เกี่ยวกับเวลา

รุ่งอรุณของปีใหม่เตือนเราว่าเราใช้ชีวิตส่วนใหญ่ตามนาฬิกาและปฏิทิน ข้อความนี้แข็งแกร่งยิ่งขึ้นเมื่อปีใหม่เป็นปีสุดท้ายของสหัสวรรษ ซึ่งมีเลข 2,000 แต่เวลาคืออะไรกันแน่? มีสามคำตอบ: หนึ่งในฟิสิกส์และปรัชญา (เวลาเป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพ) อีกคำตอบหนึ่งในจิตวิทยา (ความรู้สึกของเวลาที่ผ่านไป) คำตอบที่สามในคณิตศาสตร์และวิศวกรรม (เวลาที่เราวัดและใช้เพื่อควบคุมชีวิตของเรา) แน่นอนว่า Devlin’s Angle จะมุ่งความสนใจไปที่แนวคิดสุดท้ายของทั้งสามข้อนี้ เรามาวัดเวลากันตั้งแต่แรกได้อย่างไร? นาฬิกาของเราวัดอะไรกันแน่? (นี่คือที่มาของคณิตศาสตร์) และเราใช้หลักการทางวิทยาศาสตร์อะไรในการสร้างนาฬิกาที่แม่นยำยิ่งขึ้น? (คณิตศาสตร์เพิ่มเติมที่นี่.)

เวลาผ่านไป

การวัดเวลาเริ่มต้นด้วยการประดิษฐ์นาฬิกาแดดในอียิปต์โบราณช่วงก่อน 1,500 ปีก่อนคริสตกาล อย่างไรก็ตาม เวลาที่ชาวอียิปต์วัดนั้นไม่เหมือนกับเวลาที่นาฬิกาวัดในปัจจุบัน สำหรับชาวอียิปต์และอีกสามพันปี หน่วยพื้นฐานของเวลาคือช่วงเวลากลางวัน ชาวอียิปต์แบ่งช่วงเวลาตั้งแต่พระอาทิตย์ขึ้นถึงพระอาทิตย์ตกออกเป็นสิบสองส่วนเท่าๆ กัน ทำให้เราเป็นผู้กำหนดช่วงเวลาของวันนี้ ผลก็คือชั่วโมงของชาวอียิปต์ไม่ใช่ระยะเวลาที่คงที่ดังที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน แทนที่จะเป็น 1 ใน 12 ของช่วงเวลากลางวัน มันแปรเปลี่ยนไปตามความยาวของวัน และด้วยเหตุนี้จึงเป็นไปตามฤดูกาล นอกจากนี้ยังแตกต่างกันไปในแต่ละสถานที่บนพื้นผิวโลก และแน่นอน เวลาเป็นแนวคิดที่สามารถวัดได้หยุดลงอย่างมีประสิทธิภาพในช่วงเวลาแห่งความมืดมิด

ความต้องการวิธีการวัดเวลาโดยไม่ขึ้นกับดวงอาทิตย์ทำให้เกิดอุปกรณ์ต่างๆ ขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งนาฬิกาทราย นาฬิกาน้ำ และเทียนไข สองแบบแรกใช้การไหลของสารบางอย่างในการวัดเวลา ส่วนแบบหลังจะตกลงมาตามความสูงของแท่งเทียน ทั้งสามเปรียบเปรยว่าเวลาเป็นสิ่งที่ไหลไปเรื่อย ๆ และด้วยเหตุนี้จึงเริ่มกำหนดวิธีคิดของเราเกี่ยวกับเวลา

แม้ว่าความแม่นยำจะไม่เคยดีเลิศ แต่อุปกรณ์เหล่านี้ไม่เพียงให้วิธีการวัดเวลาโดยไม่ต้องมองเห็นดวงอาทิตย์บนท้องฟ้าเท่านั้น แต่ยังเป็นพื้นฐานสำหรับแนวคิดของเวลาที่ไม่ขึ้นอยู่กับความยาวของวัน . แต่ต้องใช้เวลาหลายศตวรรษก่อนที่จะได้รับประโยชน์จากความเป็นไปได้นั้น เครื่องมือวัดเวลาเหล่านี้แต่ละชิ้นมีระบบการทำเครื่องหมายที่ซับซ้อนซึ่งออกแบบมาเพื่อบอกเวลาตามนาฬิกาแดด ชิ้นส่วนของนาฬิกาน้ำในศตวรรษที่สิบสามที่พบในฝรั่งเศสให้คำแนะนำเกี่ยวกับวิธีตั้งนาฬิกาสำหรับทุกวันของปี! เนื่องจากชั่วโมงแห่งความมืดเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับเวลากลางวัน สเกลสำหรับชั่วโมงกลางคืนจึงเป็นสเกลเวลากลางวันของวันนั้นเมื่อครึ่งปีก่อนพอดี ตัวอย่างเช่น มาตราส่วนสำหรับเวลากลางคืนของวันที่ 1 กรกฎาคม คือมาตราส่วนเวลากลางวันของวันที่ 1 มกราคม

