เครื่องคำนวณเวลา

เครื่องคำนวณเวลานี้ออกแบบมาเพื่อช่วยให้คุณ "บวก" หรือ "ลบ" หน่วยเวลาที่แตกต่างกันได้อย่างง่ายดาย หากคุณปล่อยช่องป้อนข้อมูลว่างไว้ ระบบจะกำหนดค่าเริ่มต้นเป็นศูนย์โดยอัตโนมัติ

ลบหรือบวกเวลาจากวันที่ที่กำหนด

คุณสามารถใช้ เครื่องคำนวณระยะเวลา เพื่อหาความห่างระหว่างสองวันที่ได้อย่างแม่นยำ นอกจากนี้ เครื่องมือนี้ยังช่วยให้คุณบวกหรือลบเวลาออกจากเวลาและวันที่เริ่มต้นได้ เมื่อทำการคำนวณแล้ว ระบบจะแสดงผลลัพธ์เป็นวันและเวลาใหม่ที่ถูกต้องทันที

การคำนวณเวลาด้วยนิพจน์

เครื่องคำนวณนี้รองรับการบวกและลบเวลาตั้งแต่สองจุดขึ้นไปโดยใช้สมการ (Expression) รูปแบบตัวอักษรที่รองรับในการป้อนข้อมูล ได้แก่: d, h, m และ s โดย d แทนวัน (Days), h แทนชั่วโมง (Hours), m แทนนาที (Minutes) และ s แทนวินาที (Seconds) เครื่องหมายทางคณิตศาสตร์ที่สามารถใช้ได้คือ + และ - ตัวอย่างสูตรการคำนวณที่ถูกต้อง เช่น “1d 2h 3m 4s + 4h 5s - 2030s”

แม้ว่าเวลาจะสามารถนำมาบวกหรือลบได้เหมือนกับตัวเลขทั่วไป แต่ก็มีความแตกต่างที่สำคัญในการคำนวณระหว่างระบบเลขฐานสิบกับระบบหน่วยเวลา ตารางด้านล่างนี้แสดงนิยามของหน่วยวัดเวลายอดนิยมที่ใช้กันในปัจจุบัน

เราจะวัดเวลาได้อย่างไร?

ปฏิทินและนาฬิกาคือสองระบบหลักที่ใช้ในการวัดเวลาในปัจจุบัน ระบบการวัดเวลาเหล่านี้ใช้ ระบบเลขฐานหกสิบ (Sexagesimal) ซึ่งมีเลข 60 เป็นฐาน ระบบนี้ถูกคิดค้นขึ้นในยุคสุเมเรียนโบราณเมื่อประมาณ 3,000 ปีก่อนคริสตกาล และต่อมาได้ถูกนำมาปรับใช้โดยชาวบาบิโลน

สาเหตุที่เราใช้เลขฐาน 60 เป็นเพราะ 60 เป็นจำนวนประกอบสูง (Highly Composite Number) ที่มีตัวหารลงตัวถึง 12 ตัว จำนวนประกอบสูงคือจำนวนเต็มบวกที่มีตัวหารมากกว่าจำนวนเต็มบวกอื่น ๆ ที่มีค่าน้อยกว่าตัวมันเอง

ข้อได้เปรียบทางคณิตศาสตร์ของเลข 60 ทำให้การใช้งานจริงมีความสะดวกมาก เนื่องจากเลข 60 มีตัวหารหลายตัว จึงทำให้การคำนวณเศษส่วนง่ายขึ้น ตัวอย่างเช่น เราสามารถแบ่งเวลา 1 ชั่วโมงออกเป็นช่วง ๆ ละ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20 และ 30 นาทีได้อย่างลงตัวโดยไม่มีเศษ

การประดิษฐ์วินาที นาที และ 24 ชั่วโมง

ชาวอียิปต์โบราณเป็นอารยธรรมแรกที่ริเริ่มการแบ่งวันออกเป็นหลายช่วงเวลา โดยนาฬิกาแดดเรือนแรกได้แบ่งช่วงเวลาระหว่างพระอาทิตย์ขึ้นจนถึงพระอาทิตย์ตกออกเป็น 12 ส่วน

อย่างไรก็ตาม นาฬิกาแดดไม่สามารถใช้งานได้ในเวลากลางคืน การวัดเวลาในช่วงค่ำคืนจึงมีความซับซ้อนกว่า นักดาราศาสตร์ชาวอียิปต์ได้สังเกตรูปแบบการเคลื่อนที่ของกลุ่มดาว และใช้ดาว 12 ดวงในการแบ่งช่วงเวลากลางคืนออกเป็น 12 ส่วน

