クロノメトリー

クロノメトリー^[a]または時計学^[b] (文字通り「時間の研究」 ) は、時間の測定と計時を研究する科学です。^[3]クロノメトリーは、幅広い社会的および科学的領域に応用できる時間の標準的な測定を確立することを可能にします。時計学は通常、特に機械式計時装置の研究を指しますが、クロノメトリーは範囲が広く、時間に関する生物学的行動 (生体クロノメトリー) や地質学的物質の年代測定 (地質クロノメトリー) も含みます。  

時計学は、時間を計るために作られた機械式器具について特によく使われます。時計、腕時計、ぜんまい仕掛け、日時計、砂時計、クレプシドラ、タイマー、タイムレコーダー、海洋クロノメーター、原子時計はすべて、時間を測るために使用される器具の例です。時計学に関心のある人は、時計学者と呼ばれます。この用語は、専門的に計時装置を扱う人だけでなく、時計学の愛好家や学者にも使われています。時計学と時計学者には、専門職協会とより学術的な協会の両方を含む、数多くの組織があります。世界最大の時計学会員組織は、米国に拠点を置く全米時計収集家協会 (NAWCC) ですが、他の地域にも支部があります。

時刻計測の記録は、旧石器時代に、月の周期の経過を記録し年を測るために作られた碑文の形で証明されています。その後、文字によるカレンダーが発明され、機械装置が続きました。現在、最高レベルの精度は、国際標準の秒を追跡するために使用されている原子時計によって達成されています。^{[4] [5]}

クロノメトリーは、クロノスとメトロン（古代ギリシャ語でそれぞれχρόνοςとμέτρον）という2つの語源から派生したもので、大まかに「時間」と「測定」を意味します。^[6]この2つを組み合わせると、時間測定を意味するとされています。

古代ギリシャ語の語彙では、意味や翻訳は出典によって異なります。クロノスは、特定の期間の時間に関連して使用され、時間内の日付、年代の正確さに関連付けられ、まれに遅延を指すこともあります。^[7]参照する時間の長さは、秒から季節、生涯までさまざまで、特定のイベントが発生したり、持続したり、遅れたりする期間を指すこともあります。^[6]

語源は古代ギリシャ神話のクロノス神と関連があり、クロノスは太古の混沌から生まれた時間のイメージを体現した神です。黄道十二宮を回す神として知られ、時間の進行とのつながりをさらに証明しています。^[8]しかし、古代ギリシャ語では、2種類の時間を区別しています。クロノスは現在から未来への静的で継続的な進行であり、連続的かつ年代順の意味での時間と、カイロスはより抽象的な意味に基づいた概念であり、行動や変化が起こる好機を表しています。

カイロス (καιρός) は、正確な年代順をあまり重視せず、何かに特に適した時間、または終末に関連する危機の側面を特徴とする期間として使用されます。^[6]また、物事の利点、利益、または成果の観点から見ることもできますが、^{[7]終末的な感覚で表現されることもあり、同様に不幸と成功の間で変化するものとして示され、}ホメロスは鎧の隙間のために脆弱な体の一部に例えました。^[9]視点によっては利益にも災難にもなります。キリスト教神学でも言及されており、状況における神の行動と裁きの暗示として使用されています。^{[10] [11]}

クロノスとカイロスの本質的な関係、その機能、古代ギリシャ人の時間の描写と概念のため、一方を理解することは他方を部分的に理解することを意味します。クロノス、無関心な性質、永遠の本質の意味は、時間測定学の中核にあり、偏見は避けられ、明確な測定が好まれます。

バイオクロノメトリー（クロノバイオロジー、生物学的クロノメトリーとも呼ばれる）は、時間に基づく要因を用いて動物に見られる生物学的行動やパターンを研究する学問である。概日リズムと概年周期に分類できる。これらの行動の例としては、海洋植物や動物の活動と日々の潮汐や季節の潮汐の合図の関係、^[12]藻類の光合成能力と走光性反応性、^[13]細菌の代謝温度補償などが挙げられる。^[14]