นอกจากความเที่ยงตรงแล้ว นาฬิกาทราย นาฬิกาน้ำ และเทียนยังถูกจำกัดด้วยระยะเวลาทั้งหมดที่สามารถวัดได้ก่อนที่จะต้องตั้งค่าใหม่ ด้วยเหตุนี้ จึงมักใช้วัดระยะเวลาของกิจกรรมบางอย่าง เช่น สุนทรพจน์ของนักปราศรัย เวลาทำอาหาร หรือระยะเวลาของการให้คำปรึกษาทางกฎหมาย

ในประวัติศาสตร์ส่วนใหญ่ คนธรรมดาไม่สามารถเข้าถึงเครื่องมือวัดเวลาใดๆ ได้อย่างปกติและง่ายดาย นอกเหนือไปจากการมองดูท้องฟ้าในวันที่แดดจ้าและดูว่าดวงอาทิตย์อยู่ที่ไหน สำหรับพวกเขา เวลาอย่างที่เราเข้าใจในทุกวันนี้ไม่มีอยู่จริง กลุ่มหนึ่งในยุคกลางที่วันถูกปกครองด้วยเวลาในแบบที่ไม่ต่างจากผู้คนในปัจจุบันคือพระสงฆ์เบเนดิกติน โดยมีเวลาละหมาดตามระเบียบของสงฆ์ แปดชั่วโมงตามบัญญัติ: สรรเสริญ (ก่อนรุ่งสาง) ไพรม์ (หลังรุ่งสาง) terce (ชั่วโมงที่สาม), sext (ชั่วโมงที่หก), nones (ชั่วโมงที่เก้า), สายัณห์ (ชั่วโมงที่สิบเอ็ด), compline (หลังพระอาทิตย์ตกดิน) และ matins (ช่วงกลางคืน) สัญญาณที่ประกาศทุกชั่วโมงตามบัญญัติและควบคุมวันพระสงฆ์คือระฆัง นี่ทำให้เราได้คำว่า “นาฬิกา” ซึ่งมาจากคำภาษาละตินยุคกลางที่แปลว่า กระดิ่ง หรือ clocca

ไม่ว่าจะควบคุมโดยนาฬิกาแดด นาฬิกาน้ำ เทียนไข หรือดวงดาวก็ตาม ระฆังที่ใช้ส่งสัญญาณชั่วโมงตามบัญญัติใหม่แต่ละชั่วโมงจะดังขึ้นตามกำหนดเวลาโดยอิงตามระยะเวลาของแสงแดด ณ สถานที่นั้นและ ณ ที่นั้น ช่วงเวลาของปี เนื่องจากไม่ได้เว้นระยะห่างเท่าๆ กัน เวลาตามรูปแบบบัญญัติจึงให้แนวคิดเกี่ยวกับเวลาที่นอกจากจะเปลี่ยนแปลงตลอดทั้งปีและจากสถานที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งแล้ว ยังไม่ไหลสม่ำเสมอเหมือนเวลาสมัยใหม่

ซื้อเวลา

ในช่วงยุคกลาง ความคิดเกี่ยวกับเวลาที่มีการควบคุมเริ่มแพร่กระจายออกจากอารามพร้อมกับพิธีทางศาสนาที่เกี่ยวข้อง ในตอนท้ายของศตวรรษที่สิบสี่ หนังสือที่ขายดีที่สุดในยุโรปคือ Book of Hours ซึ่งเป็นชุดของการอ่านที่ให้ข้อคิดทางวิญญาณที่ฆราวาสผู้มั่งคั่งในบ้านของเขาสามารถอ่านหรืออ่านได้ในเวลามาตรฐานที่เหมาะสม