การแบ่งกลางวัน 12 ส่วนและกลางคืน 12 ส่วนนี่เอง ที่เป็นจุดกำเนิดของแนวคิดเรื่อง 1 วันมี 24 ชั่วโมง อย่างไรก็ตาม การแบ่งเวลาของชาวอียิปต์นั้นมีความผันผวนตามฤดูกาล โดยชั่วโมงในฤดูร้อนจะยาวนานกว่าในฤดูหนาวอย่างมาก

ต่อมา ในช่วง 147 ถึง 127 ปีก่อนคริสตกาล ฮิปปาร์คัส (Hipparchus) นักดาราศาสตร์ชาวกรีก ได้เสนอให้แบ่งวันออกเป็นกลางวัน 12 ชั่วโมงและกลางคืน 12 ชั่วโมงเท่า ๆ กัน โดยอ้างอิงจากวันวสันตวิษุวัต (Equinox - วันที่กลางวันยาวเท่ากับกลางคืน)

นอกจากนี้ ฮิปปาร์คัสยังได้พัฒนาแบบจำลองเส้นลองจิจูดแบบ 360 องศา ซึ่งในเวลาต่อมา คลอเดียส ทอเลมี (Claudius Ptolemy) ได้นำมาปรับปรุงเป็นระบบละติจูดและลองจิจูดแบบ 360 องศา ทอเลมีได้แบ่งแต่ละองศาออกเป็น 60 ส่วน และแต่ละส่วนยังถูกแบ่งย่อยออกไปอีก 60 ส่วน ซึ่งนี่คือจุดกำเนิดของหน่วยที่เราเรียกว่า "นาที" และ "วินาที" ในปัจจุบัน

แม้อารยธรรมต่าง ๆ จะมีการปรับเปลี่ยนระบบปฏิทินมาตลอดหน้าประวัติศาสตร์ แต่ ปฏิทินเกรกอเรียน (Gregorian Calendar) คือระบบที่ได้รับการยอมรับและใช้งานอย่างแพร่หลายที่สุดทั่วโลกในปัจจุบัน ปฏิทินนี้ถูกประกาศใช้ในปี พ.ศ. 2125 โดยสมเด็จพระสันตะปาปาเกรกอรีที่ 13 ซึ่งเป็นการปรับปรุงมาจากปฏิทินจูเลียน (Julian Calendar) อันเป็นปฏิทินสุริยคติของโรมันที่จูเลียส ซีซาร์ ริเริ่มขึ้นเมื่อ 45 ปีก่อนคริสตกาล

สาเหตุของการเปลี่ยนปฏิทินเป็นเพราะปฏิทินจูเลียนมีข้อบกพร่อง ทำให้วันวิษุวัตและวันอายัน (Solstice) คลาดเคลื่อนจากความเป็นจริงทางดาราศาสตร์ไปประมาณ 11 นาทีต่อปี การใช้ปฏิทินเกรกอเรียนจึงช่วยลดความคลาดเคลื่อนนี้ลงได้อย่างมาก

เครื่องมือวัดระยะเวลายุคแรกเริ่ม

นาฬิกาในยุคแรกเริ่มมีรูปแบบที่หลากหลาย ขึ้นอยู่กับวัฒนธรรมและภูมิภาค ส่วนใหญ่ถูกสร้างขึ้นเพื่อแบ่งช่วงเวลากลางวันหรือกลางคืน สำหรับใช้กำหนดเวลาทำงานหรือประกอบพิธีกรรมทางศาสนา ตัวอย่างเช่น ตะเกียงน้ำมันและนาฬิกาเทียน ซึ่งใช้เพื่อกะระยะเวลาที่ผ่านไปจากเหตุการณ์หนึ่งไปยังอีกเหตุการณ์หนึ่ง มากกว่าการบอกเวลาที่แน่นอนแบบนาฬิกาในปัจจุบัน

นาฬิกาน้ำ หรือที่รู้จักกันในชื่อ "เคลปไซดรา" (Clepsydra) ได้รับการยกย่องว่าเป็นเครื่องบอกเวลาที่แม่นยำที่สุดในโลกยุคโบราณ กลไกของนาฬิกาน้ำทำงานโดยการควบคุมการไหลของน้ำออกจากถังหรือเข้าสู่ถัง และอาศัยการวัดระดับน้ำเพื่อคำนวณระยะเวลาที่ผ่านไป

