¿Por qué un reloj debe ser "preciso"?

por qué es necesario que un reloj de referencia se preocupe por esto, si la definición del segundo en sí es función del número de tics que hace el reloj.

La preocupación es que alguien más (por ejemplo, un científico en Francia, China o Botswana) necesita poder construir un reloj que mida los segundos al mismo ritmo que el mío.

Si ambos tenemos relojes atómicos, podemos mantener nuestros relojes sincronizados en microsegundos por año. Si tenemos relojes mecánicos, pueden diferir entre sí en un segundo (o en algunos milisegundos) al final de un año. Si estamos haciendo mediciones muy exactas (comparando los tiempos de llegada de los rayos gamma de eventos astronómicos en diferentes partes de la Tierra, o simplemente usando un sistema de navegación GPS), unos pocos milisegundos (o incluso microsegundos) pueden marcar la diferencia en nuestros resultados. .

Durante la mayor parte de la historia humana, tuvimos un solo reloj mecánico: la Tierra girando.

Bueno, en realidad dos relojes mecánicos. La velocidad de giro de la Tierra es una buena constante, pero es difícil de medir directamente. Lo que es fácil de medir es el intervalo entre amaneceres, pero se vuelve más largo y más corto de vez en cuando. Cuando los amaneceres están cada vez más separados, el clima tiende a ser más cálido, por lo que notar esto fue útil para la agricultura. Eso se debe al segundo reloj mecánico: la órbita de la Tierra alrededor del Sol.

Sincronizar el reloj diario y el reloj anual fue un problema terriblemente difícil: la diferencia entre un año tropical y un año de 365 días es pequeña durante la duración de una vida humana. La solución fue el calendario gregoriano, que se inventó en el siglo XVI pero no se adoptó en todo el mundo hasta el siglo XX.

No te importa la precisión si solo tienes un reloj. Es imposible preocuparse: no se puede probar la precisión de un solo reloj. Pero si tienes diez relojes, puedes preguntar si todos marcan la misma hora, o si todos divergen entre sí, o si ocho de ellos permanecen juntos pero dos de ellos van lentos.

Digamos que vivimos en la ciudad-estado ideal de Platón y yo soy el Rey Filósofo. Proclamo mi ciclo de sueño como el reloj. Una unidad de tiempo es el intervalo de tiempo entre dos instancias consecutivas en las que me despierto. Equipado con este reloj, emprende la búsqueda de observar la naturaleza y comprender sus patrones. El mundo se vería increíblemente confuso y no podrías notar ningún patrón perceptible en su comportamiento. A veces suceden dos amaneceres en una unidad de intervalo de tiempo y a veces ninguno, a veces te sientes hambriento seis veces en una unidad de intervalo de tiempo y a veces solo una vez, a veces puedes terminar una cantidad determinada de trabajo en una unidad de intervalo de tiempo, mientras que a veces le tomaría varias unidades de intervalo de tiempo terminar la misma cantidad de trabajo, incluso si está trabajando de la misma manera, etc.

Pronto se daría cuenta de que si, en cambio, usa el Sol como su reloj y usa sus dos salidas consecutivas para definir el intervalo de la unidad de tiempo, muchas cosas comenzarían a parecer más robustas, más predecibles. Verá que casi siempre siente hambre tres veces durante una unidad de intervalo de tiempo, siempre termina aproximadamente la misma cantidad de trabajo en cada unidad de intervalo de tiempo, etc.

El punto es que un reloj necesita ser un mecanismo que sea confiablemente periódico, idealmente, perfectamente periódico. Como puede ver, esto es circular, pero la circularidad es algo incorrecto en lo que enfocarse. La validez del esquema proviene del hecho de que, como ilustré en mi ejemplo anterior, hayrespuestas incorrectas a lo que proclamas como periódico en el sentido de que no serán útiles para encontrar patrones discernibles en el universo. Además, hasta cierto punto, puede argumentar que tiene buenas razones para proclamar un sistema periódico incluso antes de especificar cómo medir el tiempo apelando a la simetría. Por ejemplo, puede decir que la cantidad de tiempo que pasa durante la oscilación de izquierda a derecha de un péndulo simple debe ser igual a la cantidad de tiempo que transcurre durante la oscilación de derecha a izquierda del mismo péndulo. Por supuesto, esta proclamación de periodicidad no será suficiente sobre un gran número de oscilaciones del péndulo. Notaría esto de la misma manera que notó que mi patrón de sueño no era confiablemente periódico. Y continuaría encontrando un sistema periódico aún más confiable.