ทุกวันนี้ คนส่วนใหญ่รักษาชีวิตตัวเองและครอบครัวด้วยการขายเวลา ในกรณีของคนงาน ผู้เชี่ยวชาญ หรือที่ปรึกษา “จ่ายเป็นรายชั่วโมง” นั้นชัดเจนน้อยกว่าแต่ไม่น้อยจริงสำหรับพนักงานที่ได้รับเงินเดือน ยิ่งกว่านั้น เศรษฐกิจในปัจจุบันส่วนใหญ่ยังดำรงอยู่ได้ด้วยการให้กู้ยืมและการกู้ยืมเงิน ซึ่งผู้ให้กู้คิดดอกเบี้ย ซึ่งเป็นค่าธรรมเนียมสำหรับเวลาที่ผู้ยืมใช้เงิน สถานการณ์แตกต่างกันในยุคกลาง แม้ว่าชาวโรมันจะอนุญาต แต่ดอกเบี้ย – การคิดดอกเบี้ยจากเงินกู้ – ถูกห้ามในสังคมคริสเตียนยุคแรกจนกระทั่งถึงศตวรรษที่สิบสอง ข้อโต้แย้งที่ว่าเวลานั้นเป็นของพระเจ้า ดังนั้นจึงไม่สามารถซื้อหรือขายได้ (อย่างเป็นทางการ อิสลามยังคงห้ามกินดอกเบี้ย)

การพึ่งพาการค้าระหว่างประเทศที่เพิ่มขึ้นตั้งแต่ศตวรรษที่ 13 เป็นต้นมาจำเป็นต้องได้รับการสนับสนุนจากตลาดเงิน และเป็นผลให้ดอกเบี้ยค่อยๆ คืบคลานเข้าสู่สังคมคริสเตียนในยุโรป ด้วยการยอมรับที่เพิ่มขึ้นของเวลาว่าเป็นสินค้าที่สามารถซื้อขายได้ มนุษยชาติจึงเริ่มต้นไปตามเส้นทางของการพัฒนาความรู้สึกของเวลาซึ่งเป็นสิ่งที่แยกจากวัฏจักรของกลางคืนและกลางวันที่คุ้นเคยและการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาล เมื่อเวลาผ่านไป มันก็กลายเป็นเรื่องทางโลกมากขึ้น ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกิจกรรมประจำวันของการค้า อุตสาหกรรม และชีวิตประจำวัน

การประดิษฐ์ไทม์แมชชีน

เข้าสู่โลกแห่ง “เวลาธรรมชาติ” ตามการเดินของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้าและแปรเปลี่ยนไปตามฤดูกาล นาฬิการะบบกลไกเครื่องแรก – เครื่องบอกเวลา – ได้รับการแนะนำในยุโรปศตวรรษที่ 13 ขัดแย้งกับแนวคิดของเวลาในฐานะสิ่งที่ไหล นาฬิกาในยุคแรกเริ่มมีความคิดในการวัดเวลาโดยแบ่งเวลาออกเป็นชิ้นเท่าๆ กัน แยกจากกัน แล้วนับจำนวนเหล่านั้น

พวกเราส่วนใหญ่คิดว่าเวลาที่ผลิตโดยนาฬิกาของเราคือเวลานั่นเอง แต่สิ่งเดียวที่เป็นธรรมชาติเกี่ยวกับเวลาที่ผลิตโดยนาฬิกาคือแต่เดิมนั้นขึ้นอยู่กับการปฏิวัติของโลกอย่างสมบูรณ์ การแบ่งช่วงเวลานั้นออกเป็น 24 ชั่วโมงเท่าๆ กัน — โดยทั่วไปถือเป็นสองช่วงต่อเนื่องกัน ช่วงละ 12 ชั่วโมง (AM และ PM) การแบ่งแต่ละชั่วโมงออกเป็น 60 นาที และการแบ่งแต่ละนาทีออกเป็นวินาทีนั้นเป็นไปตามข้อตกลงทั้งหมด — สิ่งประดิษฐ์ของมนุษย์

