Мозг – повелитель времени

Точность любых часов определяется генератором колебаний. Генератором колебаний часов с маятником, понятное дело, является маятник. Генератор колебаний кварцевых часов — не удивляйтесь — маленький кристалл кварца. Под действием напряжения кристалл кварца вибрирует с высокой частотой. Частота вибрации зависит от многих факторов, включая тип и форму кристалла, но обычно кристаллы кварца в цифровых часах вибрируют с частотой 32 768 Гц (2¹⁵ или 1 000 000 000 000 000 в двоичном исчислении). Эти колебания регистрируются цифровой схемой, которая отсчитывает каждую проходящую секунду.

Сегодня даже дешевые кварцевые часы могут превосходить по качеству механические. Точность современных часов была немыслима во времена Гюйгенса и Гаррисона. Часы Гюйгенса могли терять до 10 секунд в сутки, а атомные часы, возможно, на сегодняшний день выбились бы из ритма на 10 секунд, если бы начали работать в момент образования Земли 4,5 млрд лет назад168.

Принцип работы атомных часов объяснить чуть сложнее. Такие атомы, как цезий, характеризуются резонансной частотой — частотой электромагнитного излучения, которая заставляет их «колебаться». Под «колебанием» в данном случае мы понимаем переход «вращающегося» вокруг ядра электрона на более высокий энергетический уровень. Резонансная частота для изотопа цезия ¹³³Cs составляет 9192631770 Гц. В определенном смысле именно эта частота и служит генератором колебаний атомных часов, а атомы цезия играют роль калибровочного устройства, проверяющего правильность частоты.

В 1967 г. международный консорциум169 ввел определение секунды: «Длительность 9192631770 периодов излучения, соответствующих переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия 133»170. Основная единица измерения времени потеряла связь с наблюдаемой динамикой поведения планет и попала в неподдающуюся наблюдению сферу поведения химических элементов.

Как механические часы произвели революцию в морской навигации в XVIII и XIX вв., так атомные часы революционизировали навигацию в современном мире информатики. Система GPS в смартфонах или боеголовках ракет работает путем определения расстояний как минимум между четырьмя спутниками и приемным устройством на Земле. Сигнал от спутника, находящегося на расстоянии 20 000 км, доходит до нас примерно за 66 мс. Если мы удаляемся от спутника на 10 метров, сигнал будет идти дольше на 33 наносекунды (0,000000033 с). Спутниковый приемник улавливает невероятно малые интервалы между временем передачи и временем получения сигнала. Для работы такой системы требуется не только наличие множества космических спутников, но и наличие на каждом из них атомных часов (эта замечательная общедоступная услуга оплачивается американскими налогоплательщиками и американскими военными). Определяя различие во времени прибытия сигнала от нескольких спутников, устройство с GPS вычисляет свое местоположение по широте, долготе и высоте171. Современные атомные часы и спутниковые системы помогли бы сэру Клаудсли Шовеллу не только найти свои суда, но и определить точку на корабле, в которой находился он сам.

ЦЕНА ВРЕМЕНИ

Наши удивительно точные часы служат не только для того, чтобы отслеживать неуловимое течение секунд или часов, но и чтобы определять, как мы распоряжаемся временем. С появлением точных часов появилась почасовая зарплата. В конце XIX в. человек по имени Уиллард Банди понял, насколько важно работодателям знать время прибытия и ухода своих рабочих, и предложил систему регистрации входа и выхода работников по карточкам. Основанная Банди компания International Time Recording Company в 1911 г. слилась с Computing Tabulating Recording Company и позднее превратилась в корпорацию International Business Machines (IBM)172.

Когда Бенджамин Франклин написал «время — деньги», он имел в виду суточный заработок: день без работы сказывался на месячной зарплате. Сегодня фраза «время — деньги» стала еще более актуальной. Трейдеры на фондовых рынках могут использовать преимущества в несколько миллисекунд для получения колоссальной прибыли. И даже просмотр телевизионной программы — временно-финансовая операция: люди тратят свое время на то, чего при других условиях никогда бы не делали (смотрят рекламу), в обмен на «бесплатное» развлечение (оплаченное последующими покупками). При прослушивании музыки и просмотре видео на веб-сайтах можно «выкупить свое время», заплатив за то, чтобы отказаться от рекламы.