt, varieerden dus ook de uren. Doordat in steeds meer steden een klok in de toren hing, werd de dag ingedeeld in twaalf gelijke uren. Dat bevorderde op zijn beurt weer de groei van het aantal klokken, omdat een belangrijke belemmering weggenomen was.
Het gevolg was, dat mensen niet meer op de zon konden vertrouwen om te zien hoe laat het was. Ze moesten uitgaan van het mechanische uurwerk, en de behoefte aan uurwerken nam dus toe. Naast kloosters en stadsbesturen gingen in de veertiende en vijftiende eeuw ook het hof, de adel en de welgestelde burgerij gebruikmaken van de mechanische klok. De functie was niet meer om mensen op te roepen voor gebeden en kerkdiensten. De grote steden waren centra van rechtspraak en handel. Er kunnen meer afspraken in een dag gemaakt worden als die dag keurig is ingedeeld in vaststaande uren, en er kan dus meer geld verdiend worden.
[bewerk] De particuliere uurwerken
Het mechaniek van het uurwerk werd steeds verder verfijnd. In de zestiende eeuw was de klok al zo klein geworden dat hij met gemak in huis gezet kon worden, mede door uitvinding van het uurwerk met snek, oftewel een veer die opgewonden kan worden. Dit paste prima in de Renaissance, er ontstond een grote markt voor particuliere uurwerken. Individualisering was oorzaak en gevolg: tijd werd steeds meer als persoonlijk bezit gezien, dat met een eigen uurwerk moest worden gemeten. Tegelijkertijd versterkte een uurwerk het gevoel van eigenwaarde. Belangrijke mensen als prinsen en patriciërs lieten zich op staatsieportretten afbeelden met op de achtergrond hun uurwerk. Dat geeft twee dingen aan: dat de persoon belangrijk is, en dat hij iemand is voor wie de tijd belangrijk is, wat wil zeggen dat zijn tijd kostbaar is, en dat hij dus wel iemand van aanzien moet zijn. Het bezit van een uurwerk geeft aan dat iemand deel uitmaakt van de nieuwe, gewichtige wereld.
In de zestiende eeuw werd met de invoering van gelijke uren slechts het begin gemaakt van de ontwikkeling naar de maatschappij die we nu kennen, waarin tijd onmisbaar is geworden. De tijdcoördinatie was nog lang niet zoals wij die nu kennen, waarin tijd onmisbaar is geworden. De gemeten tijd werd alleen gehanteerd in de steden, door de bovenste lagen van de bevolking (en een heel enkele arbeider). Op het platteland werd nog altijd de zon gebruikt als tijdwijzer. Elke stad kende een andere tijd. Er waren weliswaar mechanische uurwerken, maar die moesten nog op tijd gezet worden aan de hand van de zon en de sterren, die vanaf elk punt op aarde gezien op een andere manier aan de hemel staan.
[bewerk] Horologische revolutie
Op wetenschappelijk niveau stond de klok gelijk aan de ontdekking van Amerika of de uitvinding van de drukpers. Tussen 1660 en 1760 had de 'horologische revolutie' plaats. Dit is de periode waarin de uurwerktechnologie met sprongen vooruit ging, en klokken en horloges beter en talrijker werden. Christiaan Huygens verkreeg in 1657 het patent op het slingeruurwerk.
Aan het einde van de zeventiende eeuw beleefden de uurwerken hun toppunt van waardering. Een klok werd vergeleken met het goddelijke. Hij stond voor harmonie in het leven, voor de eeuwigheid en matiging. Een klok had het prestige van een gotische kathedraal, was bijna heilig. De invloed op het leven van de mensen was nog groter. Zeker toen de uniformering van de tijd een feit was.
In de achttiende eeuw werd het uurwerk nog verder verbeterd. Dit was nodig, omdat er op zee behoefte was aan goede en nauwkeurige klokken voor het bepalen van de positie op zee. Afstanden tot de Noord- en Zuidpool (de breedte) waren goed te bepalen aan de hand van de poolster of de zon. Voor de lengtebepalingen was zo'n herkenningspunt er niet. Aan de hand van zeer nauwkeurige klokken kon de tijd van de thuishaven bepaald worden. Door die te vergelijken met de uit de zonnestand verkregen plaatselijke tijd kon het tijdsverschil, en daarmee het lengteverschil, met de thuishaven bepaald worden. Hierdoor konden eilanden makkelijker teruggevonden worden.
Aan het einde van de achttiende eeuw waren er al vestzakhorloges te krijgen met secondewijzers. In het maatschappelijk leven waren minuten en seconden niet belangrijk. Bovendien was er nog geen standaardtijd. Een horloge met secondewijzer was dus meer technisch vertoon dan noodzaak. Als de heren op de sociëteit hun verzilverde horloges uit de vestzakken tilden, wees elk van hun klokjes op de seconde nauwkeurig een andere tijd aan. en ook in Spanje bleek het een groot succes.daar werd later dan ook de middelbare tijd uitgevonden.
[bewerk] Middelbare tijd
De precisie van de uurwerken maakte dat er een nauwkeurige, vaststaande tijdbepaling nodig was. Het middaguur, waarop de zon op zijn hoogste punt staat, werd voorheen gebruikt als ijkpunt voor de uurwerken. Probleem was, dat de zon door het jaar heen niet altijd op precies hetzelfde moment op zijn hoogst staat. Dat verschilt in februari en in november een kwartier. Daarom werd vanaf het einde van de achttiende eeuw het gemiddelde tijdstip genomen waarop de zon op zijn hoogst stond. Dat werd middelbare tijd genoemd.