Entonces, la búsqueda de encontrar relojes cada vez más precisos es la búsqueda de acercarse cada vez más a un sistema periódico ideal y esto es importante porque la utilidad del concepto de tiempo no es ni un centavo más que la robustez de la periodicidad del reloj. que se utiliza para definir una unidad de tiempo.

si la definición del segundo en sí es una función del número de tics que hace el reloj.

¿Por qué no usamos un solo reloj mecánico simple en algún lugar con un resorte enrollado que lo hace funcionar, y cada vez que lo hace, lo tratamos como si hubiera transcurrido un segundo?

Aquí hay un concepto erróneo. Los segundos no definen el tiempo ni los relojes definen el paso del tiempo. El universo define el paso del tiempo. Recuerde que el reloj se está utilizando para medir el tiempo. El reloj no define el tiempo. En otras palabras, estamos tratando de rastrear el "reloj del universo" que define el paso del tiempo. Nuestra definición del segundo es simplemente para cuantificar el tiempo.

Implícito en esta exactitud/precisión está que cada ciclo del reloj es lo más idéntico posible de un momento a otro (o más bien, rastrea el paso del tiempo del universo, que es donde la dilatación del tiempo se vuelve retorcida). Eso es lo que realmente importa. No tanto el perder un segundo cada millón de años. Eso es secundario.

Realmente, la precisión del reloj viene antes que la exactitud. Eso es lo más importante: qué tan repetible es cada intervalo. La precisión solo entra en juego cuando tiene un estándar al que intenta aspirar, como la definición teórica de un segundo u otro estándar de tiempo, u otros relojes.

¿Por qué no usamos un solo reloj mecánico simple en algún lugar con un resorte enrollado que lo hace funcionar, y cada vez que lo hace, lo tratamos como si hubiera transcurrido un segundo?

(Suponiendo que este reloj transmitiera su hora a través de servidores ntp de Internet a todos en el mundo)

Porque no se trata solo de asegurarse de que el horario del autobús se alinee correctamente para todos.

Otros han mencionado que ayuda tener varios relojes, pero incluso cuando solo tienes un reloj, es importante porque si lo usas para medir fenómenos físicos, ese fenómeno físico ya se está ejecutando en el reloj del universo. Cuando está utilizando un dispositivo de cronometraje, siempre hay "dos relojes" presentes, en cierto sentido.

Y cuanto más preciso es un reloj, más finamente se pueden subdividir los intervalos y seguir siendo significativos para medir eventos muy rápidos o diferencias de tiempo muy pequeñas entre dos eventos.

Tener un sistema de reloj central tiene muchos inconvenientes:

• la transmisión significa que la señal lleva tiempo, por lo que si necesito un reloj, siempre estará algo atrasado. Esto no se puede arreglar con la precisión necesaria para muchas aplicaciones modernas.
• si el reloj falla, ¿entonces qué? ¿Lo cambio por uno nuevo? ¿Pero será eso lo suficientemente preciso? Porque si el nuevo reloj marca de manera diferente, todos mis tiempos estarán fuera de lugar. Tal vez mi ubicación GPS dependa de que pueda medir con precisión de milisegundos. Cambiar esa definición cambia las matemáticas. Por lo tanto, debe sincronizar los relojes y asegurarse de que no cambien la definición de "un segundo" y eso es exactamente en lo que son buenos los relojes atómicos. Eso es lo que significa tener dos relojes atómicos que solo diferirán en una pequeña cantidad de tiempo después de x años: ¡Son extremadamente precisos!
• ¿Qué sucede si no puedo obtener la señal (¿alguna vez usé un teléfono celular?)? Entonces necesito mi propio reloj para el tiempo que no recibo una señal y si no es lo suficientemente preciso, tal vez mi aplicación falle
• realmente hay aplicaciones que necesitan medir fracciones de segundo extremadamente pequeñas. Entonces, obtener cada segundo de aproximadamente la misma duración no es suficiente. Pero no puedes transmitir a una frecuencia arbitraria, entonces, ¿cómo subdivido mi segundo lo suficiente? Puedo hacerlo con un reloj local, simplemente no puedo hacerlo con un radio reloj...

