ما چنان به انواع ساعت‌ها عادت کرده‌ايم که کمتر متوجه مفهوم چيزي هستيم که ساعت‌ها نشان مي‌دهند. گمان مي‌کنم اشتباه نيست اگر بگويم که بسياري از شما نمي‌توانيد به درستي بگوييد که وقتي مي‌گوييد «ساعت 7 بعداز ظهر است» منظورتان چيست. آيا اين فقط بدان معني است که عقربه‌ي ساعت شماره‌ي 7 را نشان مي‌دهد؟ اما اين عدد چه معنايي دارد؟ اين بدان معني است که اين مقدار از شبانه روز از ظهر گذشته است. اما از چه ظهري؟ و مهم‌تر از آن اين مقدار از چه شبانه روزي گذشته است؟ يک شبانه روز يعني چه؟

شبانه روز که اين همه از آن سخن مي‌رود، مدت يک دوران کامل کره‌ي زمين به دور خود است و براي مقاصد علمي به طريق زير اندازه‌گيري مي‌شود: يک شبانه روز برابر فاصله‌ي زماني بين دو عبور پي در پي خورشيد (يا دقيق‌تر : مرکز قرص خورشيد) از يک خط فرضي در آسمان است. اين مدت متغير است و خورشيد از اين خط گاهي کمي زودتر و گاهي اندکي ديرتر مي‌گذرد. تنظيم ساعت با اين «ظهر حقيقي» ممکن نيست. حتي ماهرترين استادان ساعت‌ساز هم نمي‌توانند ساعتي بسازند که همزمان با خورشيد باشد. زيرا اين زمان بسيار غيردقيق است. ساعت‌سازان پاريس در قرن گذشته ضرب المثلي داشتند و مي‌گفتند : «خورشيد وقت را نادرست نشان مي‌دهد.»

ساعت‌هاي ما از روي خورشيد حقيقي تنظيم نشده‌اند، بلکه آنها را با خورشيدي فرضي تطبيق داده‌اند که نه مي‌درخشد و نه گرما مي‌دهد و تنها براي ارزيابي صحيح وقت و زمان ابداع شده است. يک جسم آسماني را تصور کنيد که حرکتش در طول سال ثابت است و عيناً در همان مدت زماني به دور زمين می گردد که بر حسب ظاهر، خورشيد واقعي مي‌گردد. در ستاره‌شناسي اين جسم فرضي را «خورشيد معدل» مي‌خوانند. لحظه‌ي گذشتن آن را از خط فرضي در آسمان به نام «ظهر معدل» مي‌گيرند. فاصله‌ي بين دو ظهر معدل را «شبانه روز معدل خورشيدي» و زماني را که بدين‌سان اندازه مي‌گيرند «زمان معدل خورشيدي» مي‌نامند. ساعت‌هاي ما بر حسب اين زمان معدل خورشيدي تنظيم شده‌اند. اما اين ساعت آفتابي است که زمان حقيقي خورشيدي را در هر جا از روي سايه‌ي خورشيد نشان مي‌دهد.

از آن چه گذشت ممکن است فکر کنيد که کره‌ي زمين به دور محور خود حرکت يکنواختي ندارد و همين امر علت تغيير طول شبانه روز حقيقي خورشيدي است. اما اين تصور نادرست است، زيرا اين تغييرات به سبب ناموزون بودن حرکت ديگر زمين، يعني حرکت آن به دور خورشيد است.

اين مطلب چه معني دارد؟ معني آن اين است که فاصله‌ي بين دو ظهر حقيقيِ خورشيدي طولاني‌تر از مدتي است که زمين براي انجام يک گردش وضعي کامل به دور خود لازم دارد. اگر زمين به طور يکنواخت و در طول مدار دايره‌اي به گرد خورشيد مي‌گشت، به طوري که خورشيد در مرکز آن بود، تفاوت بين مدت واقعي دوران وضعي زمين و مدتي که ما آن را نسبت به خورشيد مدت دوران فرض مي‌کنيم در روز مقدار ثابتي بود. بنابراين مدت واقعي يک دوران وضعي عبارت خواهد بود از : 23 ساعت و 56 دقيقه و 4 ثانيه.

ضمناً مي‌توانيم بگوييم که طول مدت «واقعي» يک شبانه روز عبارت از مدت دوران وضعي زمين نسبت به يک نقطه‌ي ثابت يا هر يک از ستارگان است و اصطلاح «شبانه روز نجومي» از اينجا ناشي مي‌گردد.
زمين در هر 23 ساعت و 56 دقيقه و 1/4 ثانيه يك بار بدور محورش مي‌چرخد، يعني اگر در جاي خاصي بايستيد و ستاره مشخصي را در نظر گرفته و آن را مثلاً بالاي دودكش خانه‌اي ببينيد، دوباره بعد از 23 ساعت و 56 دقيقه آن را در همان جاي سابق خواهيد ديد. يعني اگر امشب ساعت ده و هشت دقيقه چنين مسئله‌اي اتفاق افتاد، فردا شب ساعت ده و چهاردقيقه اين اتفاق خواهد افتاد و فرداي آن شب هم چهار دقيقه زودتر (ساعت ده) و…. اين عدد 23 ساعت و 56 دقيقه (از ثانيه‌هايش صرفنظر مي‌كنيم) را اصطلاحاً روز نجومي گويند.