[bewerk] Uniformering van tijd
De invoering van de middelbare tijd was net als het stelsel van de gelijke uren in de veertiende eeuw een belangrijke stap in de richting van een op de klok georiënteerde tijd. Er zou nog een aantal van dit soort stappen volgen: de uniformering van tijd. Het uiteindelijke resultaat is het mondiale stelsel van standaardtijden zoals we die nu kennen.
[bewerk] Invoering van de standaardtijd
Voor een standaardtijd worden drie voorwaarden gesteld:
- De standaardtijd moet worden geproduceerd, d.w.z. dat iets of iemand de precieze tijd moet vaststellen.
- En er moeten afnemers zijn, mensen die voordeel hebben bij standaardtijd. Aan deze voorwaarde was voldaan tegen het midden van de negentiende eeuw, dankzij de opkomst van de spoorwegen.
- Daarna moet de tijd worden gedistribueerd, oftewel: de standaardtijd moet beschikbaar worden voor de mensen die een klok in huis hebben.
[bewerk] Productie van standaardtijd
Engeland liep in de ontwikkeling van standaardtijd voorop. In Engeland was er al een instelling die de Engelse standaardtijd bepaalde: het observatorium in Greenwich. De schepen op zee hanteerden deze tijd. De steden in Engeland gebruikten nog hun lokale tijd, wat in het hele land tijdverschillen kon opleveren van een kwartier. Dat was geen probleem, totdat handelingen of diensten door het land heen op elkaar moesten worden afgestemd. Toen kwamen ook de afnemers van de standaardtijd.
[bewerk] Afnemers van de standaardtijd
In het laatste kwart van de achttiende eeuw ontwikkelden de Britse posterijen een steeds dichter netwerk van postvervoer. Vanwege de regionaal wisselende tijd hadden Postkoetsen een ingewikkeld rooster om post uit te wisselen met andere postkoetsen. Dat zorgde voor tijdverlies, en daarom wilden de posterijen de standaardtijd gaan gebruiken.
De tweede groep die baat had bij een standaardtijd waren de uurwerkmakers. Hun instrumenten moesten gelijkgezet worden en ze deden daarom hun eigen astronomische waarnemingen, maar dat kon alleen als het onbewolkt weer was.
De Britse spoorwegen waren de derde groep afnemers. De onderneming was van oorsprong een conglomeratie van particuliere spoorwegondernemers, die elk een eigen standaardtijd hanteerden. Doordat ze geen gemeenschappelijke tijdregeling hadden, gebeurden er ongelukken en werd veel ongemak veroorzaakt.
[bewerk] Distributie van de standaardtijd
Er waren ondernemers die er hun werk van maakten de tijd in Greenwich te gaan halen en die tegen betaling aan hun abonnees rond te gaan brengen. Verder was er nog de Big Ben, maar die had als nadeel dat het luiden van de klok tot maximaal tien kilometer was waar te nemen. Dè grote oplossing kwam in 1846, toen een telegraaflijn werd aangelegd tussen Edinburgh en Glasgow. Het nevenuurwerk in Glasgow liep dankzij elektrische signalen precies gelijk met de hoofdklok in Edinburgh.
De kwestie van de productie, de afnemers en de distributie was opgelost en het losjes over Engeland uitgespreide net van lokale tijdregelingen kon worden strakgetrokken door middel van meer telegraaflijnen. Voortaan was het overal in Groot-Brittannië precies even laat. In de rest van Europa voltrok zich hetzelfde proces. In Nederland werd het systeem met de telegraaflijnen in 1856 in gebruik genomen.
[bewerk] Standaardtijd voor de wereld
Nu in ieder land afzonderlijk een standaardtijd tot stand was gebracht, werd het noodzakelijk een wereldstandaardtijd in te voeren. Tijdens een aantal geodetische conferenties werden door verschillende landen ideeën aangedragen over waar de 0-meridiaan moest lopen en welke tijd de standaardtijd moest worden. In 1884 werd op de Prime Meridian Conference in Washington besloten dat Greenwich het ruimtelijke en temporele centrum van de wereld zou worden. De redenen hiervoor waren dat voor zeekaarten de 0-meridiaan over Greenwich liep en omdat de tijd op zee al eeuwenlang die van Greenwich was geweest. Die standaardtijd wordt tegenwoordig Greenwich Mean Time genoemd, de term Coordinated Universal Time (UTC) wordt ook vaak gebruikt.
De allerlaatste stap in de uniformering van de tijd was het verdelen van de aarde in een aantal tijdzones.
Inmiddels is het technisch mogelijk de klokken werelwijd tot op minimale fracties van een seconde gelijk te laten lopen, het Global Positioning System werkt op basis van looptijdmeting, en kent een onnauwkeurigheid in de ordegrootte van enige tientallen nanoseconden. Voor dagelijks gebruik binnen Europa kan met een eenvoudige en goedkope DCF77 ontvanger een nauwkeurigheid van enige tientallen milliseconden bereikt worden. Voor internet en andere computernetwerken is er het Network Time Protocol waarmee de klokken van de computers gelijkgezet kunnen worden.
[bewerk] Bronnen
- Draaisma, D., Het verborgen raderwerk: over tijd, machines en bewustzijn.
Uitgeverij Ambo/ Baarn 1990. - Rifkin, J., De grenzen van de tijd.
Uitgeverij Balans/ Amsterdam 1987 - Boersma, H.J. (et al.), Aspecten van tijd.
Uitgeverij Kok/ Kampen 1988
