Мир Знаний

Системи лічби часу (стр. 3 из 5)

3. Безперервний лік діб

Кожен, хто скільки-небудь знайомий з технікою обчислень положень небесних світил на певні моменти часу, усвідомлює важливість безперервного рахунку діб від деякого початкового моменту. Положення світила отримують фактично на певний момент за безперервною шкалою, лише потім цей момент переводять в діючу календарну систему. На сьогодні така шкала існує у вигляді так званих юліанських діб, які невідомо хто придумав починати 1 січня мінус 4712 року за юліанським календарем, та ще й опівдні (мається на увазі 12h ТТ для розрахунків положень і 12h UТС для спостережень). Цьому безглуздю навіть дають пояснення – мовляв раніше, для того, щоб ніч спостережень не була поділена на дві сусідні дати, астрономам було зручніше починати нову добу опівдні. А у 1925 році вони теж перейшли на громадянський лік діб – від середньої гринвіцької півночі, хоча для юліанських діб було вирішено продовжувати їх відлік від середнього гринвіцького полудня. Звичайно, це було б в деякій мірі зручно астрономам, які ведуть спостереження на нульовому меридіані, можливо ще й в зоні, що відстоїть від останнього до 45° довготи в обидві сторони. Якщо ж я переїду, скажімо, в Нову Зеландію, де довгота близька до 180°, і стану спостерігати звідти, про дану “зручність” говорити не доведеться. Крім того, варто нагадати, що більшість астрономічних спостережень на теперішній момент ведуться в шкалі UTС, в якій доба починається опівночі, тому причини збереження початку юліанської доби за гринвіцьким полуднем я не бачу.

Проте все це маячня в порівнянні з ще однією широко рекламованою “зручністю” юліанських діб. Їх розробнику здавалось, що він знайшов “абсолютний початок” і що на дати, які передують 1 січня мінус 4712 року за “старим стилем” ніхто ніколи обчислювати положення світил не буде. Таким чином, автоматично усувалась незручність, пов'язана з негативними значеннями юліанських дат – таких в цій системі просто не було передбачено. Тобто, для будь-якого року, що йде після мінус 4712-го, юліанська дата – число додатне. А для років і епох, які передують вказаному – юліанських дат взагалі-то не існує. Звичайно, додатні значення юліанських дат – хороше напрацювання. Але воно не йде ні в які порівняння з труднощами створення програм переходу від юліанських днів до календарних дат і навпаки, де доводиться враховувати як неспівпадання нуль-пунктів обох шкал (маємо різницю в 4713 років, задумайтесь лише!), так і різні знаки років при додатних значеннях юліанських дат (до нульового року маємо 4712 років зі знаком “мінус”, після нульового – безліч років зі знаком “плюс”). До того ж, різниця в 12 годин між початком календарної та юліанської діб при розрахунках створює свого роду незручність, яку не можна компенсувати відсутністю негативних значень юліанських днів. Автор цієї шкали також, здається, віднайшов і кінець відліку, щоправда не абсолютний. Справа в тому, що юліанські дні рахуються певними, досить тривалими циклами, після закінчення кожного з яких лік діб, які пройшли на ту чи іншу дату, починається з нуля (0d,0). Отже, висновок про те, може шкала юліанських днів використовуватись далі для астрономічних розрахунків чи ні – залишаю на розсуд наших читачів.

Перелічені проблеми вирішуються в досить простий спосіб. Пропонується:

а)зробити заміну назви: замість старої “юліанські дні” ввести назву “Всесвітні Дні” (англійською “Тhe Universal Days”);

б)прийняти, що 0d,0 пройшло на момент першого числа першого місяця першого року 0h ТТ для астрономічних розрахунків або 0h UТС для певних результатів спостережень (у випадку збереження початку року на попередньому місці це буде 1 січня 1 року), провівши шкалу в нескінченність як в минуле, так і у майбутнє. Вищесказане також означає відсутність будь-яких періодів, після закінчення яких лік днів починався би знову;

в)числа, які означають кількість днів, що пройшли на моменти, які передують вибраному нуль-пункту, матимуть знак “мінус”. Десяткові знаки цих чисел суть менші частки доби. При створенні програм потрібно пам'ятати, що на відміну від десяткових знаків, які на шкалі лівіше 0h,0 ведуть себе як десяткові знаки від’ємного числа, години, хвилини і секунди доби завжди відлічують вперед від початку доби, тобто від 0h.

При цьому ніяких незручностей, пов’язаних з використанням від’ємних значень Всесвітніх Днів, при астрономічних розрахунках не буде, оскільки величина Т, яка показує час в століттях, що пройшов від чи до початкового моменту, буде одним і тим же числом. Доки використовується григоріанський календар, бажано Т рахувати в григоріанських століттях, тобто ділення різниці числа доби, на яку обчислюють та числа доби стандартної епохи, проводити на 365,2425 доби, а не на 365,25 доби, як це має місце при визначенні Т в юліанських століттях.

Зацікавленим пропоную розглянути програму, створену автором даної статті для програмованих мікрокалькуляторів типу МК-52 та МК-61. Програма призначена для переходу від календарної дати однієї з описаних вище нових систем (а саме системи, в якій початок року збережено за 1 січня, кожен непарний місяць має 30 діб, кожен парний, за винятком грудня – по 31; грудень в простому році містить 30 днів, у високосному – 31; фіксованих днів тижня по датах немає) до дати за безперервною шкалою “Тhe Universal Days”. Програма демонструє математичну простоту даної календарної системи та доводить відсутність незручностей, пов'язаних з наявністю від’ємних значень Всесвітніх Днів. Аналогічні програми, причому і для зворотного переходу (від Всесвітніх Днів до календарних дат) і з урахуванням часток доби, на різних мовах можуть бути створені також для персональних комп’ютерів. При умові написання аналогічних програм для іншої календарної системи, що описана в даній статті, останні будуть дещо складнішими.