นาฬิกาทราย (Hourglass หรือ Sandglass) ถือกำเนิดขึ้นในศตวรรษที่ 14 และได้รับความนิยมไม่แพ้ตะเกียงน้ำมันและนาฬิกาเทียน เมื่อเทคโนโลยีนาฬิกากลไกมีความแม่นยำสูงขึ้น นาฬิกากลไกเหล่านั้นจึงถูกนำมาใช้เป็นมาตรฐานในการปรับเทียบนาฬิกาทราย เพื่อให้สามารถจับระยะเวลาได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น

ในปี พ.ศ. 2199 คริสตียาน เฮยเคินส์ (Christiaan Huygens) ได้ประดิษฐ์นาฬิกาลูกตุ้มกลไกเรือนแรกของโลก ซึ่งถือเป็นนาฬิกาเรือนแรกที่ควบคุมด้วยอุปกรณ์ที่มีคาบการแกว่ง "ตามธรรมชาติ" เฮยเคินส์ได้พัฒนาและปรับปรุงนาฬิกาลูกตุ้มของเขาจนมีความคลาดเคลื่อนเพียงไม่เกิน 10 วินาทีต่อวัน

ปัจจุบัน นาฬิกาอะตอม (Atomic Clock) คือเครื่องมือวัดเวลาที่แม่นยำที่สุดในโลก แม้จะมีนาฬิกาอะตอมหลายประเภท แต่นาฬิกาอะตอมซีเซียม (Cesium atomic clock) เป็นประเภทที่ได้รับความนิยมและเสถียรที่สุด การสอบเทียบทำได้โดยการวัดความถี่ของการแผ่รังสีของอะตอมซีเซียม นาฬิกาอะตอมใช้ออสซิลเลเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ในการจับเวลาโดยอิงตามการสั่นพ้องทางนิวเคลียร์ของซีเซียม

แนวคิดเรื่องเวลา

อริสโตเติล

ตลอดหน้าประวัติศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์และนักปรัชญามากมายได้นำเสนอทฤษฎีเกี่ยวกับโครงสร้างของเวลา อริสโตเติล (384–322 ปีก่อนคริสตกาล) อธิบายถึงเวลาไว้ว่ามันคือ "จำนวนของการเคลื่อนไหวที่เกี่ยวข้องกับก่อนและหลัง" นักปรัชญาชาวกรีกผู้นี้มองว่า เวลาคือหน่วยวัดของการเปลี่ยนแปลง ซึ่งการจะรับรู้เวลาได้นั้นจำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงหรือการเคลื่อนไหวเกิดขึ้น นอกจากนี้เขายังเชื่อว่า เวลานั้นเป็นสิ่งไร้ขีดจำกัดและมีความต่อเนื่อง ส่วนจักรวาลก็มีอยู่และจะดำรงอยู่ต่อไปชั่วนิรันดร์

นิวตัน

ในหนังสือ Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ไอแซก นิวตัน (Isaac Newton) ได้นำเสนอแนวคิดที่ว่า อวกาศและเวลาเป็นสิ่งสัมบูรณ์ (Absolute) เขาให้เหตุผลว่า "เวลาสัมบูรณ์" มีอยู่จริงและเดินหน้าไปโดยไม่ขึ้นอยู่กับอิทธิพลภายนอกใด ๆ ซึ่งเขาเรียกสิ่งนี้ว่า "ระยะเวลา" (Duration) ตามมุมมองของนิวตัน เวลาสัมบูรณ์สามารถเข้าใจได้ในทางทฤษฎีทางคณิตศาสตร์เท่านั้น เนื่องจากมนุษย์ไม่สามารถสังเกตเห็นมันได้โดยตรง

ในทางกลับกัน "เวลาสัมพัทธ์" (Relative time) คือสิ่งที่มนุษย์สัมผัสได้และใช้เป็นหน่วยวัด "ระยะเวลา" ในชีวิตประจำวัน โดยอ้างอิงจากการเคลื่อนที่ของวัตถุ เช่น ดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ แนวคิดเรื่องเวลาตามแบบฉบับของนิวตันนี้ เรียกอีกอย่างหนึ่งว่าเวลาแบบนิวตันเนียน (Newtonian time)