ในความเป็นจริง มีความเป็นวงกลมพื้นฐานในวิธีที่เราวัดเวลา เวลาที่วัดโดยนาฬิกานั้นผลิตขึ้นเองโดยนาฬิกานั้น เวลาของนาฬิกาไม่ขึ้นกับการไหลของฤดูกาลหรือวัฏจักรของกลางวันและกลางคืน และไม่ขึ้นกับตำแหน่งของนาฬิกาบนโลก วันนี้เราไม่ได้ให้ความสำคัญกับเรื่องนี้ เวลาคือสิ่งที่นาฬิกาบอกเรา แต่ในยุคแรก ๆ ของนาฬิกานั้นไม่เป็นเช่นนั้น แท้จริงแล้ว เวลาที่กำหนดโดยนาฬิกานั้นแตกต่างกันมาก ซึ่งการฝึกหัดได้พัฒนาขึ้นมาเพื่อบ่งชี้ว่านาฬิกาบอกเวลาตามเวลาที่กำหนดโดยการเพิ่มวลี “ของนาฬิกา” ซึ่งต่อมาเรียกโดยย่อว่า “นาฬิกา” ที่เราใช้กันในปัจจุบัน

ด้วยการประดิษฐ์นาฬิกา หน่วยพื้นฐานของเวลาหยุดเป็นวันและถูกแทนที่ด้วยชั่วโมง ด้วยนาฬิกา ผู้คนสามารถเชื่อมโยงกิจกรรมของพวกเขาในระดับที่มากกว่าที่เคยเป็นมา และความสามารถในการวัดเวลาด้วยวิธีทางคณิตศาสตร์ช่วยเตรียมหนทางสำหรับการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ที่จะตามมาในอีกสามร้อยปีต่อมา

นาฬิกาทั้งหมดขึ้นอยู่กับกฎของฟิสิกส์ ซึ่งให้นาฬิกาที่เชื่อถือได้ในรูปแบบของออสซิลเลเตอร์ วัตถุใดๆ ที่แกว่งไปมาจะมีคาบการแกว่งที่ต้องการ และโดยการหาวิธีใช้ประโยชน์จากคาบปกตินั้น ก็อาจสร้างนาฬิกาที่เชื่อถือได้ขึ้นได้

กลไกการสั่นในช่วงแรกเรียกว่าการหลบหนี การหลบหนีครั้งแรก “ขอบและใบ” ประกอบด้วยแถบแนวนอนที่แกว่งได้อย่างอิสระ (ใบ) ซึ่งติดอยู่กับเพลาแนวตั้งที่อยู่ตรงกลาง (ขอบ) กลไกถูกขับเคลื่อนด้วยแรงโน้มถ่วง น้ำหนักมากห้อยลงมาจากสายไฟที่พันรอบแกนหมุนแนวนอน ขณะที่น้ำหนักค่อยๆ ลดลง สายไฟก็หมุนแกนหมุน เม็ดมะยมแบบซี่ฟันบนแกนหมุนทำให้กลไกการหลบหนีสั่น การหลบหนีจะควบคุมอัตราที่แกนหมุนหมุน และการหมุนของแกนหมุนจะวัดระยะเวลาที่ผ่านไปโดยการเคลื่อนเข็มไปรอบๆ หน้าปัดนาฬิกาที่ทำเครื่องหมายไว้ (อัตราการสั่นและความเร็วของนาฬิกาถูกปรับโดยการย้ายน้ำหนักขนาดเล็กที่วางอย่างสมมาตรไปตามแถบเลื่อน)

ช่วงหนึ่งในศตวรรษที่ 15 ผู้ผลิตนาฬิกาเริ่มใช้ใบมีดโลหะที่ขดแน่นอย่างสปริง เพื่อจ่ายพลังงานให้กับนาฬิกา แทนที่จะใช้แรงดึงดูดของโลก จากการสังเกตที่มีชื่อเสียงของกาลิเลโอในปี ค.ศ. 1583 ว่าระยะเวลาของการแกว่งของลูกตุ้มที่แกว่งนั้นดูเหมือนจะขึ้นอยู่กับขนาดของลูกตุ้มเท่านั้น ไม่ได้ขึ้นอยู่กับขนาดของส่วนโค้ง การหลบหนีของขอบและใบถูกแก้ไข – และปรับปรุง – เพื่อให้ การแกว่งแขนลูกตุ้มควบคุมการเคลื่อนไหว นาฬิกาลูกตุ้มได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นเองเมื่อกลไกขอบและโฟลิออตสำหรับควบคุมอัตราการหมุนของเม็ดมะยมถูกแทนที่ด้วยการหลบสมอ โดยที่ “สมอ” ที่มีลักษณะคล้ายคาลิเปอร์ทำหน้าที่ก่อนหน้านี้โดยขอบและ – ใบ

