“지금 몇시입니까?”
「깨어라!」 독일 연방 공화국 통신원 기
“지금 몇시입니까?” “정각 8:30입니다.” “감사합니다. 기차를 타야 하는데, 제 시계가 서 버렸거든요.”
오늘날 이러한 정확한 시간 관념은 당연한 것으로 받아들여지고 있다. 그러나 인류는 오랫 동안 초, 분 심지어 시에도 관심이 없었다. 그러나 마침내 짧은 시간 측정을 하려는 노력을 하게 되었다.
인간에 의해 만들어진 가장 초기의 시간 측정 도구는 해시계였다. 그것의 기본적인 불편함은 다음과 같은 속담에 잘 나타나 있다. “해시계처럼 하라. 단지 화창한 날만을 세어라.” 화창한 날이 아니더라도 기능을 수행할 수 있는 더 믿을 만한 시계가 필요하였다. 물 시계가 이러한 필요를 충족시켰다. 물이 용기에서 작은 구멍을 통해 원통으로 흘러 들어가서 물 높이가 점차 높아지는데 그것이 시간 측정의 기초가 되었다.
모래시계도 같은 원리에 따라 작용하였다. 모래시계는 지금도 달걀을 삶는 시간 기록계로서 때때로 사용되고 있다. 그 다음에 기름시계가 있었다. 기름이 등불의 연료로 사용되었고, 기름이 소비된 양에 따라 시간을 측정할 수 있었다.
모래시계와 기름시계는 그 한계가 있었다. 한가지는 이동시에는 적절히 기능을 발휘하지 못했다. 시간이 흘러가면서 계속 시간을 측정할 수 있는 휴대용 시계가 필요하였다. 이것은 처음에 시간 측정 발전의 다음 단계인 기계 시계의 출현으로 가능하게 되었다.
톱니바퀴 시계
톱니바퀴를 이용한 커다란 시계가 13세기에 씌여진 「‘단테’의 신곡」에 언급되어 있다. 이 시계는 14세기에 널리 사용되었다. 처음 휴대용 시계는 독일 ‘뉘른베르크’ 기계공 ‘P. 헨라인’에게로 거슬러 올라갈 수 있다. 1500년경에 그는 첫 회중 시계를 발명하였다. 그것은 40시간 동안 갔으며 매 시간마다 종을 쳤다.
그 이래로 많은 개량이 있었다. 신뢰성과 정확도가 더 온전해졌고, 무게가 더 가벼워졌고, 대량생산이 시작되었다. 그 결과 시계가 일반적으로 사용되게 되었다.
그러나 톱니바퀴 시계는 어느 정도 정확할 수 있는가? 충격, 온도 변화, 위치와 등시성의 착오등이 정확성에 영향을 준다. 섭씨 1도의 온도 변화 아래서 하루에 0.6초 정도 변화하는 톱니바퀴 시계는 아주 정확한 것으로 인정된다.
더 정확한 시계
그러나 오늘날에는 고도의 기계화, 자동화 그리고 과학적 조사 때문에 더 정확한 시간 측정 장치가 필요하다. 이 분야에서 처음의 진정한 약진은 수정 시계의 출현이었다. 그것은 1934년에 처음 소개되었다. 수정 시계는 정밀한 추시계의 정확성을 훨씬 능가하며 약 10배 정도 더 정확하다.
그것은 어떻게 작용하는가? 여러 가지 방식이 있지만 기본점은 항상 동일하다. 수정의 발진은 교류의 주파수를 결정한다. 이 교류는 주파수 분할기에 의해 증폭되거나 감소될 수 있으며 기계 장치에 의해 시계판에 사용될 수 있다. 예를 들어 수정은 1‘메가헤르츠’(1초에 백만분의 1‘사이클’) 진동수를 가지고 있다고 하자. 이것은 1초에 백만번 진동한다는 것을 의미할 것이다. 수정의 이러한 전기적 발진을 진동 기록기에 보이게 나타내는 것은 가능하다.
당신은 시계의 기계 장치를 보았을 것이며, 평형바퀴의 신속한 운동이 초침의 더 느린 움직임으로 변화되는 것을 보았을지 모른다. 이러한 감속은 기계적으로 이루어진다. 그러나 수정 시계에서는 그것이 전기적으로 작용한다. 진동수가 점차 분할되어 결국 기계 장치에 연결되어 있고 시계판에 사용되는 ‘싱크로노스’ 혹은 ‘스텝’ ‘모우터’를 움직이거나 전기적인 수자 표시로 시간을 알리게 된다. 이렇게 하여 이론상 하루에 0.0001초—10년에 단지 1초—정도로 오차를 줄일 수 있다. 그러나 수정은 오래되면 더 빨리 진동하게 되기 때문에 수정 시계의 정확성이 영향을 받는다.
그러므로 어떤 과학적인 조사를 위하여는 더 정확한 시간 측정 방법이 필요하다. 원자 시계가 이 역할을 맡게 되었다. 그러한 시계는 분자나 원자에 의해서 발산되거나 흡수되는 빛의 진동수를 측정한다. 1천년에 단지 1초 혹은 심지어 10만년에 1초 정도 밖에 차이가 나지 않을 것으로 기대되는 원자 시계들이 있다.
그러나 잠간 멈추어 생각해 보자. 실험실이나 어떤 과학 기관에서 활동하지 않는다면 누가 백만분의 1초에 관심을 가질 것인가? 종종 휴가시나 재미있는 일을 할 때 사람들은 시간에 대해 잊어버리는 경향이 있다. 또한 누가 웅장한 석양을 바라보면서 몇 시인지 알기를 원하겠는가? 그러므로 환경에 따라 “지금 몇시입니까?”라는 질문은 적절할 수도 있고 격에 맞지 않을 수도 있다.