Невероятные факты

Люди начали измерять время сравнительно недавно по отношению ко всей нашей долгой истории. Желание синхронизировать наши действия пришло около 5000-6000 лет назад, когда наши кочевые предки начали заселять земли и строить цивилизации. До этого мы разделяли время только на день и ночь, а именно: яркие дни для охоты и работы, а темные ночи для сна. Но с тех пор, как люди стали чувствовать необходимость координировать свои действия для проведения общественных собраний и аналогичных мероприятий, они посчитали нужным ввести систему измерения времени.

Безусловно, ученые скажут вам, что мы обманываем себя, когда полагаем, что мы действительно отслеживаем время. "Различие между прошлым, настоящим и будущим – это всего лишь стойкая иллюзия", - говорил Альберт Эйнштейн. Его ежедневные прогулки возле башни с часами в Берне (Швейцария), привели ученого к некоторым изменившим мир представлениям о природе времени.

Тем не менее, реально время или нет, его измерение, все же, стало жизненно важным для нас. На протяжении веков люди придумывали различные творческие методы хронометража, от самых простых солнечных часов до атомных часов. Ниже представлены различные способы измерения времени, некоторые из них новейшие, а некоторые также стары, как само время.

Солнце

Древние люди обратились к природе для создания первого хронометража. Люди начали отслеживать движение Солнца по небу, а затем стали использовать предметы для измерения изменений. Египтяне, как предполагается, были первыми, которые создали хронометраж науки. В 3500 году до н.э. они соорудили обелиски и расположили их в стратегически важных местах, где в определенное время "приборы" отбрасывали тени. На первый взгляд, эти обелиски могли отметить только время прихода полдня, но затем они стали делать более глубокие подразделения.

Две тысячи лет спустя, египтяне разработали первые солнечные часы, "циферблат" которых был разделен на 10 частей. Солнечные часы работали, отслеживая движение солнца. Когда часы показывали полдень, необходимо было передвинуть стрелку часов на 180 градусов для того, чтобы измерить послеобеденное время. Конечно, древние солнечные часы не могли определить точное время в пасмурный день или в ночной период времени. Кроме того, время, показываемое солнечными часами, было неточным, поскольку в разные времена года часы были короче или длиннее в зависимости от сезона. Тем не менее, солнечные часы были лучше, чем ничего, а к 30 году до н.э. более 30 различных видов часов использовались в Греции, Италии и Малой Азии. Даже сегодня солнце лежит в основе нашей системы хронометража. Мы создали часовые пояса планеты для того, чтобы имитировать вращение Земли вокруг Солнца.

Звезды

Древние египтяне, как полагается, разработали первый способ определения времени ночью, изобретя первый астрономический инструмент "меркхет" в приблизительно 600 году до н.э. Инструмент представляет собой натянутую нить с весом, которая работает также, как плотник сегодня использует отвес.

Египетские астрономы использовали два меркхета, ориентированных на Полярную звезду для того, чтобы выявить небесный меридиан в ночном небе. Время же отсчитывалось по принципу пересечения звездами этого меридиана.

Звезды использовались не только для того, чтобы отметить прохождение часов, но и прохождение дней. Это измерение вращения Земли называется звездным временем.

Когда определенная воображаемая точка среди звезд пересекает небесный меридиан, то этот момент обозначается как звездный полдень. Время, которое прошло от одного звездного полдня к другому, называется звездными сутками.

Песочные часы

Происхождение песочных часов уходит далеко вглубь веков. Они состоят из двух стеклянных колб, одна поверх другой с узким отверстием между ними. Песок постепенно попадает из верхней части в нижнюю при переворачивании часов. Когда весь песок из верхней части перешел в нижнюю, то это означает, что время вышло, однако, это не всегда означает, что прошел час.

Песочные часы могут быть сделаны таким образом, чтобы измерить практически любой короткий промежуток времени, для этого нужно всего лишь регулировать количество содержащегося песка в нем, или же отверстие между колбами.

Водяные часы

Водяные часы, известные как "клепсидра", были одним из первых устройств, которое для измерения времени не использовало солнце или звезды, то есть ими можно было пользоваться в любое время суток.

