We współczesnym świecie najczęściej używanym systemem liczbowym jest dziesiętny (podstawa 10), który prawdopodobnie powstał dlatego, że ułatwiał ludziom liczenie za pomocą palców. Skąd zatem w sposobie liczenia czasu pojawiły się liczby zupełnie z 10 nie mające wiele wspólnego jak 60 sekund w minucie (zamiast np. 100), czy 60 minut w godzinie, nie mówiąc już o 12 / 24 godzinach używanych do określania czasu trwania dnia / nocy, czy też doby?

Minuta ma 60 sekund bo ... starożytne cywilizacje tak nam "kazały"

Cywilizacje, które jako pierwsze podzieliły dobę na mniejsze części, używały jednak innych systemów liczbowych, a konkretnie dwunastkowego (podstawa 12) i sześćdziesiątkowego (podstawa 60).

Egipskie zegary słoneczne i 12 godzinny dzień

Dzięki udokumentowanym dowodom używania zegarów słonecznych przez Egipcjan, większość historyków przypisuje im rolę pierwszej cywilizacji, która podzieliła dzień na mniejsze części. Pierwsze zegary słoneczne były po prostu palikami umieszczonymi w ziemi, które wskazywały czas na podstawie długości i kierunku padającego na nie cienia. Już w 1500 r. p.n.e. Egipcjanie opracowali bardziej zaawansowany zegar słoneczny. Był to umieszczony w ziemi pręt w kształcie litery T, skalibrowany tak, aby dzielił okres między wschodem a zachodem słońca na 12 części. Podział ten odzwierciedlał stosowanie przez Egipt systemu dwunastkowego - znaczenie liczby 12 przypisuje się zwykle temu, że jest ona równa liczbie cykli księżycowych w roku lub liczbie stawów palców u każdej ręki (po trzy w każdym z czterech palców, z wyjątkiem kciuka), co umożliwiało liczenie do 12 za pomocą kciuka. Zegar słoneczny nowej generacji prawdopodobnie stanowił pierwszą reprezentację tego, co dziś nazywamy godziną. Chociaż godziny w ciągu doby były w przybliżeniu równe, ich długość zmieniała się w ciągu roku, przy czym godziny letnie były znacznie dłuższe niż zimowe.

A jak Egipcjanie mierzyli czas w nocy? Z pomocą przyszły inny gwiazdy niż Słońce

Bez sztucznego światła ludzie z tego okresu postrzegali okresy słoneczne i ciemne jako dwie przeciwstawne sfery, a nie jako część tego samego dnia. Bez pomocy zegarów słonecznych podział ciemnego przedziału między zachodem a wschodem słońca był bardziej skomplikowany niż podział okresu słonecznego. W czasach, gdy po raz pierwszy zaczęto używać zegarów słonecznych, egipscy astronomowie po raz pierwszy zaobserwowali zestaw 36 gwiazd, które dzieliły okrąg nieba na równe części. Przejście nocy można było zaznaczyć przez pojawienie się 18 z tych gwiazd, z których po trzy przypisano do każdego z dwóch okresów zmierzchu, kiedy gwiazdy były trudne do dostrzeżenia. Okres całkowitej ciemności wyznaczało pozostałych 12 gwiazd, co dawało 12 podziałów nocy (kolejny ukłon w stronę systemu dwunastkowego). W okresie Nowego Państwa (1550-1070 p.n.e.) uproszczono ten system pomiarowy do zestawu 24 gwiazd, z których 12 wyznaczało upływ nocy. Klepsydra, czyli zegar wodny, była również używana do rejestrowania czasu w nocy i była prawdopodobnie najdokładniejszym przyrządem do pomiaru czasu w starożytnym świecie. Zegar - którego egzemplarz, znaleziony w świątyni Amona w Karnaku, datowany jest na 1400 r. p.n.e. - był naczyniem o pochyłych powierzchniach wewnętrznych, umożliwiających zmniejszenie ciśnienia wody, z podziałką, na której zaznaczano podział nocy na 12 części w różnych miesiącach.

Z godzin "jasnych" i "ciemnych" powstaje dwudziestoczterogodzinna doba

Po podzieleniu godzin jasnych i ciemnych na 12 części powstała koncepcja 24-godzinnego dnia. Koncepcja godzin o stałej długości powstała jednak dopiero w okresie hellenistycznym, kiedy to greccy astronomowie zaczęli stosować taki system do swoich obliczeń teoretycznych. Hipparchus, którego prace miały miejsce głównie w latach 147-127 p.n.e., zaproponował podział doby na 24 godziny równonocne, bazując na 12 godzinach światła dziennego i 12 godzinach ciemności obserwowanych w dni równonocy. Mimo tej propozycji, laicy przez wiele stuleci nadal używali godzin zmieniających się w zależności od pory roku. (Godziny o stałej długości stały się powszechne dopiero po pojawieniu się w Europie w XIV wieku zegarów mechanicznych).