แม้จะมีการปรับปรุงต่างๆ มากมาย แต่นาฬิการุ่นแรกๆ ส่วนใหญ่ก็ไม่น่าเชื่อถือเอาซะเลย อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้มีผลเพียงเล็กน้อยเนื่องจากสามารถตรวจสอบและปรับเปลี่ยนได้อย่างสม่ำเสมอโดยอ้างอิงจากดวงอาทิตย์ ดังนั้น แม้จะมีเทคโนโลยีและธรรมชาติเชิงกลของเวลาที่ผลิตขึ้น แต่ท้ายที่สุดแล้ว เวลาก็ยังคงขึ้นอยู่กับดวงอาทิตย์

แต่ในช่วงกลางของศตวรรษที่ 17 นาฬิกาลูกตุ้มที่มีสมอเรือถูกผลิตขึ้นซึ่งมีความแม่นยำภายในสิบวินาทีต่อวัน ซึ่งแม่นยำกว่าการอ่านเวลาจากนาฬิกาแดดมาก ไม่เพียงแต่การอ่านเวลาอย่างแม่นยำจากนาฬิกาแดดเท่านั้น ไม่ใช่เรื่องง่ายแล้ว ความเร็วของดวงอาทิตย์ที่พาดผ่านท้องฟ้ายังแปรผันเล็กน้อยจากจุดสูงสุดในวันหนึ่งของวันถัดไป อันที่จริง ด้วยความพร้อมใช้งานของไทม์แมชชีนที่แม่นยำ ทำให้สามารถวัดความผันแปรของความเร็วของดวงอาทิตย์ได้ ในตอนนั้น ในช่วงเริ่มต้นของการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ ผู้คนเริ่มใช้ชีวิตด้วยกลไกของเวลาได้อย่างมีประสิทธิภาพ แม้ว่าสำหรับประชากรส่วนใหญ่แล้ว ดวงอาทิตย์จะยังคงให้วิธีการหลักในการบอกเวลา (โดยประมาณ) ต่อไป แต่เวลาที่แน่นอนคือเวลาที่กำหนดโดยนาฬิกา นับจากนั้นเป็นต้นมา นาฬิกาก็ถูกนำมาใช้เพื่อตั้งและปรับเทียบนาฬิกาแดด แทนที่จะใช้วิธีอื่นอย่างที่เคยเป็นมา

ฉันอยู่ที่ไหน?

การเปิดตัวนาฬิกาที่เที่ยงตรงไม่เพียงแต่ให้วิธีการวัดและบอกเวลาที่ถูกต้องแม่นยำเท่านั้น แต่ยังช่วยให้นักเดินเรือสามารถระบุการเปลี่ยนแปลงของเวลาด้วยลองจิจูดเพื่อกำหนดตำแหน่งเมื่ออยู่ในทะเล

ในศตวรรษที่ 15 เมื่อนักสำรวจเช่น คริสโตเฟอร์ โคลัมบัส และ อเมริโก เวสปุชชี เริ่มล่องเรือในมหาสมุทรเป็นครั้งแรก พวกเขาต้องเผชิญกับอุปสรรค์สำคัญ นั่นคือ พวกเขาจะติดตามตำแหน่งของตนได้อย่างไร สำหรับนักเดินเรือรุ่นก่อนๆ เช่น พ่อค้าชาวเมดิเตอร์เรเนียนและชาวยุโรปเหนือ ไม่มีปัญหาเช่นนี้ พวกเขามักจอดอยู่ใกล้ชายฝั่งเสมอ ตั้งแต่ยุคแรก ๆ แผนภูมิที่เรียกว่า portolans (คู่มือท่าเรือ) มีไว้เพื่อให้รายละเอียดที่กะลาสีที่โอบกอดชายฝั่งต้องการ เช่น ความลึกของน้ำ ตำแหน่งของหินที่ทรยศ จุดสังเกตพิเศษ และอื่น ๆ แต่คุณจะติดตามตำแหน่งของคุณได้อย่างไรเมื่อคุณออกจากชายฝั่งไปแล้ว

