Sharon Ann Holgate beoordelingen Een korte geschiedenis van tijdwaarneming: de wetenschap van het markeren van tijd, van Stonehenge tot atoomklokken door Chad Orzel
Bij Stonehenge wordt de zomerzonnewende gemarkeerd door de opkomende zon naast de Heel Stone. (Met dank aan: iStock/inigofotografia)
De kans is groot dat je kort voordat je dit artikel begon te lezen de tijd hebt gecontroleerd. Of je nu met wazige ogen naar een wekker staart, op je polshorloge kijkt om te zien of je te laat bent, of afspraken boekt in de agenda-app van je telefoon, de meesten van ons raadplegen de klok vele malen per dag. Het is dit vertrouwde en alomtegenwoordige volgen van de tijd dat het uitgangspunt vormt voor Tsjaad Orzel's Een korte geschiedenis van tijdwaarneming: de wetenschap van het markeren van tijd, van Stonehenge tot atoomklokken.
In dit boek behandelt de Amerikaanse natuurkundeprofessor de eeuwen van wetenschappelijke ontdekkingen, politieke machinaties en maatschappelijke veranderingen die ons hebben geleid tot de huidige tijdwaarnemingsmethoden. Orzel begint in de doorgangsgraven van het neolithische Groot-Brittannië - waar de zon alleen op bepaalde tijden van het jaar in de grafkamer schijnt en een zonnewende of equinox markeert - voordat hij bespreekt hoe de evolutie van onze moderne kalender werd gevormd door religie en politiek . Zoals hij later opmerkt: "Voor alledaagse doeleinden is tijd geen universeel absoluut maar een sociale conventie".
Het boek verweeft op slimme wijze eeuwen aan wetenschappelijke en technologische verhalen met elkaar, waardoor we van een wereld van tick-tock naar een wereld gaan die TikTok mogelijk maakt. We leren hoe nauwkeurige scheepschronometers, ontwikkeld in de 18e eeuw, tot een zegen leidden in de betrouwbare langeafstandsscheepvaart dankzij hun vermogen om de lengtegraad correct te volgen; waarom 19e-eeuwse spoorwegmaatschappijen een katalysator waren voor de adoptie van mondiale tijdzones; en hoe signalen die via satellieten of via internet worden verspreid een integraal onderdeel zijn van de verspreiding van de huidige internationale referentietijdschaal. Onderweg worden we geleid door discussies over natuurkundige ontdekkingen en verschijnselen die fundamenteel zijn voor het verhaal van tijdwaarneming. Deze omvatten elektromagnetisme, eenvoudige harmonische beweging, hemelmechanica en speciale en algemene relativiteitstheorie, evenals de atoomfysica en kwantummechanica achter de atoomklokken die nationale tijdstandaarden bieden.
Orzel geeft talloze inzichten in hoe geavanceerd veel historische wetenschappelijke praktijken waren voor hun tijd. Sommige astronomie en wiskunde van de Maya-beschaving klinken bijna als sciencefiction. Het is bijvoorbeeld ongelooflijk dat Maya-astronomische tabellen voor het volgen van Venus met succes voorspelden wanneer de planeet gedurende meerdere eeuwen aan de hemel zal verschijnen en verdwijnen. Maar we moeten ons niet laten meeslepen. Van 1987 tot het eerste decennium van de 21e eeuw werd een extrapolatie van de Maya-kalendersystemen gebruikt om verkeerde voorspellingen te ontwikkelen dat de wereld op 21 december 2012 zou eindigen. Orzel doet er goed aan de pseudowetenschap die tot deze profetieën heeft geleid, te verwerpen. van verdoemenis. Evenzo plaatst hij in latere hoofdstukken vakkundig wetenschappelijke resultaten en beweringen in perspectief.
Even fascinerend zijn de secties die worden gemarkeerd door grijze balken aan de zijkant van de pagina, die wetenschappelijke concepten gedetailleerder behandelen. Hun brede spectrum varieert van het beschrijven hoe vloeistofmechanica het gedrag van waterklokken regelt, en het graven in gedachte-experimenten om de relativiteit te helpen begrijpen, tot het uitleggen hoe de piëzo-elektrische eigenschappen van kwarts nauwkeurige en betaalbare uurwerken mogelijk maken, en het benadrukken waarom cesium werd gekozen voor de eerste generatie van atoomklokken.