Dlaczego 60 sekund na minutę, 60 minut na godzinę? Jak Grecy, Sumerowie oraz Babilończycy przyczynili się do podziału czasu na interwały po 60

Hipparch i inni greccy astronomowie stosowali techniki astronomiczne opracowane wcześniej przez Babilończyków, którzy zamieszkiwali Mezopotamię. Babilończycy dokonywali obliczeń astronomicznych w systemie sześćdziesiątkowym (podstawa 60), który odziedziczyli po Sumerach, którzy opracowali go ok. 2000 r. p.n.e. Choć nie wiadomo, dlaczego wybrano akurat 60, jest on szczególnie wygodny do wyrażania ułamków, ponieważ 60 jest najmniejszą liczbą podzielną przez sześć pierwszych liczb liczących, a także przez 10, 12, 15, 20 i 30.

Chociaż nie używa się go już do ogólnych obliczeń, system szcześćdziesiątkowy jest nadal stosowany do mierzenia kątów, współrzędnych geograficznych i czasu. W rzeczywistości zarówno okrągła tarcza zegara, jak i sfera kuli ziemskiej zawdzięczają swoje podziały systemowi numerycznemu Babilończyków.

Grecki astronom Eratostenes (żyjący ok. 276-194 r. p.n.e.) wykorzystał system sześćdziesiątkowy do podzielenia okręgu na 60 części, aby opracować wczesny geograficzny system szerokości geograficznej, w którym linie poziome biegły przez dobrze znane miejsca na Ziemi. Wiek później Hipparch znormalizował linie szerokości geograficznej, czyniąc je równoległymi i zgodnymi z geometrią Ziemi. Opracował również system linii długości geograficznej, który obejmował 360 stopni i przebiegał z północy na południe, od bieguna do bieguna.

W swoim traktacie "Almagest" (ok. 150 r. n.e.), Klaudiusz Ptolemeusz wyjaśnił i rozszerzył dzieło Hipparcha, dzieląc każdy z 360 stopni szerokości i długości geograficznej na mniejsze odcinki. Każdy stopień został podzielony na 60 części, z których każda została podzielona na 60 mniejszych części. Pierwszy podział, partes minutae primae, czyli pierwsza minuta, był znany po prostu jako "minuta". Drugi podział, partes minutae secundae, czyli druga minuta, stał się znany jako sekunda.

Minuty i sekundy nie były jednak używane do codziennego odmierzania czasu przez wiele stuleci po powstaniu "Almagestu". Zegary dzieliły godzinę na połówki, tercje, ćwiartki, a czasem nawet na 12 części, ale nigdy na 60. W rzeczywistości godzina nie była powszechnie rozumiana jako czas trwania 60 minut. Dla ogółu społeczeństwa uwzględnianie minut nie było praktyczne do czasu pojawienia się pod koniec XVI wieku pierwszych zegarów mechanicznych, które wyświetlały minuty. Nawet dziś wiele zegarów i zegarków naręcznych ma rozdzielczość tylko jednej minuty i nie wyświetla sekund.

Osiągnięcia starożytności kontra zegary atomowe

Dzięki starożytnym cywilizacjom, które określiły i zachowały podział czasu, współczesne społeczeństwo nadal uważa, że dzień składa się z 24 godzin, godzina z 60 minut, a minuta z 60 sekund. Postępy w nauce o odmierzaniu czasu zmieniły jednak sposób definiowania tych jednostek. Sekundy uzyskiwano kiedyś, dzieląc wydarzenia astronomiczne na mniejsze części, przy czym w Międzynarodowym Układzie Jednostek Miar (SI) sekundę definiowano kiedyś jako ułamek średniej doby słonecznej, a później odniesiono ją do roku zwrotnikowego. Zmieniło się to w 1967 roku, gdy sekundę zdefiniowano na nowo jako czas trwania 9 192 631 770 przejść energetycznych atomu cezu. Zmiana ta zapoczątkowała erę atomowego pomiaru czasu i Uniwersalnego Czasu Koordynowanego (UTC).

Co ciekawe, aby czas atomowy zgadzał się z czasem astronomicznym, do czasu UTC trzeba czasem dodawać sekundy przestępne. Dlatego nie wszystkie minuty zawierają 60 sekund. Kilka rzadkich minut, występujących z częstością około ośmiu na dekadę, zawiera 61 sekund.