ส่วนหนึ่งของคำตอบมาจากนักภูมิศาสตร์ชาวกรีกในศตวรรษที่สามก่อนคริสต์ศักราช ซึ่งใช้การคำนวณทางดาราศาสตร์เพื่อวาดเส้นอ้างอิงสามเส้นบนแผนที่โลกของพวกเขา นั่นคือเส้นละติจูดสามเส้นที่รู้จักกันในปัจจุบันว่าเป็นเส้นศูนย์สูตรและเส้นศูนย์สูตรของราศีกรกฎและราศีมังกร ต่อมา Eratosthenes ได้เพิ่มเส้นละติจูดตะวันออก-ตะวันตกเพิ่มเติม ซึ่งอยู่ในตำแหน่งที่วิ่งผ่านสถานที่สำคัญที่คุ้นเคย หนึ่งศตวรรษต่อมา Hipparchus ทำให้ระบบปกติทางคณิตศาสตร์มากขึ้นโดยทำให้เส้นมีระยะห่างเท่า ๆ กันและขนานกันจริง ๆ

ไม่ได้กำหนดโดยการวางที่ดินหรือโดยสถานที่ที่ผู้คนเห็นว่าสำคัญ นอกจากนี้เขายังได้เพิ่มระบบเส้นลองจิจูดเหนือ-ใต้ ซึ่งวิ่งจากขั้วหนึ่งไปยังอีกขั้วหนึ่ง และแบ่ง 360 องศาของทั้งละติจูดและลองจิจูดออกเป็นส่วนเล็กๆ โดยแต่ละองศาจะแบ่งออกเป็น 60 นาที และแต่ละนาทีจะมี 60 วินาที (ทั้ง 360 องศาของวงกลมและการแบ่ง 60 เท่าขององศาและนาทีมาจากศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสต์ศักราช ระบบการนับเพศแบบบาบิโลนนำมาใช้เพราะความสะดวกในการแบ่งจำนวนเต็ม 60 และ 360)

ในศตวรรษที่ 2 ก่อนคริสต์ศักราช คลอเดียส ปโตเลมี นักดาราศาสตร์ชาวกรีกได้เขียนหนังสือแปดเล่มเกี่ยวกับภูมิศาสตร์ ซึ่งเขาได้อธิบายวิธีการวาดแผนที่โดยใช้เส้นละติจูดและลองจิจูดสำหรับการอ้างอิง ต้นฉบับของปโตเลมีมาพร้อมกับแผนที่โลกยี่สิบเจ็ดใบซึ่งวาดขึ้นตามความคิดของเขา (ไม่ทราบว่าปโตเลมีเป็นคนวาดแผนที่เหล่านั้นเองหรือไม่) ปโตเลมีทำข้อผิดพลาดสำคัญสองประการ นั่นคือ การประมาณเส้นรอบโลกของเขาเป็นเพียงสามในสี่ของตัวเลขที่แท้จริง และเขาขยายเอเชียและอินเดียไปทางตะวันออกมากเกินไป (การรวมกันของข้อผิดพลาดทั้งสองนี้ทำให้โคลัมบัสซึ่งมีสำเนาหนึ่งในแผนที่ของทอเลมีคิดว่าเขาสามารถล่องเรือไปทางตะวันตกไปยังหมู่เกาะอินเดียได้ และด้วยเหตุนี้จึงนำไปสู่การค้นพบอเมริกาโดยชาวยุโรปในศตวรรษที่สิบห้า )

ในการใช้ประโยชน์จากเส้นตารางที่วาดบนแผนที่ นักเดินเรือต้องมีวิธีการระบุละติจูดและลองจิจูดของเรือ Latitude ไม่ใช่ปัญหามากนัก สิ่งที่กะลาสีต้องทำคือวัดความสูงของดวงอาทิตย์ในตอนเที่ยง ซึ่งจะแตกต่างกันไปตามละติจูด (และช่วงเวลาของปี) และการคำนวณทางเรขาคณิตอย่างง่ายทำให้สามารถคำนวณละติจูดจากระดับความสูงตอนเที่ยงของวันใดก็ตามของปี ในยุคกลางแล้ว ตารางดาราศาสตร์แสดงความสูงของดวงอาทิตย์ตอนเที่ยงตลอดทั้งปีที่ละติจูดต่างๆ และเครื่องมือเล็งเช่นควอแดรนท์สามารถใช้วัดระดับความสูงได้ แม้ในสมัยนั้น การกำหนดละติจูดสามารถทำได้ภายในครึ่งองศา