Y ahora por la mayor razón física:

• la forma en que el reloj hace tictac depende del marco de referencia del reloj. Si pongo el reloj en un tren en movimiento, será más lento para todos los que miran el tren (relatividad especial). Si lo muevo a la cima de una montaña, irá un poquito más rápido (relatividad general). Esto significa que la propia definición del tiempo depende del marco de referencia y no existe un "tiempo absoluto". Por lo tanto, debemos elegir una definición que sea independiente del marco de referencia y usarla para medir el tiempo dentro de cada marco de referencia, por lo que NECESITAMOS tener varios relojes.

El tiempo no fluye, ni se percibe, según el tictac de un reloj. Si hierve un huevo mientras observa un reloj que funciona lento, lo cocinará demasiado, independientemente del hecho de que el reloj diga que lo cocinó exactamente durante el tiempo previsto. "Hervir un huevo durante 10 minutos" no es una instrucción útil si la duración real de 10 minutos no es constante.

Un reloj mecánico de cuerda no es muy preciso y puede producir "segundos" de diferentes duraciones dependiendo de factores ambientales como la temperatura, la humedad, etc. Si su reloj no tiene un ritmo de tictac constante, un huevo cocinado durante "10 minutos" puede estar demasiado cocido o poco cocido, ya que esos mismos "10 minutos" pueden representar una cantidad de tiempo variable.

Necesitamos saber que 10 minutos medidos hoy es lo mismo que 10 minutos mañana. Un reloj mecánico de referencia podría ralentizarse con el tiempo, lo que daría como resultado que los procesos de duración constante pareciera que toman menos tiempo; en 100 años, es posible que descubra que un huevo perfectamente cocido solo toma 5 "minutos" de acuerdo con su reloj ralentizado, cuando en realidad, es exactamente la misma duración.

Estoy agregando esta respuesta porque siento que la otra respuesta no cubre algunas partes principales de por qué estamos destinados a crear relojes cada vez más precisos: cálculos de distancia más precisos y redefinición del segundo en sí.

La respuesta a su pregunta es la relatividad, ya que en su ejemplo, un reloj solo puede ser exacto relativamente (a otro).

Los relojes atómicos son tan precisos que perderán un segundo aproximadamente cada 100 millones de años; como referencia, el reloj de cuarzo promedio perderá un segundo cada dos años. Por otro lado, el reloj de celosía óptica de Ye perderá un segundo cada 15 mil millones de años, lo que lo convierte en el reloj más preciso del mundo.

https://www.labroots.com/trending/chemistry-and-physics/21278/world-s-accurate-clock-2

Como no hay un tiempo absoluto, tampoco hay un reloj absolutamente exacto. Vivimos en un universo que es fundamentalmente mecánico cuántico y probabilístico. Todos los relojes "perderán" algún tiempo (un segundo por ejemplo) eventualmente, la pregunta es solo cuándo. Pero para saber que el reloj ha "perdido" un segundo, es necesario compararlo con otro.

El punto de todo esto es que el reloj puede repetir tics (procesos mecánicos cuánticos) con intervalos de tiempo iguales, es decir, los tics son iguales. Pero, dado que estamos hablando de procesos mecánicos cuánticos, uno de los tics tendrá una longitud diferente a la de otro tic (y estas diferencias eventualmente se sumarán a un intervalo medible, como un segundo).

La precisión de cronometraje de un reloj atómico es importante porque cuanto menor es el error en una medición del tiempo, menor es el error en la distancia obtenida al multiplicar el tiempo por la velocidad de la luz. A medida que los ingenieros fabrican relojes más precisos, comienzan a desarrollar diferentes tipos basados ​​en iterbio y estroncio que miden el tiempo en {\displaystyle 10^{-18}}{\displaystyle 10^{-18}} segundos. En algún momento durante los próximos 10 años, se espera que estos relojes ópticos conduzcan a una redefinición del segundo, posiblemente con la constante de Rydberg.

https://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_clock

Entonces, como puede ver, hay dos razones principales por las que estamos tratando de alcanzar una mayor precisión:

1. cuanto menor sea el error en la medición del tiempo, menor será el error en los cálculos de distancia (debido al carácter absoluto de la velocidad de la luz en los cálculos utilizando, por ejemplo, ondas EM)

2. redefiniendo el segundo mismo

Pero no existe una precisión absoluta, siempre podremos crear relojes cada vez más precisos, y la respuesta a tu pregunta es que esta precisión siempre es relativa.

