Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ hai, 25/07/2011 22:02 (GMT+7)

Khám phá các phương pháp đo thời gian

Dù cho thời gian có thật hay không, việc canh đo khái niệm này đã trở nên không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta. Con người đã sáng tạo ra nhiều phương thức để xác định đại lượng này, từ cách thô sơ nhất là dựa vào sự chuyển động của mặt trời cho đến các đồng hồ nguyên tử siêu chính xác ngày nay.

Hãy cùng tạp chí Discovery điểm lại một số phương thức đo thời gian được con người sử dụng từ trước đến nay.

Dựa vào Mặt trời

Người Ai Cập có lẽ là những người đầu tiên biến việc canh thời gian thành một môn khoa học. Họ xây dựng những cột lớn từ những năm 3.500 trước Công nguyên (TCN) và đặt chúng ở những vị trí thuận lợi để đo được bóng đổ xuống của chúng. Đồng hồ mặt trời hoạt động theo nguyên tắc theo dõi bóng của cái que cắm trên phiến đá thay đổi hướng và độ dài. Thuở sơ khai, công cụ này chỉ giúp họ biết được thời điểm nào là giữa ngày, nhưng về sau họ đã nghĩ ra cách để phân chia thời gian thành những phần nhỏ hơn.

Hai ngàn năm sau, cũng là người Ai Cập nghiên cứu và chế tạo chiếc đồng hồ mặt trời đầu tiên với thiết kế được chia làm 10 phần. Chiếc đồng hồ này hoạt động dựa vào chuyển động của mặt trời. Phần nhô lên trên mặt của nó sẽ đổ bóng xuống mặt đồng hồ và chỉ vào con số đã được khắc. Vào giữa ngày, người ta phải xoay chiếc đồng hồ này 180 độ để nó tiếp tục chỉ giờ chiều. Và dĩ nhiên là chiếc đồng hồ này không thể chỉ giờ vào những ngày âm u hay vào ban đêm. Nó cũng không chính xác vì mặt trời ở những góc khác nhau vào các thời điểm khác nhau trong năm; giờ có thể ngắn hơn hoặc dài hơn tùy thuộc vào mùa. Tuy vậy, đến năm 30 TCN đã có hơn 30 loại đồng hồ mặt trời được sử dụng ở Hy Lạp, Ý, và vùng Tiểu Á. Ngày nay hệ thống tính giờ của chúng ta vẫn dựa vào mặt trời thông qua việc quy ước những múi giờ.

Dựa vào những ngôi sao

Dụng cụ thiên văn "merkhet" của người Ai Cập.

Cũng là người Ai Cập phát minh ra phương pháp canh thời gian vào ban đêm bằng một dụng cụ thiên văn (gọi là merkhet) vào khoảng năm 600 trước Công nguyên. Dụng cụ này gồm một sơi dây có buộc một quả tạ ở một đầu dùng để đo một đường thẳng. Những nhà thiên văn Ai Cập thời đó canh sao cho 2 merkhet hướng về phía sao Bắc Cực và dựa vào đó để đánh dấu một đường bắc-nam, hay còn gọi là đường thiên kinh tuyến, trên bầu trời đêm. Thời gian sẽ được xác định khi một số ngôi sao nhất định vượt qua đường này.

Đồng hồ cát

Một chiếc đồng hồ cát thời trung cổ được chế tác cầu kỳ.

Đồng hồ cát là một dụng cụ đo thời gian gồm hai bình thủy tinh được nối với nhau bằng một eo hẹp, để cát mịn chảy từ bình này sang bình kia qua eo nối, với một tốc độ nhất định. Khi cáttừ bình này đã chảy hết vào bình kia, đồng hồ cát được dốc ngược lại để cát chảy theo chiều ngược lại. Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian cát chảy là dung lượng cát, kích cỡ và góc của bình, độ rộngcổ eo và chất lượng cát.

Nguồn gốc của loại đồng hồ này cho vẫn chưa xác định được. Có nguồn cho rằng người sáng chế ra nó là một tu sĩ người Pháp tên Luitprand sống ở thế kỷ thứ 8; tuy nhiên phải đến thế kỷ 14 người ta mới thấy sự xuất hiện phổ biến của loại đồng hồ này. Đồng hồ cát được thiết kế để đo nhiều khoảng thời gian ngắn khác nhau: có loại 1 giờ, nửa giờ, hoặc thậm chí chỉ vài phút. Ngày xưa, những nhà giàu có thường trưng những chiếc đồng hồ cát lớn như là đồ trang trí trong nhà, dần về sau loại đồng hồ này đã được dùng phổ biến trong mọi tầng lớp. Hiện tại, loại đồng hồ này lưu thông phổ biến nhất ở dạng quà lưu niệm với thời gian đo chỉ 3 phút thường được dùng để canh thời gian luộc trứng.