ไลบ์นิทซ์

สำหรับ กอทท์ฟรีด วิลเฮล์ม ไลบ์นิทซ์ (Gottfried Wilhelm Leibniz) เวลาเป็นเพียงโครงสร้างทางความคิด เช่นเดียวกับพื้นที่และตัวเลข ซึ่งช่วยให้มนุษย์สามารถจัดระเบียบและประเมินประสบการณ์ของตนได้ เวลาคือวิธีที่มนุษย์ใช้มองและเรียงลำดับเหตุการณ์ต่าง ๆ ที่ผ่านเข้ามาในชีวิต ความแตกต่างระหว่างไลบ์นิทซ์กับนิวตันคือ ไลบ์นิทซ์เชื่อว่าเวลาจะมีความหมายก็ต่อเมื่อมีวัตถุ (Entities) ที่สามารถมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันเท่านั้น

ไอน์สไตน์

ตรงข้ามกับนิวตันที่เชื่อว่าเวลาเดินไปอย่างเท่าเทียมกันสำหรับผู้สังเกตการณ์ทุกคนโดยไม่สนกรอบอ้างอิง อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ (Albert Einstein) ได้นำเสนอแนวคิดเรื่อง กาลอวกาศ (Spacetime) โดยชี้ให้เห็นว่าเวลาและอวกาศมีความเชื่อมโยงเป็นผืนเดียวกัน ไม่ได้แยกขาดออกจากกันตามที่เคยเชื่อมา

ไอน์สไตน์เสนอว่า ความเร็วแสง (c) เป็นค่าคงที่สัมบูรณ์สำหรับผู้สังเกตทุกคนในสภาวะสุญญากาศ ไม่ว่าแหล่งกำเนิดแสงนั้นจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าใดก็ตาม เขาได้สร้างสมการเชื่อมโยงระยะทางที่วัดได้ในอวกาศเข้ากับระยะทางที่วัดได้ในหน่วยของเวลา

สรุปคือ สำหรับผู้สังเกตที่อยู่ในกรอบอ้างอิงเฉื่อยต่างกัน (มีความเร็วสัมพัทธ์ไม่เท่ากัน) ทั้งโครงสร้างของอวกาศและเวลาจะเกิดการยืดหดเปลี่ยนแปลงไปพร้อม ๆ กัน เพื่อรักษาให้ความเร็วของแสงมีค่าคงที่เสมอ

ตัวอย่างคลาสสิกที่ใช้อธิบายปรากฏการณ์นี้คือ การเดินทางของยานอวกาศด้วยความเร็วที่เข้าใกล้ความเร็วแสง

หากมองจากมุมมองของผู้สังเกตการณ์ภายนอก เวลาบนยานอวกาศที่เดินทางด้วยความเร็วเข้าใกล้ความเร็วแสงจะเดินช้าลงเมื่อเทียบกับเวลาของพวกเขา และในทางทฤษฎี เวลาบนยานอวกาศนั้นจะหยุดนิ่งสนิทหากยานสามารถเดินทางได้เร็วเท่ากับแสง

กล่าวง่าย ๆ คือ หากวัตถุเคลื่อนที่ผ่านอวกาศเร็วขึ้น เวลาของวัตถุนั้นก็จะเดินช้าลง ในทางกลับกัน หากวัตถุเคลื่อนที่ผ่านอวกาศช้าลง เวลาของมันก็จะเดินเร็วขึ้น กฎนี้จะต้องเกิดขึ้นเสมอเพื่อรักษาสมดุลให้ความเร็วแสงคงที่

วิวัฒนาการความเข้าใจเรื่องเวลาตลอดหน้าประวัติศาสตร์ของมวลมนุษยชาติ แสดงให้เห็นว่าแม้แต่ทฤษฎีที่เคยเชื่อว่าสมบูรณ์แบบที่สุด ก็ยังสามารถถูกท้าทายและหักล้างได้ด้วยการค้นพบใหม่ ๆ ของนักวิทยาศาสตร์

แม้ทุกวันนี้ฟิสิกส์ควอนตัมและวิทยาการแขนงอื่น ๆ จะก้าวหน้าไปอย่างก้าวกระโดด แต่ "เวลา" ก็ยังคงเป็นความลับที่รอการค้นพบ ในอนาคตอาจมีความเป็นไปได้ที่ค่าคงที่ของแสงของไอน์สไตน์อาจไม่ใช่จุดสิ้นสุด และบางทีมวลมนุษยชาติอาจค้นพบกุญแจสำคัญที่ทำให้เราสามารถเดินทางย้อนเวลากลับไปในอดีตได้