La mayoría de las respuestas hablan de poder comparar relojes, lo cual es importante, pero no el problema fundamental. El punto de tener un reloj preciso es tener una medida precisa y universal para el flujo del tiempo.

Si mide un tiempo de 9,58 segundos para que Usain Bolt corriera 100 metros en 2009 y luego mide 9,63 segundos en 2012, ¿eso significa que se hizo más lento o que las propiedades mecánicas de su reloj de cuerda cambiaron?

Si mide el período de un púlsar en 1,337 s en 1967 y mide un período diferente en 2022, ¿cambió el púlsar o cambió su reloj?

Digamos que usted insiste en usar su reloj de cuerda chatarra, que se encuentra, por ejemplo, en Greenwich, Inglaterra, y ha encontrado una manera de transmitir sus tictacs por todo el mundo a velocidades infinitas (incluso ignoraré la complicación del tiempo finito). velocidad de la luz). Incluso digamos que su reloj de cuerda es bastante consistente, pero su período varía ligeramente con la temperatura. Puede encontrar que el desempeño del Sr. Bolt en Berlín o Beijing depende del clima actual en Greenwich. Si mide el período de un púlsar en febrero de 2022 y luego lo vuelve a medir en julio de 2022, encontrará un ligero cambio en el período debido a las diferencias de temperatura en Greenwich entre estos tiempos. Así que al comparar medidas de púlsares, órbitas lunares, circuitos LC y velocistas olímpicos, tendrás que consultar la tabla de temperaturas diarias en Greenwich, Inglaterra.

Todas sus ecuaciones para la mecánica y la electrónica celestes requerirán términos que tengan en cuenta el clima local en Greenwich en el momento en que se realizó la medición. Esto haría que cualquier cálculo que de alguna manera involucre tiempo sea mucho más complicado.

Puedes decir, WaterMolecule, la teoría de la relatividad dice que todas las medidas de tiempo son relativas al observador, así que puedo usar cualquier reloj antiguo. Pero eso no es lo que dice la relatividad. Mientras que una nave extraterrestre que volaba cerca de la Tierra a la mitad de la velocidad de la luz mediría un tiempo más largo para el sprint récord de Usain Bolt (11,06 s), suponiendo que tuvieran un reloj preciso, podrían calcular el tiempo adecuado en el descanso del estadio. fotograma en 9,58 segundos. La relatividad no elimina la necesidad de un reloj preciso.

El tiempo se ha convertido en un parámetro físico fundamental en la teoría y en los experimentos porque péndulos con las mismas longitudes y circuitos LC con los mismos componentes producen períodos similares dondequiera que se realicen los experimentos y no dependen de las condiciones en algún lugar lejano. Si el tiempo estuviera sujeto a efectos aleatorios debido a las condiciones locales en Greenwich, Inglaterra o en la superficie de Betelgeuse, no lo utilizaríamos como parámetro fundamental. Inventamos el concepto de tiempo específicamente porque permite experimentos repetibles. Si la temperatura local en la superficie de Betelgeuse definiera el flujo del tiempo, la física nunca se habría inventado y tendríamos poca capacidad para comprender el mundo que nos rodea.

Una aplicación para la necesidad de un cronometraje preciso sería evaluar si las constantes fundamentales son realmente constantes. Véase, por ejemplo, este artículo, capítulo 6:
https://www.ptb.de/cms/fileadmin/internet/fachabteilungen/abteilung_4/4.4_zeit_und_frequenz/pdf/2010-Peik_NuclPhysB_Fundamentals_constants.pdf

El cronometraje exacto también permite la medición exacta de las unidades SI que se derivan de la unidad de segundo. Algunos ejemplos son el metro, el kilogramo y el kelvin. Su precisión, por así decirlo, se basa (entre otros valores) en la precisión del segundo.