Naast de wetenschap bevat Orzel historische verhalen, waarvan sommige even amusant als boeiend zijn. Het maakte me aan het lachen toen ik hoorde dat klokken voor uitstromend water werden gebruikt om de tijd te beperken dat pleitbezorgers konden spreken in Oud-Griekse rechtbanken, en uit hedendaagse gegevens blijkt dat sprekers commentaar gaven toen hun tijd bijna om was. Het was even vermakelijk om de reeksen van verschillende overlappende zandglazen te zien die aan boord van schepen werden gebruikt bij het volgen van de navigatietijd: deze opstelling bood een buffer tegen concentratieverlies door degenen die gemachtigd waren om de zojuist geleegde glazen om te draaien.
Door het hele boek heen benadrukt Orzel ook hoe de rollen van wetenschappers in het verleden anders konden zijn dan die van vandaag. De 16e-eeuwse astronoom Tycho Brahe, bijvoorbeeld, wierp horoscopen als een van zijn belangrijkste taken als hofastronoom in Denemarken. Orzel merkt ook op hoeveel waardevolle wetenschappelijke gegevens verloren kunnen gaan door invasie, plundering en het verstrijken van de tijd; een feit dat helaas nog steeds resoneert vandaag.
De opname van verhalen over rivaliteit tussen wetenschappers en historische strijd om financiering of onderwijs, benadrukken perfect Orzels onderzoeksproces. Hij beschrijft ook behendig hoe sommige wetenschappers, zoals de 17e-eeuwse natuurkundige Robert Hooke, een wonderbaarlijk talent hadden voor zelfpromotie. Anderen echter, die net zo belangrijk waren voor de ontwikkeling van de moderne tijdwaarneming, gingen stilletjes door met hun werk - zoals de 18e-eeuwse astronoom Tobias Mayer wiens minutieuze maantabellen later de basis vormden voor de Nautical Almanac van de Royal Observatory voor het bepalen van de lengtegraad op zee .
Orzel besluit door te kijken naar een toekomst waarin de huidige experimentele optische roosterklokken uiteindelijk tijdmetingen mogelijk kunnen maken die zo nauwkeurig zijn dat we aardbevingen kunnen volgen via fijnschalige monitoring van de vorm van de aarde, of mogelijk zelfs deeltjes donkere materie detecteren als ze interageren met de atomaire tik van klokken.
Door Een korte geschiedenis van tijdwaarneming, leidt Orzel ons via gebeurtenissen in zijn eigen leven naar enkele van de onderwerpen. Dit helpt niet alleen om duidelijk te maken hoeveel we het markeren van tijd als vanzelfsprekend beschouwen, maar samen met zijn boeiende schrijfstijl voorkomt het ook dat de natuurkundige inhoud niet gerelateerd is aan onze dagelijkse ervaringen.
Hoewel ik over het algemeen zeer positief over dit boek ben, is het niet zonder enkele gebreken. Hoewel de diagrammen vooral helpen bij het begrijpen, ontdekte ik dat sommige van annotaties baat zouden hebben gehad. Evenzo baseerde Orzel het boek gedeeltelijk op een universitaire cursus die hij doceert, en er zijn secties - zoals die over de Michelson-interferometer - die een beetje te duidelijk daarvan afgeleid lijken, waarbij sommige van zijn verklaringen een redelijk hoog niveau van voorafgaande natuurkunde vereisen begrip. Ook is de hoofdtekst af en toe niet helemaal logisch als, zoals Orzel suggereert dat je ervoor kunt kiezen, je alleen de gemarkeerde secties hebt doorgebladerd. Verder lijkt de titel van het boek een beetje een verkeerde benaming in termen van het suggereren van snel lezen. Zoals Orzel zelf opmerkt, kunnen onze persoonlijke ervaringen van tijd subjectief zijn, en ik beschouw iets meer dan 270 pagina's niet als "kort".
Maar voornamelijk Een korte geschiedenis van tijdwaarneming is toegankelijk voor lekenlezers, en dit zijn kleine opmerkingen over wat over het algemeen een boeiende pageturner is. Het sleept nooit, en ik ben blij dat ik enkele uren heb geïnvesteerd om meer te leren over de fascinerende geschiedenis en fysica van tijdwaarneming in de handen van deze ervaren auteur.
- 2022 BenBella Boeken 272pp $ 16.95pb