Đồng hồ nước

Một mẫu đồng hồ nước

Đây là thiết bị đo thời gian đầu tiên không phụ thuộc vào các yếu tố thiên văn để xác định thời gian, có nghĩa là nó có thể được dùng vào bất cứ lúc nào trong ngày/đêm. Đồng hồ nước hoạt động bằng cách đo lượng nước nhỏ từ một bình chứa này sang bình chứa khác. Người Ai Cập sở hữu phát minh này, tuy nhiên nó đã phổ biến và được sử dụng rộng rãi khắp thế giới, vài nước trên thế giới thậm chí còn sử dụng loại thước đo thời gian này cho đến tận thế kỷ 20.

Đồng hồ cơ học  Đồng hồ cơ học ra đời ở Châu Âu vào những năm 1300. Chúng hoạt động nhờ vào một hệ thống những quả nặng kết hợp với con quay. Những chiếc đồng hồ đầu tiên không có kim chỉ giờ hay phút mà chúng chỉ giờ bằng cách đổ chuông (từ đồng hồ tiếng Anh “ clock ” xuất phát từ tiếng Pháp “cloche” có nghĩa là “chuông”). Hệ thống dây cót được phát triển vào thế kỉ 15. Kim phút xuất hiện vào năm 1475, và kim giây xuất hiện vào khoảng năm 1560 (tuy nhiên nó hoạt động không được chính xác lắm và chỉ giúp cho người ta nhận ra rằng đồng hồ vẫn còn hoạt động). Vào năm 1653, Galileo Galilei phát minh ra con lắc dẫn đến sự ra đời của đồng hồ quả lắc do Christiaan Huygens chế tạo. Ông đã phát hiện nếu con lắc có độ dài 99,38 cm thì một chu kì của nó sẽ là đúng 1 giây. Vào năm 1670, William Clement phát minh ra hệ thống hồi dạng mỏ neo giúp nâng độ chính xác của đồng hồ. Từ đó, kim phút và kim giây xuất hiện ở hầu hết các loại đồng hồ.

Đồng hồ “độc”

Đồng hồ nhang của người Trung Hoa

Nhiều thế kỷ trước, người ta đã nghĩ ra đủ cách để tính giờ. Người Trung Hoa phát minh ra cách đo thời gian bằng nhang vào khoảng năm 960-1270, và cách này đã được phổ biến qua khắp các vùng đông Á. Cấu tạo của loại đồng hồ này gồm những quả cầu kim loại được buộc vào dọc thanh nhang theo khoảng cách đều nhau bằng những sợi dây; khi nhang cháy hết một đoạn thì dây sẽ tuột và những quả cầu rớt xuống tạo ra tiếng động báo hiệu giờ.

Đồng hồ nến có số vạch trên thân nến; khi bị đốt nến ngắn đi đồng thời chỉ thời gian tương ứng được vạch trên thân. Đôi khi người ta không vạch số lên thân nến, nhưng người sử dụng phải biết thời gian nến cháy hết để xác định thời gian gần đúng.

Đồng hồ thạch anh

Cấu tạo của một chiếc đồng hồ thạch anh

Năm 1880 Jacques và Pierre Curie phát hiện ra hiện tượng áp điện ở tinh thể thạch anh; có nghĩa là chúng có khả năng chuyển các dao động cơ học thành xung điện áp và ngược lại. Từ đó người ta thấy rằng có thể dùng thạch anh để tạo ra những dao động điện rất ổn định làm chuẩn, từ đó có thể làm đồng hồ thạch anh, chính xác, tiện lợi hơn đồng hồ quả lắc. Lần đầu tiên Walter G. Cady ứng dụng thạch anh vào một bộ kiểm soát dao động điện tử vào năm 1921. Ông công bố kết quả vào năm 1922 và đến năm 1927 thì Warren A. Marrison đã ứng dụng tinh thể thạch anh vào điều khiển sự hoạt động của các đồng hồ.

Loại đồng hồ này có một số ưu điểm: tiện lợi, không cần lên giây, đa tính năng, kiểu dáng thời trang…Vì vậy nó rất được giới trẻ ưa chuộng. Hiện trên thị trường có ba loại đồng hồ thạch anh là đồng hồ thạch anh báo số, đồng hồ thạch anh chạy kim và đồng hồ kết hợp số-kim.

Đồng hồ nguyên tử

Chiếc đồng hồ nguyên tử đầu tiên trên thế giới (1949)

Đồng hồ nguyên tử là đồng hồ điều chỉnh thời gian theo trạng thái dao động của nguyên tử. Tần số dao động của nguyên tử là không đổi và có thể đo được, vì vậy đồng hồ nguyên tử là loại đồng hồ chính xác nhất cho tới nay.