Podrías usar un péndulo estándar, cuyo período variable con el tiempo sea conocido. Sin embargo, sería difícil reproducir este péndulo estándar exacto en cada ubicación y hacer experimentos con él. Como cada reproducción de un medidor estándar variaría en cierta medida, siempre variaría en cierta medida. La mayoría de los relojes varían en sus períodos de tiempo. Es por eso que el reloj de cesio se convierte en el estándar. Es el que menos varía (sólo un segundo cada millón de años, donde ese millón de años se mide por un reloj ideal inexistente y perfecto en la mente; uno con un período constante).

De hecho, es el tictac de este reloj de cesio el que se utiliza para transmitir la hora "correcta" a través de los medios. Podrías usar el reloj de péndulo de la abuela, pero en la sociedad moderna esto podría traer dificultades.
Por ejemplo, si un proceso técnico requería una sincronización precisa, el péndulo de la abuela podría estar causando fallas en el sistema, explosiones, accidentes aéreos y tal vez incluso una tercera guerra mundial. Si la abuela hubiera sabido que no lo hubiera donado...

Una forma de pensarlo es que

simplemente use un solo reloj mecánico simple en algún lugar con un resorte enrollado que lo haga funcionar, y cada vez que haga un tic, trátelo como si hubiera transcurrido un segundo

no es tan exacto como crees. No hay garantía de que su reloj mecánico permanezca como está dentro de 100 años.

Se puede dar otro ejemplo con la forma en que se definió primero el medidor. Se definió como la longitud de una barra hecha por la Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM) . La varilla puede comenzar a cambiar de forma o se deteriorará con el paso del tiempo.

A partir de 2019, la definición más precisa del segundo se puede encontrar en esta wikipedia.

"El segundo, símbolo$s$, es la unidad de tiempo del SI. Se define tomando el valor numérico fijo de la frecuencia del cesio$\Delta v_{Cs}$, la frecuencia de transición hiperfina del estado fundamental no perturbado del cesio$133$átomo, ser$9192631770$cuando se expresa en la unidad Hz, que es igual a$s^{−1}$."

"¿Por qué no usamos un solo reloj mecánico simple en alguna parte..."

¡Esta es una muy buena idea! Y, de hecho, durante muchos años fue la solución al problema de la longitud y la masa. Hay (todavía creo) un pequeño edificio en Sèvres que guarda una barra de 1m de largo y un peso de 1Kgr.

Pero, por desgracia, estos eran los prototipos y cualquier otra persona solo podía crear copias. Al redefinir segundo (y metro, y Kgr y algunas otras cosas) ahora cualquiera puede crear la "varilla" original o "Kgr" o "segundo" para el caso. Un reloj de cesio se da cuenta exactamente de la nueva definición del segundo, y se puede fabricar en cualquier parte del universo siempre que haya cierta homogeneidad e isotropía y otras condiciones, lo que permite la sincronización. En el fondo es una cuestión de democracia (otra vez). :)

El truco es que si hicieras eso con un reloj mecánico, lo que sucedería es que la duración de su "segundo" cambiaría progresivamente con el tiempo a medida que las piezas se desgastan y cosas por el estilo. Por lo tanto, no puede saber si un "segundo" que acaba de marcar realmente fue tan largo o tan corto como uno marcado en algún momento anterior. Dado que no tiene nada más para definir un segundo, no hay forma de que pueda reparar o reconstruir el reloj para arreglar esto ya que no tiene un punto de referencia.

Es la misma razón por la que recientemente se eliminó el estándar de masa del kilogramo físico. El trozo de metal era realmente duradero y estaba bien cuidado... pero no lo suficientemente duradero y su masa cambió lentamente en unos pocos microgramos.

Sin embargo, un estándar de frecuencia atómica se basa en procesos físicos que, hasta donde sabemos, no cambian. Incluso si el reloj atómico tiene errores y comienza a informar una hora inexacta a medida que se desgastan sus componentes electrónicos, puede repararlo o reemplazarlo y compararlo nuevamente con este estándar subyacente, porque no es un artefacto en absoluto.

si la definición del segundo en sí es una función del número de tics que hace el reloj.

Bueno... la definición original de un segundo era un latido del corazón humano.

A principios del Imperio Romano, el día siempre se dividía en 12 horas y la noche también se dividía en 12 horas, para un total de 24 horas, pero esas 24 horas no eran uniformes. Por ejemplo, en invierno los "segundos diurnos" eran más cortos mientras que los "segundos nocturnos" eran más largos; lo contrario sucedió en verano. Que desastre.

