時間にまつわる面白い話(その2)。｢短い時間｣の単位や陸上競技等の計時方法も紹介

前に数字の単位や時間にまつわる話として、「数字の単位は摩訶不思議。数字の不思議なﾏｼﾞｯｸ・数字の大字」も紹介！」「時間にまつわる面白い話(その1)。13まである時計･天上界と人間界･ｼﾞｬﾈｰの法則」という記事を書きましたが、今回は「短い時間」に焦点を当ててご紹介します。

１．「1秒」の長さの起源

この世には、どんなに頑張っても避けられないものがあります。それは時間です。

時間という目に見えない概念をとらえるために、「分、時間、日、週、月、年、世紀、ミリ秒、マイクロ秒」などのさまざまな単位がありますが、全ての基本となっているのが「秒」です。

そもそも、1秒とはどれだけの長さなのでしょうか？

起源をたどると、メソポタミア文明にまでさかのぼります。紀元前1900年頃、メソポタミア南部に古バビロニア王国が成立しました。バビロニア人は、月を観測することで、「月は新月から満月までが30日周期で、それを12回繰り返すと、1年経つ」ということに気付いたのです。
これが、太陰暦の発祥です。

この、「12回繰り返すと」の部分から、12進法という考え方が生まれました。

手の指が10本あることから、現在も使われているのが、10進法です。
この10進法がよく使われていた世界において、12進法を便利に使えるようにするのは、なかなか難しいことでした。

そこで、バビロニア人は、10と12の最小公倍数の60を基本とした、60進法も使いはじめたのです。60は、1、2、3、4、5、6、10、12、15、20、30、60という、多くの数で割り切れる点でも、極めて便利なのです。

そして、バビロニア人は、12進法や60進法によって、次のような定義をしました。

　1日＝24時間＝1440分＝86400秒

この考え方は約3000年経った今でも、使われています。
のちに、暦は太陽暦が主流となり、「1秒は平均太陽日の86400分の1」と定義されました。

しかし、近世になり、地球の自転周期は一定ではないということが判明しました。

人々は、常に一定である時間を探し求めた末に、原子時計を発明し、1967年の第13回国際度量衡総会において、次のような定義が決定されました。

1秒とは、セシウム133の原子の基底状態の2つの超微細準位の間の
遷移に対応する放射の周期の91億9263万1770倍に等しい時間

２．短い時間の単位

短い時間の単位としては、ヨクト秒(ys)（＝10^-24秒）が、秒の分量単位の中では最小ですが、実際に現代の科学で、計測することができるのは、100アト秒（＊）が最小です。

（＊）アト秒(as)＝（10^-18秒）

つまり、現在、計測することのできる最小の時間は、0.0000000000000001秒というわけです。

短い時間といえば、日本では、「刹那」や「一瞬」といった言葉が存在します。
これらの元となっているのは、仏典に書いてある時間の単位です。

（１）「刹那」について

『阿毘達磨倶舎論』（５世紀頃成立）によると、「刹那」などの短い時間の単位は次のようになります。

・牟呼栗多（むこりった）：1/30日、2880秒

・臘縛（ろうばく）：1/30牟呼栗多、96秒

・怛刹那（たせつな）：1/60臘縛、1.6秒

・刹那（せつな）：1/120怛刹那、0.013秒

（２）「一瞬」について

『摩訶僧祇律巻十七』（４０８年頃成立）によると、「一瞬」などの短い時間の単位は次のようになります。

・須臾（しゅゆ）：1/30日、2880秒

・羅予（らよ）：1/20須臾、144秒

・弾指（たんじ）：1/20羅予、7.2秒

・瞬（しゅん）：1/20弾指、0.36秒

・念（ねん）：1/20瞬、0.018秒

仏典によっては、異なる分類がされている場合もありますが、最もよく使われるのは、上にあげた分類です。

ちなみに、上記の単位はサンスクリット語の音訳です。（例：「牟呼栗多」は｢murhutar｣、「刹那」は｢ksana｣）

なお、「須臾」や「刹那」は塵劫記にも出てくるのですが、それは「命数法」（数に名前をつける方法）であって、時間の単位とは別物です。

上記の通り、刹那は0.013秒、一瞬は0.36秒であるということがわかりました。

ところで仏教において、「刹那生滅の道理」（せつなしょうめつのどうり）という概念が存在します。

　一日一夜をふる間に六十四億九万九千九百八十の刹那ありて、五蘊ごうんともに生滅す。しかあれども、凡夫かつて覚知せず。覚知せざるがゆえに菩提心起こさず。仏法をしらず、仏法を信ぜざるものは、刹那生滅の道理を信ぜざるなり。もし如来の正法眼蔵涅槃妙心しょうぼうげんぞうねはんみょうしんをあきらむるがごときは、かならずこの刹那生滅の道理を信ずるなり。

出典：『正法眼蔵』

これは、万物は刹那に生じて刹那に滅し、刹那に滅しては刹那に生じるという概念であり、人の一生というものは刹那の出来事であると考えられています。（あくまでも仏教思想）

前記の通り、現代科学では0.0000000000000001秒という極小時間を測定することができます。
人は、小さき世界を追い求めていった末、仏教最小単位・刹那をはるかに超える短い時間を見つけだしたのです。

２．陸上競技と水泳競技のタイムの計測方法

（１）陸上競技のタイムの計測方法

陸上競技の100ｍ競走などの短距離種目は「100分の1秒単位」で表示されます。

陸上競技のタイムは、実は「赤外線」と「画像」で計測されています。

①「赤外線」による計測

コースを挟むように「投光器」と「受光器」を設置。その間に発生している赤外線のセンサーが遮られた瞬間を信号に変換し、計時機器へ送信することでタイムを計測します。

赤外線での計測値は「速報タイム」として発表され、ゴール直後に各選手が最初に掲示板を通して結果を目にすることになります。

全自動でゴールの瞬間にタイムが表示されるので、観客や選手に素早く情報を提供。特に日本記録更新の際などは、選手・観客とその場に居合わせた人すべてがすぐに結果が把握できるところが最大のメリットです。

②「画像」による計測