Năm 1949, đồng hồ nguyên tử đầu tiên hoạt động theo chuyển động của phân tử Amoniac được chế tạo ở Viện tiêu chuẩn và kỹ thuật Quốc gia Hoa Kỳ.

Năm 1955, Louis Essen chế tạo thành công đồng hồ nguyên tử hoạt động theo chuyển động nguyên tử Caesium tại phòng thí nghiệm Vật lí Quốc gia Anh.

Ngoài nguyên tử Caesium, nguyên tử Rubidium, Hiđrô và các nguyên tử hay phân tử khác đã được dùng thành công và đạt độ chính xác ngày càng cao hơn.

Đồng hồ nguyên tử được dùng đo chính xác thời gian, xác định và phối hợp các múi giờ và các hệ thống giờ với nhau. Ngoài ra, đồng hồ nguyên tử còn được dùng trong tên lửa, máy bay không người lái, và đặt biệt là đo thời gian để xác định khoảng cách trên vệ tinh trong các hệ thống định vị như GPS, GLONASS hay Galileo.

Lịch

Lịch của người Maya

Dương lịch dựa trên thay đổi thấy được theo mùa, được đồng bộ theo chuyển động biểu kiến của Mặt Trời.

Sử dụng cơ bản nhất của lịch là để xác định ngày: để có thể thông báo các sự kiện tương lai và ghi chép lại các sự kiện đã xảy ra. Các ngày có thể có ý nghĩa đối với các mùa thông thường,đối với một tôn giáo hay các ngày lễ xã hội. Ví dụ, lịch cung cấp cách thức để xác định ngày nào là những ngày lễ tôn giáo hay ngày lễ công cộng, những ngày nào đánh dấu sự bắt đầu hay kết thúc củacác chu kỳ hoạt động sản xuất-kinh doanh, cũng như ngày nào là có giá trị pháp lý như ngày hết hạn trong các hợp đồng hay ngày nộp thuế. Cũng có lịch còn cung cấp thêm thông tin khác có ích chẳng hạnnhư thông tin về ngày hay mùa của nó.