Водяные часы работают путем измерения количества воды, которое капает из одного контейнера в другой. Они были изобретены в Египте, но распространились по всему древнему миру, а в некоторых странах люди даже в 20 веке пользовались водяными часами.

Древние греки и римляне строили большие водяные часы в виде башен, а в Китае такие часы назывались "Лу" и зачастую были сделаны из бронзы. Однако, несмотря на то, что водяные часы были очень распространены, они были не совсем точны.

Механические часы

В Европе в 1300-х годах изобретатели начали делать механические часы, которые работали при помощи системы весов и пружин. У этих первых часов не было лицевой части и стрелок, а о прохождении часа свидетельствовал звонок. На самом деле, слово часы происходит от французского «колокольчик». Эти огромные первые часы, как правило, устанавливались в церквях и монастырях, для того, чтобы объявлять о времени прихода необходимости помолиться.

Вскоре появились часы с двумя стрелками, минутной и часовой. Позднее стали появляться настольные и каминные часы. Несмотря на то, что часы были усовершенствованными, они, все же, были неточными. В 1714 году британский парламент предложил хорошее вознаграждение тому, кто сможет разработать точные часы, которые помогали бы работе морской навигации. В итоге такие часы были изобретены, их погрешность составляла всего пять секунд. С приходом промышленной революции, началось массовое производство часов, благодаря чему эту устройство попало в дом каждому человеку.

Необычные часы

Когда мы думаем о часах, мы, как правило, представляем себе знакомый циферблат с двумя, а, возможно, с тремя стрелками. На протяжении многих веков люди создавали всевозможные конструкции для того, чтобы определить время. Китайцы в период между 960 и 1279 годами изобрели ладановые часы, а затем они распространились во всей Восточной Азии. В одном из видов ладановых часов, металлические шарики были прикреплены к благовонию при помощи проволоки. Когда ладан догорал, металлический шарик падал и звучал гонг, что свидетельствовало о прохождении часа.

Другие часы использовали в своей работе цвет, а некоторые – различные ароматы для обозначения разных периодов времени. Существовали также часы, сделанные из маркированной свечи, когда свеча догорала до определенной отметки, то проходил заданный период времени.

Наручные часы

Открытие в 1400-х годах того, что спиральные источники могут быть уменьшены в размерах, привело к тому, что были созданы наручные часы. В то время и на протяжении многих веков после этого, карманные часы были приоритетом мужчин, женщины же носили наручные часы. Все эти правила моды изменились во время Второй Мировой войны, и в итоге с тех пор, наручные часы начали носить и мужчины. Дарение часов символизировало переход к зрелости.

Однако, по мере развития 21 века, вездесущие наручные часы, могут постепенно кануть в лету, поскольку сейчас мы чаще всего проверяем время, глядя на монитор компьютера, мобильного телефона или дисплея МР3-плеера. Однако, все же неформальный опрос нескольких тысяч людей показал, что большинство из них не собираются отказываться от своих наручных часов.

Кварцевые часы

Минеральный кварц, как правило, с помощью аккумулятора, является основной движущей силой кварцевых часов.

Кварц является пьезоэлектрическим материалом, а это означает, что когда кристалл кварца сжат, он генерирует небольшой силы электрический ток, который способствует вибрации кристалла. Все кристаллы кварца вибрируют на одной и той же частоте.

Кварцевые часы используют батарейку для создания кристальной вибрации и для подсчета колебаний. Таким образом, система работает так, что создается один импульс в секунду. Кварцевые часы по-прежнему доминируют на рынке из-за своей точности и низкой стоимости производства.

Атомные часы

Хотя название звучит достаточно устрашающе, на самом деле, атомные часы не представляют собой никакой опасности. Они измеряют время, отслеживая как долго один атом переходит с положительного на отрицательное энергетическое состояние и обратно.