様々な種の概日リズムは、一日を通して粗大運動機能を通して観察することができます。これらのパターンは、一日を活動時間と休息時間にさらに分類すると、より明確になります。種の調査は、自由走行リズムと同調リズムの比較を通じて行われます。前者は種の自然環境内で得られ、後者は特定の行動を教えられた対象から得られます。概年リズムは似ていますが、1年というスケール内のパターンに関係しており、渡り、脱皮、生殖、体重などのパターンが一般的な例であり、研究と調査は概日パターンと同様の方法で行われます。^[14]

概日リズムと概年リズムは、単細胞生物と多細胞生物の両方において、すべての生物に見られます。^{[15] [16]}バイオクロノメトリーのサブブランチは、ミクロバイオクロノメトリー（クロノマイクロバイオロジーまたは微生物学的クロノメトリーとも呼ばれる）であり、微生物内の行動シーケンスとサイクルの調査です。概日リズムと概年リズムへの適応は、生物にとって不可欠な進化です。^{[15] [16]}これらの研究は、生物の適応に関する教育に加えて、多くの種や生物の反応に影響を与える特定の要因を明らかにし、全体的な生理学をさらに理解するためにも適用できます。これは人間にも当てはまります。例としては、人間のパフォーマンス、睡眠、代謝、病気の発症の要因などがあり、これらはすべてバイオクロノメトリーサイクルに関連しています。^[16]

メンタルクロノメトリー（認知クロノメトリーとも呼ばれる）は、人間の情報処理メカニズム、すなわち反応時間と知覚を研究する。クロノメトリーの分野であると同時に、認知心理学とその現代の人間情報処理アプローチの一部も形成している。^[17]研究は、被験者の反応時間を様々な方法で測定することにより、クロノメトリックパラダイム（その多くは精神生理学の古典的な反応時間パラダイムに関連している^[18]）の応用から成り、認知と行動の研究に貢献している。^[19]反応時間モデルと人間の処理メカニズムの時間構造組織を表現するプロセスには、生来の計算的本質がある。このため、認知心理学の概念的枠組みを典型的な方法で統合することはできないと主張されてきた。^[20]

一般的な方法の1つは、刺激反応実験における事象関連電位（ERP）の使用です。これは、刺激イベントの直前または直後に神経組織に発生する過渡電圧の変動です。 ^[19]このテストは、精神的イベントの時間経過と性質を強調し、人間の情報処理における構造機能を決定するのに役立ちます。^[21]

地質学的物質の年代測定は地質年代測定の分野を構成し、地質年代学と地層学の領域に属しますが、地質年代層序学とは異なります。地質年代測定のスケールは周期的で、その単位は1000の累乗で、期間の単位に基づいており、地質年代層序のスケールとは対照的です。2つのスケールの違いは、学術界の間でさえ混乱を引き起こしています。^[22]

地質年代測定は、岩石堆積物やその他の地質学的事象の正確な年代を計算することを扱い、さまざまな地域の歴史がどのようなものかについてのアイデアを提供します。たとえば、火山やマグマの動きや現象は簡単に認識できます。また、海洋堆積物は海洋事象や地球規模の環境変化の指標となる可能性があります。^[23]この年代測定はさまざまな方法で行うことができます。熱ルミネッセンス、放射ルミネッセンス^[24]、ESR （電子スピン共鳴）年代測定の例外を除いて、すべての信頼できる方法は放射性崩壊に基づいており、放射性親核種の分解と対応する娘核種の成長に焦点を当てています。^[23]

特定のサンプル中の娘核種を測定することで、その年代を計算することができます。親核種と娘核種の保存された適合性は、ラザフォード・ソディの放射能の法則を適用し、特に娘核種の成長における放射性変換の概念を使用して、地質年代測定の放射性年代測定の基礎となります。^[25]