Hoy en día, un segundo se define como 1/86400 de un día de 1820. Y, por supuesto, 200 años después la tierra ya no gira a la misma velocidad, por lo que un día en 2022 tiene más de 86400 segundos... lo que produce el concepto de "segundos bisiestos". A nadie le gustan los segundos bisiestos ahora. Quiero decir, ¿quién quiere contar hasta 61 [segundos] para celebrar feliz año nuevo [cada dos años]?

Antes de que existiera el GPS y antes de que Usain Bolt diera sus primeros pasos, había barcos en el mar. Es fácil saber la latitud con un instrumento como un sextante y algo de trigonometría. Sin embargo, medir la longitud sin un reloj preciso es muy difícil.

Lea sobre John Harrison y el desarrollo del cronómetro marino (comience aquí: https://en.wikipedia.org/wiki/Marine_chronometer ) para descubrir la importancia de la medición precisa del tiempo para decirle a un barco dónde se encuentra en el océano.

La medida del tiempo y la medida de "dónde estás" se han unido a través de los siglos.

El problema con un reloj mecánico no es que sea "inexacto" en relación con algún otro reloj. El problema es que no mide el tiempo a la misma velocidad: una definición mecánica de un segundo varía mucho con la temperatura y el envejecimiento de los componentes, sin importar cómo lo implementes, y también cambia con la aceleración gravitatoria y con el campo magnético de la Tierra . , a menos que haga todo el reloj mecánico con aisladores. Una vez que llega a mediciones de tiempo precisas, incluso los efectos de segundo o tercer orden se vuelven significativos.

Tanto la fuerza del campo magnético de la Tierra como la aceleración gravitatoria local se desplazan localmente a velocidades que ahora podemos medir bastante bien, y podemos hacerlo porque podemos medir el tiempo sin que un reloj se vea afectado por tales efectos .

Ahora usted pregunta: pero ¿por qué nos importa, si solo transmitimos este segundo cambiante?

Ejem. F = m*a. Si la definición del segundo se desvía, también lo haría la definición de un kilogramo, para obtener resultados precisos de cosas básicas como la tercera ley de Newton. La tercera ley se usa indirectamente en todo tipo de mediciones, por lo que un segundo estándar a la deriva sería una mala noticia. Y eso es sólo un ejemplo elemental. Todas las constantes físicas básicas están interrelacionadas con la definición de un segundo...

Y la solución que encontramos fue encontrar sistemas mecánicos más estables. Da la casualidad de que cuanto más estable es la frecuencia de un reloj, más reproducible se vuelve el diseño también.

Y los relojes atómicos son... relojes mecánicos. Mecánica cuántica, pero aún así. Es comparativamente simple replicarlos dondequiera que estés, solo dada su descripción, ya que su definición está ligada a... espera... la definición de números naturales y conteo. Siempre que pueda estar de acuerdo con alguien sobre cómo cuenta el contenido de los núcleos atómicos, puede estar de acuerdo sobre qué elementos usar para el reloj atómico. De manera similar, puede contar los orbitales y concentrarse en las transiciones de estado utilizadas como base de tiempo en el reloj atómico. Esto se adentra más en el Contacto (el libro/película) y la forma en que presentó los conceptos de comunicar la ciencia básica a través de divisiones entre civilizaciones. Tienes que empezar en alguna parte, y los números naturales funcionan bastante bien para ese propósito.

Otra cosa importante es que el tiempo es la cantidad (más o menos) que podemos medir con mayor precisión. Por lo tanto, ayuda si podemos vincular, en el nivel fundamental, las definiciones de otras constantes y cantidades físicas a la definición de un segundo. Por ejemplo, el efecto Josephson vincula el tiempo (frecuencia) con el voltaje, y de repente podríamos mejorar la precisión de nuestro estándar de voltios en un orden de magnitud en comparación con los estándares anteriores de, por ejemplo, naturaleza electroquímica o termoeléctrica. Esto se remonta a Newton, ya que podemos relacionar las mediciones de fuerza con la fuerza electromagnética cuando una cierta corriente fluye a través de los conductores, y podemos definir la corriente en términos de paso del tiempo y números naturales (¡contar los electrones!).