Официальный временной стандарт для Соединенных Штатов устанавливается NIST F-1, атомные часы Национального института науки и технологии в городе Боулдер (штат Колорадо). NIST F-1 являются фонтанными часами, названными в честь атомного движения. Ученые вводят газ цезий в вакуумный центр часов, а затем добавляют прямые инфракрасные лазерные лучи под углом в 90 градусов. Сила лазера собирает все атомы в одном месте, на которое в большой силой воздействует заполненная микроволнами область. Ученые измеряют количество атомов, которые оказываются в измененном состоянии, а также управляют микроволнами, задавая им разные частоты до тех пор, пока большая часть атомов не изменит свое состояние. В итоге, последняя частота, при которой меняются атомы, и есть частота колебаний атомов цезия, равняющаяся секунде. Это звучит довольно сложно, однако, данная технология является мировым стандартом измерения времени.

Атомные часы отслеживают самые незначительные изменения времени.

Календари

Как мы видели, фактический подсчет минут и секунд требует проведения достаточно сложных процедур, но подсчет дней и месяцев основан на положении солнца и луны. Различные культуры, однако, используют разные методы.

Христианский, или григорианский календарь, один из наиболее популярных сегодня, опирается на солнце. Исламский календарь использует фазы луны, еврейские и китайские календари полагаются на сочетание обоих этих методов.

В григорианском календаре, день – это время, прошедшее от одного восхода солнца до следующего, или же один полный оборот Земли вокруг своей оси. Месяц, по григорианскому календарю, это приблизительно 29,5 дней, что является одним полным циклом фаз Луны, а год – это 364,24 дня, или время, необходимое для того, чтобы Земля сделала полный круг по орбите Солнца.

Часов, как таковых, на Руси не было очень долгое время. Первые солнечные часы появились только в XV веке. Да и те были такой роскошью, что поначалу ее могла себе позволить только знать. При этом и простой народ жил по распорядку и вполне адекватно ориентировался в сутках.

Природные мерила

Самым главным параметром для определения времени являлось движение солнца на небосклоне. Сутки абсолютно естественно делились русичами на дневное и ночное время по моменту заката/восхода солнца. Когда светило находилось в самой высокой точке, любой понимал, что наступил полдень. Чем длиннее становились отбрасываемые разными предметами тени, тем сильнее день клонился к вечеру.

Помимо положения солнышка на небе ориентиром для жителей Руси были и естественные процессы в природе.

Так, русские крестьяне нередко определяли время суток по пению птиц. Как известно, жaвoрoнки нaчинaют пeть в 2 чaсa нoчи, ивoлгa в 3 чaсa, a вoрoбьи прoсыпaются лишь в 6 чaсoв yтрa.

Главными же "часами" в старину был петух. Первый раз петухи кричат в первом часу ночи, второй раз - в 2 часа ночи, третий раз - в пятом часу утра.

Летом могли определять время по цветам. Так, цвeтки рaзных рaстeний рaскрывaются и зaкрывaются в рaзнoe, при этoм oпрeдeлённoe врeмя.

Ко сну отходили, когда светило садилось и в помещении становилось темно. Так делали не только потому, что вставать на следующее утро нужно было очень рано, но и из соображений экономии. Укладываясь спать в 9-10 часов вечера, можно было экономить свечи, а это немаловажный фактор.

Для такого времяисчисления вполне естественным было то, что никто не измерял и не определял время с точностью до минуты. Были приблизительные ориентиры для разных событий: «на рассвете выйдем в поле», «на закате закончим такие-то работы», «в сумерки» и т.д.

Свои собственные часы

Несмотря на то, что дневное время с приходом зимы сокращалось, а ночное увеличивалось, люди прекрасно ориентировались и по своим «внутренним», биологическим часам (циркадному ритму). Этот механизм вырабатывается годами и определяет все биологические процессы в организме: появление чувства голода в определенное время; сонливость вечером, когда пора ложиться спать, и другие процессы.

Хозяйке на Руси не нужно было наводить будильник на 14:00, чтобы позвать семью к обеденному столу. К этому моменту после тяжелой работы в поле у крестьянина и так просыпался зверский аппетит, поэтому он вовремя приходил к обеду (или жена приносила ему пищу в поле). Жизнь на Руси была достаточно размеренной, подчиненной «раз и навсегда» заданному образцу, поэтому ориентироваться во времени было достаточно просто.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение.

Сколько тебе лет? Сколько у тебя друзей? Сколько лап у кота?