Перед пуском занести в регістри такі числа: 100 ХП1; 366 ХП2; ЗОХПЗ; 400 ХП4; 365,25 ХП0. Пуск: В/О, рік (в астрономічній системі), П/П, місяць, П/П, число місяця, С/П. Кількість Всесвітніх Днів, що пройшли на момент 0h ТТ (без урахування долей дня), з'явиться на дисплеї калькулятора за кілька секунд. За цією програмою можна обчислити число Всесвітніх Днів будь-якої стандартної епохи. Наприклад, стандартній епосі 1900,0 (1899 грудень 30d 12h ТТ) відповідає Всесвітня Дата 693594,5, а стандартній епосі 2000,0 (2000 січень 1d 12h ТТ) відповідає Всесвітня Дата 730119,5. Надалі бажано стандартні епохи створювати на 0h ТТ, щоб їх Всесвітня Дата була цілим числом.

Примітка: дати обох вказаних стандартних епох подані не в нинішній календарній системі, а в календарній системі, для якої створена програма.

4. Годинні пояси. Абсурдність будь-якого переводу стрілок годинника в межах одного поясу. Лінія зміни дат

Система годинних поясів, запропонована американським інженером залізничного транспорту Флемінгом та прийнята в багатьох країнах в кінці XIX століття, фактично ніколи не використовувалась в оригіналі. Границі поясів проводились і до цих пір проводяться з великими відступами від меридіанів. Іноді доходить до смішного: в деяких місцевостях, щоб обійти якесь природне або штучне утворення (або пройти по його контуру) чи відповідати політичному та адміністративному розподілу, границі поясів проведені на сотні кілометрів майже по паралелях або ж точно по них. Виявляється, годинники треба переводити не лише при русі на схід чи захід, як це описано в кожному підручнику астрономії, а й рухаючись... вздовж одного й того ж меридіану! Далі більше. Досі існують границі поясів типу “змійка”, пересікаючи які, припустімо, на схід, необхідно переводити годинник... на 1 годину назад! Крім того, Флемінг, пропонуючи систему годинних поясів, в якій границі кожного пояса однаково віддалені від центральних меридіанів (на 7°30′), не знав, а можливо і не здогадувався про існування такого поняття як рівняння часу (позначається η). Нагадаю, що рівнянням часу η вважають різницю між прямими піднесеннями істинного та середнього сонця. На початку листопада η, досягаючи свого мінімального значення (–16m26s), створює великі незручності, особливо у східній „половині” будь-якого годинного пояса системи Флемінга. Наприклад, якщо всю Україну віднесено до другого пояса, то в листопаді, за поясним часом, навіть на центральному меридіані (30°східної довготи) Сонце кульмінуватиме раніше на 16 хвилин 26 секунд а значить сходитиме і заходитиме раніше приблизно на цю ж величину. Про східні регіони України годі й говорити. Велике від’ємне значення η призводить до того, що приміром, в Луганську в кінці осені – на початку зими за так званим поясним часом Сонце заходить близько 15 годин 15 хвилин. Зважаючи на короткі осінньо-зимові присмерки, вже о пів на четверту дня місто поринає в майже цілковиту темряву. Сходить же там Сонце в цю пору справно близько 7 годин ранку (в листопаді навіть в 6 годин 30 хвилин). Переважна більшість луганчан починають робочий день у 8 годин, тобто йдуть на роботу, коли Сонце вже давно зійшло, а закінчують – в 17 годин, тобто повертаються з роботи в повній темряві. Світла частина доби використовується надзвичайно нераціонально. Державна Комісія Єдиного Часу та Еталонних Частот України, куди, як сказано в “Астрономічному Календарі” на 1996 рік (видання Головної Астрономічної Обсерваторії НАН України), входять спеціалісти з питань обчислення часу та провідні вчені, вважає, що для того, щоб раніше закінчувати роботу, треба раніше її починати. Але, чому ж це не виконується, хоча б для того ж сходу України? Тому що, по перше, ніхто не хоче переробляти усталені десятиліттями терміни робочого дня. Крім того, коли ми дивимось на годинник, у нас виробляються певні асоціації (адже завжди і майже скрізь роботу починали у 8 годин) а також біологічні ритми, які практично неможливо ні перехитрити, ні виправити. Біда лише в тім, що мешканці східних регіонів нашої держави в названу пору року споглядають невірний годинник. Навіть за системою Флемінга, наприклад Луганськ, маючи довготу 2h37m,5 на схід від Гринвіча, має входити до третього годинного пояса. Проте це, та інші міста сходу України, які за географічним положенням суть належність третього годинного пояса, на даний момент віднесені до пояса № 2. Цілком згідний з тим, що в невеликих країнах, подібних нашій, в плані керування транспортом існує перевага використання єдиного часу. Але, єдиний час потрібно запроваджувати там, де це можливо насамперед з географічної, а не необхідно з політичної точки зору. Україна і є тим винятком. Та й не тільки Україна. З подібною проблемою стикалися багато держав світу. Деякі її “вирішили” в оригінальний спосіб: досі на Землі є місця (наприклад, країни Близького Сходу, частина Австралії), де існує 30-хвилинна різниця в показах хвилин місцевого часу та хвилин UТС. Годинний пояс ділять не лише навпіл, а й на менші частки – в деяких місцях Південної Америки різниця в показах хвилинних стрілок місцевого часу та UTС всього лише ...15 хвилин, в той час, як навіть недосконала система годинних поясів Флемінга передбачала, що покази хвилинних стрілок у всіх поясах на земній кулі будуть однаковими.