Entonces, en la práctica, resulta que tener un estándar de tiempo altamente reproducible localmente puede usarse para propagar o difundir otros estándares físicos, ya que no necesitan basarse en ninguna transmisión que no sea el conocimiento y las definiciones estáticas compartidas. Eso es importante, ya que, por ejemplo, cuánto paga por la electricidad está vinculado a las definiciones de voltios y amperios, y si desea comparar significativamente los precios de la electricidad entre dos países, es mejor que estén de acuerdo en cómo se relacionan los voltios y los amperios con otras constantes físicas. Y dicho acuerdo es mejor cuando cualquiera puede derivar localmente los estándares necesarios sin pedirle a nadie más que información.

En pocas palabras, relacionar otras constantes físicas con una definición de un segundo que está ligada cuantitativamente a los números naturales y a los procesos físicos fundamentales permite a todos sintetizar su propia unidad física y estándares constantes de forma independiente, sin transmisiones dinámicas ni intercambio de artefactos.

Otro punto: necesitará relojes sincronizados en muchos lugares (como se argumenta en muchas otras respuestas), y los relojes que son por naturaleza muy precisos son mucho más fáciles de sincronizar. Y los protocolos como NTP (protocolo de tiempo de red) no son lo suficientemente precisos para muchas aplicaciones.

Solo quería ampliar el contexto histórico de los relojes y el cronometraje.

Este es un extracto del excelente libro de Joel Mokyr sobre tecnología The Lever of Riches (énfasis mío):

... [En el siglo XV] Los avances en la relojería hicieron factible la miniaturización de los relojes y condujeron a la democratización de la medición del tiempo.

" El reloj , no la máquina de vapor", escribe Mumford con cierta exageración, " es la máquina clave de la era industrial moderna ". Es mecánica, automática y exige un alto nivel de precisión en el diseño y el mantenimiento, por lo que sirvió de ejemplo para todas las demás máquinas. Creó orden y organización y un conjunto compartido de información objetiva. A mediados del siglo XIV, la costumbre de dividir la hora en 60 minutos de 60 segundos cada uno se había vuelto estándar. Las cuatro en punto eran las cuatro en punto para todos los individuos, una hora era una hora. Esta comunicabilidad de hechos y conceptos, la etapa de difusión de información "yo veo lo que ves", fue un elemento importante en la difusión de innovaciones.

Además, permitió una medición más precisa de la productividad. Después de todo, implícita en nuestra noción de eficiencia está la necesidad de medir el tiempo: la productividad es un concepto de flujo. Los relojes trajeron a casa diferencias en la eficiencia : se podía ver que los trabajadores más productivos y los mejores implementos y herramientas producían más producción por hora. Las comparaciones de productividad se hicieron más fáciles, y con ellas la elección entre el más rápido y el más lento. Los relojeros trajeron nuevos estándares de precisión y complejidad a la construcción de artefactos mecánicos, y muchos jugaron papeles importantes en invenciones posteriores en otras industrias.

Dicho de otra manera, los relojes precisos eran el medio para un fin del progreso científico e industrial:

• la capacidad de viajar y mantener el tiempo, es decir, configurar dos relojes en Génova, navegar uno al otro lado del mundo y regresar, y mantenerlos sincronizados, no es poca cosa en 1492

• la capacidad de medir con precisión la productividad de otras personas y procesos, un requisito previo clave para la mecanización y la organización sistemática del trabajo, gremios, molinos, fábricas, agricultura a gran escala

• la capacidad de medir con precisión ( y reproducir ) experimentos, un requisito previo para el surgimiento del método científico y el "científico", Copérnico, Brahe, Kepler, Napier, Galileo.

Max Veblen dijo la famosa frase: "La invención es en todas partes la madre de la necesidad". Dicho de otra manera, para responder a su pregunta: no hay ninguna razón en absoluto por la que un reloj deba ser preciso. Pero las capacidades que desbloqueó un reloj preciso justificaron los esfuerzos para producir continuamente relojes más precisos en un ciclo virtuoso de innovación.

El reloj preciso no es el único hecho importante; más importante es la comparabilidad de sus intervalos de tiempo medidos. Deben ser lo más precisos y únicos posible para comparar procedimientos iguales en todo el mundo.

Los mismos tipos técnicos de relojes pueden alcanzar resultados fiables.