Чтобы все это подсчитать, нужно знать числа. В этом нам помогают учителя и учебники, родители и старшие друзья. А между тем, раньше люди не умели считать! Это трудно представить, но это факт. И мне стало интересно, а как считали древние люди, ведь они не знали цифр. Как люди научились их записывать?

Темаисследования:«Как люди научились считать?»

Цель : понять, как люди научились считать.

Задачи :

Собрать материал о цифрах и числах,рассмотреть историю возникновения числа.

Какие символы используют для записи числа.

Узнать, какими цифрами мы пользуемся сегодня.

Проследить какую роль они играют в нашей жизни.

Древние люди добывали себе пищу главным образом охотой. На крупного зверя - бизона или лося - приходилось охотиться всем племенем: в одиночку ведь с ним не справишься. Командовал облавой обычно самый старый и опытный охотник. Чтобы добыча не ушла, ее надо было окружить, ну вот хотя бы так: пять человек справа, семь сзади, четыре слева. Тут уж без счета никак не обойдешься! И вождь первобытного племени справлялся с этой задачей. Даже в те времена, когда человек не знал таких слов, как “пять” или “семь”, он мог показать числа на пальцах рук.

Кстати сказать, пальцы сыграли немалую роль в истории счета. Особенно когда люди начали обмениваться друг с другом предметами своего труда. Так, например, желая обменять, сделанное им копье с каменным наконечником на пять шкурок для одежды, человек клал на землю свою руку и показывал, что против каждого пальца его руки нужно положить шкурку. Одна пятерня означала 5, две - 10. Когда рук не хватало, в ход шли и ноги. Две руки и одна нога - 15, две руки и две ноги - 20.

Часто говорят: “Знаю, как свои пять пальцев”. Не с этого ли далекого времени пошло это выражение, когда знать, что пальцев пять, значило то же, что уметь считать?

Пальцы были первыми изображениями чисел. Очень сложно было складывать и вычитать. Загибаешь пальцы - складываешь, разгибаешь - вычитаешь. Когда люди еще не знали, что такое цифры, в ход при счете шли и камешки, и палочки. В старину, если крестьянин-бедняк брал в долг у богатого соседа несколько мешков зерна, он выдавал вместо расписки палочку с зарубками - бирку. На палочке делали столько зарубок, сколько было взято мешков. Эту палочку раскалывали: одну половинку должник отдавал богатому соседу, а другую оставлял себе, чтобы тот потом не требовал вместо трех мешков пять. Если давали деньги друг другу в долг, тоже отмечали это на палочке. Словом, в старину бирка служила чем-то вроде записной книжки.

Как люди научились записывать числа. В разных странах и в разные времена это делалось по-разному. Очень разные и порою даже забавные эти “цифры” у разных народов. В Древнем Египте числа первого десятка записывали соответствующим количеством палочек. Вместо цифры “3” - три палочки. А вот для десятков уже другой знак - вроде подковы.

У древних греков, например, вместо цифр, были буквы. Буквами обозначались цифры и в древних русских книгах: “А” — это один, “Б” — два, “В” - три и т.д

У древних римлян были другие цифры. Мы и сейчас пользуемся иногда римскими цифрами. Их можно увидеть и на циферблате часов, и в книге, где обозначается номер главы. Если внимательно рассмотреть, римские цифры похожи на пальцы. Один - это один палец; два - два пальца; пять - это пятерня с отставленным большим пальцем; шесть - это пятерня да еще один палец.

Индейцы майя ухитрялись писать любое число, используя только точку, линию и кружочек.

Как к нам пришли современные цифры. Написание арабских цифр, которыми ы изо дня в день пользуемся, состояло из отрезков прямых линий, где количество углов соответствовало величине знака. Вероятно, кто-то из арабских математиков когда-то предложил идею — связать числовое значение цифры с количеством углов в ее написании.

Посмотрим на арабские цифры и видим, что

0 — цифра без единого угла в начертании.

1 — содержит один острый угол.

2 — содержит два острых угла.

3 — содержит три острых угла (правильное, арабское, начертание цифры получается при написании цифры 3 при заполнении почтового индекса на конверте)

4 — содержит 4 прямых угла (именно этим объясняется наличие «хвостика» внизу цифры, никак не влияющего на ее узнаваемость и идентификацию)

5 — содержит 5 прямых углов (назначение нижнего хвостика — то же самое, что у цифры 4 — достройка последнего угла)

6 — содержит 6 прямых углов.