แต่คุณจะกำหนดลองจิจูดได้อย่างไร? คำตอบแรกที่ใช้ได้จริงคือในแง่ของความเร็ว หากนักสำรวจรู้ความเร็วที่เขากำลังเดินทาง เขาสามารถคำนวณระยะทางที่เดินทางในแต่ละวันได้ และด้วยวิธีนั้นก็ติดตามลองจิจูดของเขา โคลัมบัสไม่มีเครื่องมือที่จะวัดความเร็วของเขา ดังนั้นเขาจึงเพียงแค่สังเกตฟองอากาศและเศษซากที่ลอยผ่านเรือของเขา และใช้การสังเกตเหล่านั้นในการประมาณความเร็ว ทางออกที่ดีกว่าคือการใช้เวลา แม้แต่ชาวกรีกก็สังเกตเห็นว่าลองจิจูดถือเป็นฟังก์ชันของเวลา เนื่องจากโลกทำการปฏิวัติหนึ่งครั้งทุกๆ ยี่สิบสี่ชั่วโมง ในแต่ละชั่วโมง

โลกจะหมุนรอบตัวเองผ่านลองจิจูดสิบห้าองศา ซึ่งหมายความว่าทุกองศาของลองจิจูดจะเท่ากับเวลาสี่นาที หากนักเดินเรือรู้เวลาที่จุดเริ่มต้นของเขา และรู้เวลาท้องถิ่นด้วย เมื่อเปรียบเทียบสองครั้ง เขาสามารถคำนวณลองจิจูดปัจจุบันของเขาเทียบกับลองจิจูดเริ่มต้นได้ การถือนาฬิกาบนเรือ กะลาสีทุกคนต้องทำเพื่อระบุลองจิจูดของเขาคืออ่านเวลาของนาฬิกาตอนเที่ยง (ท้องถิ่น) (เช่น เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดสูงสุด) และแปลงความคลาดเคลื่อนของนาฬิกาตั้งแต่เที่ยงวันเพื่อให้นาฬิกาของเรือ ลองจิจูดเทียบกับลองจิจูดเริ่มต้น ทุก ๆ สี่นาทีของความแตกต่างจะระบุ 1 องศาของลองจิจูดไปทางทิศตะวันออกหรือทิศตะวันตก แน่นอนว่าเพื่อให้กระบวนการนี้สำเร็จ กะลาสีต้องมีนาฬิกาที่ไว้ใจได้ ยิ่งกว่านั้นนาฬิกาที่ยังคงเชื่อถือได้เมื่อนำออกทะเลบนเรือ

ตั้งแต่ศตวรรษที่ 16 เป็นต้นมา ความต้องการนาฬิกาที่เที่ยงตรงในการระบุเส้นลองจิจูดกลายเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อการเติบโตของการค้าโลก จนมีการเสนอรางวัลเป็นเงินจำนวนหนึ่งสำหรับผู้ที่ผลิตอุปกรณ์ดังกล่าวเป็นคนแรก ในปี ค.ศ. 1714 สมเด็จพระราชินีแอนน์แห่งอังกฤษทรงเสนอเงิน 20,000 (หลายล้านปอนด์ในสกุลเงินปัจจุบัน)

ให้กับบุคคลแรกที่หาวิธีกำหนดเส้นลองจิจูดให้ได้ภายในครึ่งองศา มีความพยายามมากมายในการแก้ปัญหาและชนะรางวัลต่างๆ ในปี พ.ศ. 2302 ชาวยอร์กเชียร์ชื่อจอห์น แฮร์ริสันได้ทดสอบนาฬิกาขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 5.2 นิ้วในการเดินทางจากอังกฤษไปยังจาเมกาและเดินทางกลับ นาฬิกาหายไปเพียงห้าวินาทีในการเดินทางออกไป ซึ่งสอดคล้องกับความคลาดเคลื่อนของลองจิจูดเพียงหนึ่งส่วนสี่ไมล์ทะเล แฮร์ริสันได้รับรางวัลควีนแอนน์ และในที่สุดโลกก็มีวิธีกำหนดลองจิจูดโดยใช้การวัดเวลาที่แม่นยำ

สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ elevageroziere.com