熱ルミネセンスは応用が非常に便利な概念で、科学のさまざまな分野で使用されています。^[26]熱ルミネセンスを使用した年代測定は、地質年代測定のための安価で便利な方法です。^[27]熱ルミネセンスは、加熱された絶縁体および半導体からの光の生成であり、多くの類似点があるにもかかわらず、異なるプロセスである材料の白熱光の放出と混同されることがあります。ただし、これは、材料が以前に放射線にさらされ、エネルギーを吸収した場合にのみ発生します。重要なことは、熱ルミネセンスの発光を繰り返すことができないことです。^[26]材料が放射線にさらされてからのプロセス全体を繰り返さなければ、別の熱ルミネセンス発光を生成することはできません。材料の年齢は、加熱プロセス中に放出される光量を光電管で測定することで決定できます。放出量は材料が吸収した放射線の量に比例するためです。^[23]

時間計測学または時間・周波数計測学は、周波数安定性を含む計時への計測学の応用である。^{[28] [29]その主な任務は、} SI単位系における時間測定単位としての秒 の実現と、時間標準と周波数標準の確立およびその普及である。^[30]

初期の人類は、基本的な感覚を使って一日の時間を認識し、季節を識別してそれに応じて行動するために生物学的な時間感覚に頼っていた。彼らの生理的および行動的な季節サイクルは、主にメラトニンに基づく光周期時間測定生物学的システム（年間サイクル内の日光の変化を測定し、その年の時間の感覚を与える）と概年リズムの影響を受けており、何ヶ月も前に環境イベントを予測して生存の可能性を高めている。^[31]

太陰暦が最も早く使われたのはいつか、また、いくつかの発見物が太陰暦を構成していたかどうかについては議論がある。^{[32] [33]}旧石器時代の関連する発見物や資料のほとんどは骨や石で作られており、道具によるさまざまな刻印がある。これらの刻印は、月の周期を表すための刻印ではなく、表記のない不規則な彫刻の結果であると考えられており、以前のデザインを無視した後の補助的な刻印のパターンは、刻印がモチーフや儀式的な刻印であったことを示している。^[32]

しかし、人類の焦点が農業に移るにつれ、季節のリズムと周期を理解することの重要性と依存度が高まり、月の満ち欠けの信頼性のなさが問題となった。月の満ち欠けに慣れていた初期の人類はそれを経験則として使っていたが、天候が周期の読み取りを妨げる可能性があり、信頼性はさらに低下した。^{[32] [34]}月の長さは平均して現在の月よりも短く、信頼できる代替手段として機能していないため、年が経つにつれて誤差の余地は大きくなり、他の指標が兆候を示すようになる。^[34]

古代エジプトの暦は最初に作られた暦の一つで、民間暦はその後も長期間存続し、エジプト文化の崩壊や初期キリスト教時代まで生き残った。紀元前4231年頃に発明されたと推測されているが、その時代については正確で厳密な年代測定が難しく、最初の歴史上のエジプト王メネスが上エジプトと下エジプトを統一した紀元前3200年とされている。^[34]もともとは月の周期と満ち欠けに基づいていたが、エジプト人は後に、シリウス星が日の出前に365日（現在私たちが知っている1年）ごとに昇ることに気づき、この暦に欠陥があることに気づき、12か月を30日、5つのエゴメナル日で構成するように作り直された。^{[35] [36]}前者は古代エジプト人の太陰暦と呼ばれ、後者は民間暦と呼ばれている。

初期の暦には、それぞれの文化の伝統や価値観の要素がしばしば残されている。例えば、古代エジプトの民間暦の5日間の閏月は、ホルス、イシス、セト、オシリス、ネフティスの神々の誕生日を表している。^{[34] [36]} マヤでは、ゼロの日付が使用され、ツォルキンは天国の13層（それに人間の数字すべてを掛け合わせた20で、1年は260日になる）や、妊娠時の受胎から出産までの期間と関連している。^[37]

