Storia del tempo
Misurare il tempo da Zenone alla fisica quantistica
Prefazione
Tempo è il nome più usato nella lingua inglese, eppure è una parola che sfugge a quasi ogni tentativo di attribuirle un significato appropriato. Le loro migliori descrizioni inquadrano il tempo come “un punto o un periodo in cui succede qualcosa” o come “ciò che viene misurato in secondi, minuti, ore, giorni anni etc.” o ancora come “la grandezza misurata dagli orologi”. Il tempo astratto è diventato il nuovo mezzo dell’esistenza. Le funzioni organiche stesse si sono regolate in base al tempo in modo tale da farci sembrare che esso voli quando viviamo esperienze felici e interessanti e invece rallenti se viviamo esperienze noiose.
Parte prima: Le Misure
Capitolo uno: Acqua che gocciola, ombre che si spostano
Un giorno dell’anno è facile da misurare come intervallo fra un’alba e la successiva, ma è difficile accorgersi di una tale misura temporale, come lo è accorgersi del cambiamento che un bambino fa in un giorno. I Greci impararono dai Babilonesi l’uso della meridiana e la suddivisione dei giorni in dodici parti. Le meridiane solari costituivano uno dei modi più semplici per misurare il tempo con la precisione necessaria. Questi quadranti solari si trovavano ovunque. Le ombre degli alberi e delle rocce devono aver stuzzicato la curiosità dell’uomo sin dall’inizio della sua esistenza. La curiosità umana potrebbe aver suggerito l’idea di osservare l’ombra di un bastone piantato nel terreno. Alcuni ciottoli a terra potevano marcare le posizioni dell’ombra del bastone.
Dobbiamo la nostra suddivisione del giorno in ventiquattro ore ai Babilonesi e agli Egizi. La posizione delle stelle visibili nel cielo notturno marcava e divideva le ore della notte. Il frazionamento del giorno e della notte in dodici parti è collegato probabilmente ai dodici cicli lunari e alla suddivisione babilonese del cielo notturno in dodici sezioni. All’epoca della morte di Alessandro Magno, tutta l’astronomia dei paesi mediterranei seguiva la convenzione matematica babilonese ed egizia di suddividere le ore in sessantesimi. Dopo la meridiana venne la clessidra ad acqua. Nell’antica Roma la parola horologium, termine composto da hora (ora) e lego (indicare), veniva utilizzata per qualsiasi dispositivo di misura del tempo: gli horologia potevano essere meridiane, clessidre o strumenti meccanici.
Il tempo siderale è misurato dalla posizione della Terra rispetto a una stella fissa. Il tempo solare è misurato invece dalla posizione apparente del Sole rispetto alla Terra. Le ore, nella Roma del I secolo, dipendevano dalla stagione. Il giorno era diviso in quarti: mattina, prima del mezzogiorno, pomeriggio e sera. In inverno, quando il Sole splendeva in cielo per un po' meno di nove ore, il tempo diurno era diviso in dodici segmenti di quarantacinque minuti ciascuno. In estate lo schema si invertiva. L’idea di suddividere l’ora del giorno in minuti e secondi è venuta molto più tardi, quando la puntualità nelle attività commerciali divenne fondamentale per poter gestire gli appuntamenti, le spedizioni e i viaggi. Il battito cardiaco umano, che si ritiene sia stato usato da Galileo come misura di regolarità, cambia a brevi intervalli. A prima vista, può sembrare facile marciare a piedi con velocità costante e continua. Per misurare il tempo ci deve essere qualcosa da contare.
Capitolo due: Campane che rintoccano, tamburi che battono
Lavoriamo e passiamo il tempo libero in presenza di un orologio più spesso di quanto avessimo mai fatto, e siamo sempre in grado di dare un’occhiata al display di qualche orologio. L’orologio è diventato il grande fratello del tempo. Tutti gli orologi, tranne quelli ad acqua, a sabbia e a petrolio, si basano sul principio dell’oscillatore. La domanda di dispositivi sempre più accurati è cresciuta in parallelo a ogni avanzamento della civiltà, passando dall’era dell’esplorazione e delle spedizioni globali alla Rivoluzione industriale, fino ad arrivare all’era informatica. Il tempo controllava tutto ciò che si faceva. Il senso della durata è da un lato un senso umano, con tutta l’esperienza e i ritmi fisiologici a esso legati, dall’altro è una misura numerica che può essere riportata a una scala differente per riflettere appropriatamente tale senso umano.
Capitolo tre: Una settimana di otto giorni
Le quattro fasi lunari sono: Luna crescente, che inizia con una Luna nuova e dura fino alla fine del primo quarto; gibbosa crescente, dalla fine del primo quarto alla notte di Luna piena; gibbosa calante, dalla notte di Luna piena fino alla fine dell’ultimo quarto; e infine Luna calante, che ritorna alla Luna nuova. Ogni fase dura circa 7,4 giorni. Si potrebbe dire che il settimo giorno fa da divisorio fra le settimane del calendario. La divisione degli anni in mesi e dei mesi in settimane serve a porre le pietre miliari sulla strada della civilizzazione e della vita. Se un orologio è una rappresentazione schematica del tempo, allora un calendario è una rappresentazione schematica del trascorrere dei giorni. Il tempo, per i Greci, seguiva uno schema ciclico. La cosmologia stoica vedeva il mondo come un insieme di mondi che erano stati e che si ripeteranno.
Parte seconda: Teorie
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