7 — содержит 7 прямых и острых углов (правильное, арабское, написание цифры 7 отличается от приведенного на рисунке наличием дефиса, пересекающего под прямым углом вертикальную линию посередине (вспомним, как мы пишем цифру 7), что дает 4 прямых угла и 3 угла дает еще верхняя ломаная линия)

8 — содержит 8 прямых углов.

9 — содержит 9 прямых углов (именно этим объясняется столь замысловатый нижний хвостик у девятки, который должен был достроить 3 угла, чтобы общее их число стало равно 9.

Современное слово “нуль” появилось гораздо позже, чем “цифра”. Оно происходит от латинского слово “нулла” - “никакая”. Изобретение нуля считается одним из важнейших математических открытий. При новом способе записи чисел значение каждой написанной цифры стало прямо зависеть от позиции, места в числе. При помощи десяти цифр можно записать любое, даже самое большое число, и сразу ясно, какая цифра что обозначает.

Современное слово “нуль” появилось гораздо позже, чем “цифра”. Оно происходит от латинского слово “нулла” - “никакая”. Изобретение нуля считается одним из важнейших математических открытий. При новом способе записи чисел значение каждой написанной цифры стало прямо зависеть от позиции, места в числе. При помощи десяти цифр можно записать любое, даже самое большое число, и сразу ясно, какая цифра что обозначаетЦифры и числа в нашей жизни. Число жизни способно поведать человеку о то, в чем состоит его жизненная миссия. Число дня рождения - постоянный спутник жизни. Судьба каждый раз преподносит новые преграды и трудности. В такие моменты число жизни помогает устоять против удара и преодолеть преграды без трудностей.

Число жизни является своего рода ключом к коду судьбы, занимающего важное место в построении важных планов. Код судьбы способен подготовить человека к тому, что не раз придется столкнуться с «крутыми» поворотами. Но число жизни и существует для того, чтобы не случилось подобного.

Мне было интересно узнать, как мои одноклассники относятся к числам. Для этого я провела опрос среди учеников 5 классов, и вот что у меня получилось.

Любимым числом большинства оказалось 5.

Сегодня очень многие приписывают числам магические свойства, связывают их с различными событиями, которые происходят в жизни, и я решила узнать, как мои одноклассники относятся к таким числам.

Как видно из диаграмм, в большинстве своем, мои одноклассники не суеверны.

Ну и в заключении моего анкетирования я задала, пожалуй, самый важный вопрос, ради которого я и выбрала эту тему.

На вопрос «Зачем людям счет?» ребята ответили так:

Это значит, что мои одноклассники тоже часто встречаются с числами и понимают, что без счета нам не обойтись.

Заключение .

Современную жизнь невозможно представить без чисел, они вокруг нас, мы живем среди них, они нам нужны, как солнце, воздух и вода.

Мы используем числа изо дня в день, из года в год. Они с нами дома и в школе, на уроках и после уроков.

Для осознанного понимания окружающего мира необходимы математические знания о числах, необходимо дальнейшее развитие математического мышления

Теоретические знания могут быть глубокими и прочными лишь при условии их непосредственной связи с живой деятельностью людей.

Жизнь человека неразрывно связана со временем. Поэтому потребность измерять его у людей существовала с древностей. Древние люди для измерения времени использовали природные стихии - воду, песок, а иногда и огонь.

Солнечные часы

Первыми часами человеку служили солнце, луна и звёзды. Позже люди заметили, что, если воткнуть в землю палку, тень от неё в течение дня будет двигаться по кругу. Так появились солнечные часы. Согласно Библии, придумал такие часы царь Ахаз в VIII веке до нашей эры, они упоминаются, как «ступени Ахазовы». В I веке нашей эры римский зодчий Марк Ветрувий в книгах по архитектуре описал тринадцать видов солнечных часов.

Чуть позже появились водные часы. Греки назвали такие часы «клепсидра», что происходит от двух греческих слов «клепто» - похищать и «идор» - вода. Металлический, глиняный или стеклянный сосуд наполняли водой, которая по капле медленно вытекала. В таких часах время измеряли по тому, сколько воды вытекло из сосуда. Несмотря на греческое название, придумали такие часы не греки, а египтяне. Древнейшие водяные часы найдены в храме Амон Ра в Карнаке и относятся к XV-XIV векам до нашей эры.