اما اگر چنين كاري درمورد خورشيد صورت گيرد اين مدت، 24 ساعت طول خواهد كشيد. (از ثانيه‌ها صرف نظر مي‌كنيم). بنابراين منجمين 24 ساعت يا يك شبانه‌روز را روز خورشيدي و به اصطلاح دقيقتر روز خورشيدي متوسط مي گويند.

از اين قرار يک شبانه روز نجومي به طور متوسط 3 دقيقه و 56 ثانيه يا تقريباً 4 دقيقه کوتاهتر از شبانه روز خورشيدي است. اين تفاوت يکنواخت نيست. نخست براي اينکه مدار زمين به گرد خورشيد دايره نيست، بلکه بيضي است. به طوري که به تناسب نزديکي و دوري زمين به خورشيد سرعت حرکت انتقالي آن تندتر يا کندتر مي‌شود (قانون کپلر) . دوم براي اينکه محور حرکت وضعي زمين نسبت به مدار بيضوي آن مايل است. به اين علل در روزهاي مختلف، زمان حقيقي و زمان معدل خورشيدي در حدود چند دقيقه با هم تفاوت دارند، و اين اختلاف بعضي روزها به 16 دقيقه مي‌رسد. اين دو زمان فقط چهار بار در سال يعني 26 فروردين، 24 خرداد، دهم شهريور، سوم دي با هم برابري مي‌کنند و دو بار در سال در 22 بهمن و 11 آبان بيشترين تفاوت را که حدود يک ربع ساعت است با هم دارند.

پيش از اين مردم شهرهاي گوناگون جهان ساعت‌هاي خود را بر حسب زمان محليِ خورشيدي تنظيم مي‌کردند. در هر يک از نصف النهارها «ظهر معدل» در وقت‌هاي مختلف فرا مي‌رسد (ظهر محلي). در نتيجه هر شهري داراي وقت محلي خاص خود بود. تنها برنامه‌ي حرکت قطارها و وسايل نقليه‌ي عمومي بر پايه‌ي پايتخت‌ها تنظيم مي‌شد و در سراسر کشور يکسان بود. از اين قرار اهالي دو نوع وقت «محلي» و «راه آهني» تشخيص مي‌دادند که اولي وقت متوسط محلي خورشيدي بود که ساعت‌هاي شهر آن را نشان مي‌دادند، و ديگري وقت متوسط خورشيدي پايتخت بود که ساعت‌هاي ايستگاه راه آهن را با آن تنظيم مي‌کردند.

سپس تعيين وقت نه بر پايه‌ي وقت محلي بلکه بر پايه‌ي وقت منطقه‌اي استوار گرديد: نصف النهارها کره‌ي زمين را به 24 «منطقه» مساوي تقسيم مي‌کنند، به طوري که همه‌ي محل‌هاي داخل يک منطقه داراي وقت يکساني هستند. از اين قرار اکنون کره‌ي زمين در آن واحد، به جاي تعداد بيشماري زمان‌هاي محلي که پيش از رواج زمان‌هاي منطقه‌اي وجود داشت، فقط 24 وقت مختلف دارد.

علاوه بر اين سه راه بر آورد زمان يعني : 1ـ وقت حقيقيِ خورشيدي 2ـ وقت متوسط محلي خورشيدي 3ـ وقت منطقه‌اي، بايد راه چهارمي را نيز که ستاره‌شناسان به کار مي‌برند، شناخت. اين وقت را وقت «نجومي» مي‌نامند. اين وقت بر اساس روز نجومي که در بالا بدان اشاره شد احتساب مي‌شود، و چنان که مي‌دانيم تقريباً چهار دقيقه کوتاه‌تر از روز متوسط خورشيدي است. در 31 شهريور وقت خورشيدي و وقت نجومي با هم تطبيق مي‌کنند، از آن پس وقت نجومي هر روز چهار دقيقه به جلو مي‌جهد.

سرانجام راه پنجمي هم براي محاسبه‌ي زمان وجود دارد که آن را وقت تابستاني مي‌نامند. وقت تابستاني درست يک ساعت جلوتر از وقت منطقه‌اي است. اين کار را از آن جهت مي‌کنند که با زودتر شروع کردن و تمام کردن کار روزانه در روشن‌ترين روزهاي سال يعني بهار و پاييز سوختي را که بايد به مصرف روشنايي برسد، صرفه‌جويي کنند. زيرا اگر قرار باشد کار ديرتر تمام شود پايان آن به تاريکي مي‌رسد. اين کار را بدين ترتيب انجام مي‌دهند که رسماً عقربه‌ي ساعت را يک ساعت جلو مي‌برند. در کشورهاي اروپاي باختري اين کار را در بهار انجام مي‌دهند. به اين ترتيب که ساعت 1 بعدازظهر عقربه‌ي ساعت را به دو منتقل مي‌کنند و در پاييز عکس اين عمل را انجام مي‌دهند.

در روسيه ساعت‌ها را در تمام طول سال يک ساعت نسبت به وقت منطقه‌اي به جلو مي‌برند. اگر چه اين عمل باعث صرفه‌جويي در سوخت نمي‌شود ولي موجب مي‌شود که کارخانه‌هاي تامين برق براي طول سال کار يکنواخت‌تري انجام دهند.

حالا اين که مي‌گويند ساعت 7 بعدازظهر است، يعني چه؟