時計に関する博物館は数多くあり、時計を専門とする図書館もいくつかあります。一例としては、王立グリニッジ天文台が挙げられます。ここは本初子午線の源でもあり、経度を決定できるほどの精度を持つ初の海洋時計（ジョン・ハリソン作）の本拠地でもあります。ロンドン周辺の時計博物館には、他に、サイエンス ミュージアム内に2015年10月に再オープンした時計職人博物館や、大英博物館、サイエンス ミュージアム（ロンドン）、ウォレス コレクションの時計コレクションなどがあります。ロンドンのギルドホール図書館には、時計に関する広範な公共コレクションが収蔵されています。同じくイギリスのアプトンの英国時計協会本部には、計時博物館があります。イギリスでより専門的な時計博物館は、チェシャーにあるカッコーランド博物館で、世界最大のアンティークのカッコー時計のコレクションを収蔵しています。

時計学に特化した総合的な博物館の 1 つに、スイスのラ・ショー・ド・フォンにある国際時計博物館があります。この博物館には、時計学の公共図書館があります。ロクル時計博物館は規模は小さいですが、近くにあります。一般公開されている他の優れた時計学図書館は、スイスの国際時計博物館、ラ・ショー・ド・フォン、ル・ロクルにあります。

フランスでは、ブザンソンの歴史あるグランヴェル宮殿に「時間の博物館」があります。ポルトガルのセルパとエヴォラには時計博物館があります。ドイツでは、黒い森のフルトヴァンゲン・イム・シュヴァルツヴァルトに、時計学の公立図書館がある ドイツ時計博物館があります。

北米の2大時計専門博物館は、ペンシルバニア州コロンビアにある国立時計博物館と、コネチカット州ブリストルにあるアメリカ時計博物館です。時計を専門とするもう1つの博物館は、マサチューセッツ州グラフトンにあるウィラードハウス時計博物館です。一般に公開されている最も包括的な時計図書館の1つは、ペンシルバニア州コロンビアにある国立時計図書館です。

著名な時計学の学術団体としては、以下のものがあります。

• アメリカ時計職人協会– AWCI (アメリカ合衆国)
• 古物時計協会– AHS (イギリス)
• 英国時計研究所– BHI (英国)
• クロノメトロフィリア（スイス）
• クロノメトリードイツ時計– DGC (ドイツ)
• ニューヨーク時計協会– HSNY (アメリカ合衆国)
• 全米時計収集家協会– NAWCC (アメリカ合衆国)
• UK Horology - ブリストルに拠点を置く英国の時計会社

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• 複雑機構（時計学）
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ウィキメディア・コモンズには、タイムキーピングに関連するメディアがあります。

• パーマン、ステイシー（2013年）。『グランド・コンプリケーション：世界で最も伝説的な時計を創る競争』ニューヨーク：アトリア。ISBN 978-1-439-19008-1。
• バーナー、GA、図解専門時計辞典、スイス時計協会FH 1961 - 2012
• ダニエルズ、ジョージ、Watchmaking、ロンドン：フィリップ ウィルソン パブリッシャー、1981 年（2011 年 6 月 15 日再版）
• ベケット、エドマンド、時計、腕時計、ベルに関する初歩的な論文、1903年、プロジェクト・グーテンベルクより
• グラフトン、エドワード、時計学、時計と腕時計の製作に関する一般的なスケッチ、ロンドン：アイレット＆ジョーンズ、1849年
• IEEE 標準周波数発生器の環境感度測定ガイド (IEEE Std 1193 - 1994 の改訂版)、ピスカタウェイ、ニュージャージー: IEEE、doi :10.1109/ieeestd.2004.94440、ISBN 0-738-13711-1
• IEEE 標準物理量定義 - 基本周波数および時間計測 - ランダム不安定性、ピスカタウェイ、ニュージャージー州: IEEE、doi :10.1109/ieeestd.2008.4797525、ISBN 978-0-738-16855-5