Xem Thêm

Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

Thanh Hoá: Kinh tế tuần hoàn, tín chỉ Carbon và mô hình sản xuất không phát thải
Ngày 30/9/2026, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Thanh Hóa (Liên hiệp hội) phối hợp với Sở Khoa học và Công nghệ, Trường Đại học Hồng Đức và Viện Nông nghiệp Thanh Hóa tổ chức Diễn đàn khoa học với chủ đề “Kinh tế tuần hoàn và tín chỉ Carbon - Phương pháp xây dựng mô hình sản xuất không phát thải tại Thanh Hóa”.
Đắk Lắk: Phát huy nguồn lực trí thức, xây dựng hệ sinh thái đổi mới sáng tạo tỉnh
Trong giai đoạn 2026-2030, xây dựng hệ sinh thái đổi mới sáng tạo (ĐMST) là yêu cầu quan trọng để Đắk Lắk khai thác tốt hơn tiềm năng, lợi thế và các nguồn lực cho phát triển. Cùng với KHCN và CĐS, ĐMST cần được nhìn nhận không chỉ là hoạt động của các viện, trường hay doanh nghiệp công nghệ, mà là một phương thức tổ chức nguồn lực để giải quyết những bài toán phát triển cụ thể của địa phương.
Phú Thọ: Tập huấn, truyền thông thúc đẩy giáo dục hòa nhập cho trẻ khuyết tật tại xã Lạc Sơn
Ngày 25/9/2026, tại xã Lạc Sơn, tỉnh Phú Thọ, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Phú Thọ phối hợp với Viện Tài chính vi mô và Phát triển cộng đồng (MACDI) cùng các cơ quan, đơn vị liên quan tổ chức chương trình tập huấn, truyền thông thúc đẩy giáo dục hòa nhập cho trẻ khuyết tật.
Đại hội Hội Khoa học lịch sử Việt Nam lần thứ VIII: GS.TS Nguyễn Văn Kim được bầu làm Chủ tịch
Ngày 30/9/2026, tại Hà Nội, Hội Khoa học Lịch sử Việt Nam tổ chức Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ VIII, nhiệm kỳ 2026-2031. Đại hội là dấu mốc quan trọng mở ra chặng đường phát triển mới của Hội; GS.TS Nguyễn Văn Kim được tín nhiệm bầu giữ chức Chủ tịch Hội Khoa học Lịch sử Việt Nam nhiệm kỳ 2026-2031.
Thế hệ trẻ và bản lĩnh chính trị trên không gian số: Chủ động đối thoại, phản biện và “phủ xanh” thông tin tích cực
Trong kỷ nguyên số, không gian mạng tác động sâu sắc đến nhận thức, tư tưởng của xã hội, đặc biệt là thế hệ trẻ. Trước tin giả, thông tin xấu độc và các luận điệu sai trái, thù địch, tuổi trẻ Việt Nam thông qua các diễn đàn chính luận đã khẳng định bản lĩnh chính trị vững vàng, chủ động đối thoại, phản biện các luận điệu sai trái và góp phần “phủ xanh” không gian mạng bằng những giá trị tích cực.
Phản biện để hoàn thiện, không phải để phủ định
Hoạt động tư vấn, phản biện (TVPB) của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã trở thành một phương thức quan trọng để tập hợp trí tuệ đội ngũ trí thức, cung cấp luận cứ khoa học tin cậy cho Đảng, Nhà nước. Để hiểu rõ hơn về sự phát triển, phương pháp tổ chức và những bài học thực tiễn từ hoạt động này, phóng viên đã có cuộc trao đổi với ThS Bùi Kim Tuyến, Trưởng ban TVPB, VUSTA
Liên hiệp Hội Việt Nam hợp tác với doanh nghiệp công nghệ, hiện thực hóa các mục tiêu chuyển đổi số
Ngày 28/9, tại Hà Nội, Lãnh đạo Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã có buổi trao đổi, làm việc với Công ty CP Tập đoàn Truyền thông StarWorld (Starworld Group) về các giải pháp chuyển đổi số, hướng tới xây dựng nền tảng công nghệ khoa học phục vụ chiến lược phát triển của VUSTA trong giai đoạn 2026 - 2031.
Phó Chủ tịch Trương Xuân Lam: Đưa khoa học, công nghệ vào giải quyết những bài toán thực tiễn ngành hàng không
Ngày 26/9, tại Hà Nội, Hội Khoa học và Công nghệ Hàng không Việt Nam tổ chức Đại hội đại biểu lần thứ VII, nhiệm kỳ 2026-2031. Phát biểu tại Đại hội, GS.TS Trương Xuân Lam, Phó Chủ tịch LHHVN nhấn mạnh yêu cầu Hội tiếp tục đổi mới nội dung, phương thức hoạt động, tập hợp và phát huy đội ngũ trí thức, đưa KHCN, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số vào giải quyết những vấn đề của ngành hàng không.
Ngày hội Đổi mới sáng tạo quốc gia 2026: Kết nối nguồn lực, thúc đẩy công nghệ
Theo Nghị định số 268/2025/NĐ-CP ngày 14/10/2025 của Chính phủ, ngày 1/10 hằng năm là Ngày hội Đổi mới sáng tạo quốc gia (INNOVATION DAY) do Bộ Khoa học và Công nghệ chủ trì. Quy định này nhằm tạo một dấu mốc thường niên để lan tỏa tinh thần đổi mới sáng tạo trong xã hội, đồng thời thúc đẩy ứng dụng, phát triển và thương mại hóa công nghệ.
Liên hiệp Hội Việt Nam tổ chức chương trình làm việc, khảo sát thực tế tại Trung tâm Đa dạng Sinh học Mê Linh
Ngày 25/9, Cơ quan Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã tổ chức chương trình thăm, làm việc và khảo sát thực tế tại Trung tâm Đa dạng Sinh học Mê Linh (thuộc Viện Sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam). Chương trình diễn ra với chủ đề “Trí thức khoa học và công nghệ với bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển bền vững”.
Hội Tự động hóa Việt Nam và Đại học Công nghệ Quế Lâm hợp tác tạo cơ hội phát triển công nghệ và chuyển đổi số
Hội Tự động hóa Việt Nam (VAA) và Đại học Công nghệ Quế Lâm (Trung Quốc) ký biên bản ghi nhớ, hướng tới xây dựng phòng thí nghiệm trọng điểm chung về ứng dụng công nghệ và chuyển đổi số, đồng thời đưa kết quả nghiên cứu vào thử nghiệm, chuyển giao và ứng
Tuyên bố chung về quan hệ Đối tác Chiến lược giữa Việt Nam và Canada
Chuyến thăm cấp Nhà nước tới Canada của Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm thể hiện cam kết mạnh mẽ của lãnh đạo hai nước trong việc đưa quan hệ song phương bước vào kỷ nguyên mới hợp tác sâu rộng, thực chất và bền vững hơn. Trân trọng giới thiệu toàn văn Tuyên bố chung về quan hệ Đối tác Chiến lược giữa Việt Nam và Canada: