چرا یک دقیقه به 60 ثانیه و یک ساعت به 60 دقیقه تقسیم شده در حالیکه شبانه روز تنها 24 ساعت است؟
مایکل لومباردی متخصص علوم مقیاسها و اوزان در بخش زمان و فرکانس موسسه ملی استاندارد و تکنولوژی بولدر کلرادو به این سوال پاسخ میدهد:
امروزه سیستم شمارشی ده دهی (ده بخشی) مرسومترین نوع شمارش است که احتمالا به این دلیل که انسانها به آسانی می توانند به کمک انگشتانشان عمل شمارش را انجام دهند شهرت بخصوصی یافته است. تمدنهایی که شبانه روز را به بخشهای کوچکتری تقسیم کردند سیستمهای شمارشی متفاوتی، بخصوص دوازده دوازدهی (12 بخشی) و شصت شصتی (60 بخشی) را مورد استفاده قراردادند.
شواهد ثبت شده نشان میدهد مصریان از ساعتهای خورشیدی استفاده می کردند و بیشتر مورخان بر این اعتقادند که آنها اولین تمدنی بودند که شبانه روز را به بخشهای کوچکتر تقسیم کردند. اولین ساعتهای خورشیدی اساسا تخته سنگهایی بودند که روی هم قرارگرفته و با اندازه گیری طول و جهت سایه ایجاد شده می شد زمان را تشخیص داد. 1500 سال پیش از میلاد مسیح مصریان ساعت خورشیدی بسیار پیشرفته تری ساختند. ابزار T شکلی در زمین قرار داده می شد و این وسیله فاصله بین طلوع و غروب را به 12 قسمت تقسیم میکرد. این تقسیم بندی نشانگر استفاده مصریان از سیستم دوازده دوازدهی است. اهمیت عدد 12 عموما به این واقعیت که تعداد ماههای سال قمری در یک سال 12 تا است یا احتمالا به تعداد بندهای انگشتان هر دست (3 بند در هر انگشت به غیر از شصت) نسبت داده شده است که می توان توسط انگشت شصت که خود شمرده نمی شود بقیه بندها را شمرد. نسل بعدی ساعت خورشیدی اولین نماد چیزی است که ما امروزه آن را یکساعت می نامیم. تعداد ساعات در یکشبانه روز تقریبا یکسان بودند، اما طول آنها در طی یکسال متغیر بود به این ترتیب که در تابستان طولانیتر و در زمستان کوتاهتر بودند.
انسان در آن دوران بدون دسترسی به نور مصنوعی، تاریکی شب یا روشنایی خورشید را به جای اینکه دو بخش از یک شبانه روز بداند، به عنوان دو قلمرو مخالف یکدیگر محسوب می کرد. بدون بهره گرفتن از ساعتهای خورشیدی تقسیم بندی بین غروب و طلوع خورشید بسیار پیچیده تر از تقسیم کردن روز بود. اگرچه در عصری که ساعتهای خورشیدی برای اولین بار مورد استفاده قرار گرفتند ستاره شناسان مصری اولین کسانی بودند که 36 ستاره ای که به مجموعه حلقه بهشتها(Circle of Heavens) معروفند و در فاصله مساوی از هم قراردارند را مشاهده نمودند. ورود به شب و پایان آن با پدیدار شدن 18 تا از این ستارگان تعیین می شد که رویت سه ستاره از این مجموعه فلق و سه تای دیگر شفق (گرگ و میش آسمان) را نشان می داد و دوره تاریکی مطلق نیز توسط 12 ستاره دیگر علامت گذاری شده بود که شب را به 12 بخش تقسیم می کرد که این کار تایید دیگری بر سیستم دوازده دوازدهی بود. در طول فرمانروایی جدید (BC 1550 – 1070) این سیستم اندازه گیری به قدری ساده شده بود که یک سری 24تایی از ستاره ها، که 12 تا از آنها ورود به شب را نشان میدادند استفاده می شد. ساعت آبی نیز برای اندازه گیری طول شب مورد استفاده میشد و شاید دقیق ترین وسیله اندازه گیری زمان در عصر قدیم بود. گاه شمار که یک نمونه از آن در معبد آمون در Karnak پیدا شده و به سال BC 1400 بر می گردد لوله ای است که سطوح داخلی آن طوری سراشیب شده که فشار آب از بالا به پایین رو به کاهش است و در روی بدنه آن علامت گذاریهایی تقسیم بندی 12 قسمتی شب در ماه های متفاوت را نشان می دهد.
وقتی که ساعات روز و شب به 12 قسمت مساوی تقسیم شدند، مفهوم 24 ساعت کاملا جا افتاد. اگر چه تا پیش از دوره Hellenistic، هنگامی که ستاره شناسان یونانی برای محاسبات نظری خود شروع به استفاده از چنین سیستمی کردند مفهوم یکساعتهای مساوی ناشناخته مانده بود. ابرخس (Hipparchus) که فعالیتهای او بین سالهای BC 147 تا 127 صورت گرفت، پیشنهاد کرد شبانه روز شامل 12 ساعت روشن و 12 ساعت تاریک (که بر اساس شبانه روز استوا اندازه گیری می شد) باشد و بدین ترتیب شبانه روز به 24 ساعت مساوی استوایی تقسیم شدند. علیرغم این پیشنهاد، عامه مردم تا چندین قرن همچنان به استفاده از یکساعتهای مساوی که تنها در طول یک فصل ثابت می ماندند مبادرت ورزیدند. (یکساعتهای مساوی تنها زمانی مرسوم شدند که ساعتهای مکانیکی برای اولین بار در قرن 14 میلادی در اروپا ساخته شدند.)
ابرخس (Hipparchus) و دیگر ستاره شناسان یونانی تکنیکهای ستاره شناسی ای که قبلا توسط بابلی هایی که در بین النهرین سکونت داشتند را به کار گرفتند. بابلی ها به کمک سیستم شصت شصتی که از سومری ها به ارث برده بودند محاسبات ستاره شناسی انجام می دادند. اگر چه معلوم نیست چرا عدد 60 انتخاب شده است، اما بطور بخصوصی برای نشان دادن کسرها مناسب است، زیرا 60 کوچکترین عددی است که بر 6 عدد (6، 5، 4، 3، 2، 1) و همچنین بر 30، 20، 15، 12، 10 بخش پذیر است.
اگر چه که سیستم شصت شصتی برای محاسبات معمولی مورد استفاده قرار نمی گیرد، اما این سیستم هنوز برای اندازه گیری زوایا، مختصات های جغرافیایی و زمان استفاده می شود. در حقیقت، صفحه گرد ساعت و کره زمین، سیستم تقسیم بندی 4000 ساله خود را به بابلی ها مدیون هستند.
اراتستن ستاره شناس یونانی که حدود BC 276 تا 194 میزیسته است از سیستم شصت شصتی برای تقسیم بندی یک دایره به 60 قسمت به منظور ابداع سیستم عرض جغرافیایی استفاده کرد. عرض های جغرافیایی خطوط افقی بودند که از نقاط معروف روی زمین در آن دوران می گذشتند. یک قرن بعد، ابرخس (Hipparchus) خطوط عرض جغرافیایی را نرمالیزه کرد و آنها را موازی و مطابق هندسه زمین در نظر گرفت. او همچنین سیستمی برای خطوط طولی که شامل 360 درجه بوده و از قطب شمال به جنوب امتداد می یافتند ابداع نمود. بطلمیوس (حدود 150 AD) در دانشنامهAlmagest کار ابرخس (Hipparchus) را با تقسیم کردن هر یک از 360 درجه طولی و عرضی به بخشهای کوچکتر توضیح و بسط داد. هر درجه به 60 قسمت و هر یک از آنها مجددا به 60 قسمت کوچکتر تقسیم شدند. قسمت اول Partes Minutae Primae یا دقیقه اول نامیده شد که بعدها به `دقیقه` شهرت یافت. دومین تقسیم بندی Partes Minutae Secundae یا `دقیقه دوم` نامیده شد که به `ثانیه` شهرت یافت. گرچه دقایق و ثانیه ها تا قرنها بعد در زندگی روزانه به عنوان مقیاسی برای اندازه گیری زمان استفاده نمی شد. در ساعتها، هر یک ساعت به دو، سه، چهار یا حتی گاهی به 12 قسمت مساوی تقسیم می شد و هیچگاه به 60 قسمت تقسیم بندی نمی شد. تا اواخر قرن 16 میلادی که ساعت هایی با عقربه های دقیقه شمار روی کار آمدند در نظر گرفتن دقیقه برای عامه مردم عملی نبود. حتی امروزه بسیاری از ساعتهای دیواری و مچی تنها دقیقه ها را نشان می دهند و نه ثانیه ها را.
ما مدیون تمدنهای کهن هستیم که تقسیم بندی های زمان را تعریف و حفظ کردند. جامعه مدرن هنوز هم یک روز را شامل 24 ساعت، یک ساعت را شامل 60 دقیقه و یک دقیقه را شامل 60 ثانیه می شناسد. البته پیشرفت علم اندازه گیری زمان، شیوه تعریف این یکاها را عوض کرده است. زمانی ثانیه از تقسیم کردن پدیده های ستاره شناسی به بخشهای کوچکتر تعریف می شد که سیستم بین المللی اندازه گیری یکاها (SI) ثانیه را به عنوان کسری از میانگین طول روز شمسی و بعدها آن را وابسته به سال استوایی تعریف کرد. در سال 1967 با تعریف ثانیه به عنوان طول زمان لازم برای تغییر 9,192,631,770 تراز انرژی اتم سزیم، ثانیه تعریف جدیدی پیداکرد. این توصیف مجدد، طلیعه عصر زمان گیری اتمی و ساعت هماهنگ جهانی UTC بود.
قابل توجه اینکه برای هماهنگ کردن زمان اتمی با زمان ستاره شناسی معمولا باید ثانیه های کبیسه به زمان هماهنگ جهانی UTC اضافه شوند. بنابراین، تمام دقیقه ها شامل 60 ثانیه نیستند. چند دقیقه کمیاب حدود 8 بار در هر دهه اتقاق می افتند که در واقع 61 ثانیه ای هستند.