В античной Элладе с помощью клепсидры определяли регламент выступлений на судебных процессах. Вода капала из большой амфоры. В воде находился поплавок с прикреплённым к нему длинным стержнем, который выступал над краем сосуда. А на стержне была выгравирована шкала, по которой определялось время, прошедшее после начала течения воды.

У Платона была особая клепсидра, которую он использовал как сигнал для сбора своих учеников на занятия. Этот прибор состоял из двух сосудов и флейты.

Песочные часы

В XII веке появились песочные часы. Впервые такие часы упоминаются в документе 1339 года, обнаруженном в Париже. В нём содержатся рекомендации по приготовлению тонкого песка для часов. Подобие таких часов сделал ещё Архимед, но они не прижились, так как отмерять время с их помощью было сложно из-за некачественного стекла.

Необходимость определять время появилась тогда, когда человек начал заниматься земледелием. Ему нужно было понимать, когда сеять, а когда настает время собирать урожай. Поначалу люди ориентировались на время в целом: зима заканчивалась – значит, нужно было сеять. А как только были признаки первых холодов – пора собирать.

Получается, что отчет времени был очень примитивным: от посева до сбора урожая. Когда у человека спрашивали, сколько ему лет, он мог ответить: «Мне пятнадцать зим». До сих пор ученые находят остатки счета такого рода.

Как определилась точка отчета времени?

У разных народностей была своя точка отчета времени. Например, в древнем Египте это было разлитие реки Нил. Когда снова начинался этот процесс, было ясно, что прошел год. Римляне считали, что время начало идти тогда, когда был создан их город Рим. Жители древнего Китая исчисляли время по времени восхождения на престол нового императора. Как видно, каждая народность брала яркое событие и начинала от него исчислять годы.

Так как в каждой стране были свои правила того, как считать время, это было крайне неудобно для их взаимоотношений. Кроме того, это создает сложности для современных историков. Чтобы понять год определения какого-то события, нужно углубиться в культуру народа и выяснить, как у них велся подсчет времени.

В связи с неудобством разного отчета лет нужно было создать единую систему, которая действовала бы по всему земному шару. Было решено за основу взять библейское сообщение о рождении Иисуса Христа, Сына Бога. Именно этот год стал стартом отчета.

Те страны, которые не признают приход Иисуса, не согласились с таким исчислением. Это были страны, исповедующие мусульманство. Точкой отчета их исчисления лет стало рождения их пророка Мухаммеда.

Какими были первые часы?

Было замечено, что многие люди определяли, в каком положении находится солнце, и таким могли сказать, который час. При этом ошибки были равны максимум 10 минут. Поэтому первыми часами для определения времени стали солнечные устройства, сделанные с учетом движения солнца. Они состояли из основы и такого механизма, как гномон. Тень от него выполняла задачу стрелки. Его конец показывал на север, и когда солнце начинало двигаться, то теневая стрелка показывала время.

Несмотря на то, что солнечное приспособление было очень эффективным средством в древнее время, у него было немало недостатков. Использовать их можно было исключительно в солнечную погоду. Кроме того, они могли показывать время только в определенной местности.

Еще люди могли определять время, используя песочные, водяные и огненные устройства. Конечно, любое из этих приспособлений имело относительную точность, так как на них оказывало воздействие множество факторов. Например, точность водяных часов страдала из-за атмосферного давления или температуры. Измерение времени с помощью скорости фитиля зависело от притока воздуха и движения ветра.

Самым продуктивным достижением измерения времени в древности стали астрономические наблюдения за положением звезд. Точность измерения времени очень высока, поэтому сегодня такие методы пользуются большой популярностью.

Достижениями древности могли пользоваться далеко не все. Многие жили в сельской местности, и им приходилось определять время без часов и специальных сооружений. Они наблюдали за окружающей природой, ее явлениями и замечали, что многие действия имеют периодический характер. Следя за жизненным циклом животных и растений, можно выяснить, который час с большой точностью.