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SI基本単位

索引 SI基本単位

国際単位系では7つの基本単位が定められている。これをSI基本単位(エスアイきほんたんい)という。これらの基本単位はSIの前身であるメートル法において、一つの量に対して数ある大きさの単位が存在する状況から、一つの量に対して一つの単位に一本化する、という事を目的として選ばれたものである。 SI基本単位は操作的定義 (operational definition) によって定義されている。SI基本単位はSI単位の基本となる単位であり、他の単位(SI組立単位)は、全てSI基本単位(および他のSI組立単位)の組み合わせにより定義される。次元解析により、全てのSI単位はSI基本単位の組み合わせにより表現することができる。 SI基本単位は、以下の7つである。これらの単位は、次元的に独立している。単位の定義は、それぞれの項目を参照のこと。 以下の2つの基本単位には、その定義の中に基本単位ではない単位が含まれている。しかし、それらの単位も基本単位に由来するものであり、循環定義ではない。.

33 関係: 太陽時三重点循環定義メートルメートル法モルリットルワットヘルツニュートンアンペアカンデラキログラムケルビンステラジアン光度 (光学)国際単位系国際度量衡総会熱力学温度物理単位物質量融点質量長さ電流SI組立単位標準気圧次元解析沸点時間

太陽時

太陽時(たいようじ、solar time)とは、太陽の運動を地表上から観測し、天球上で最も高い位置に達する、もしくは正中(子午線の通過)の時刻を正午とするという考え方に基づく時刻系である。 観測点ごとに定義される地方時であり、地球の自転に基づく時刻系に属する。.

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三重点

純物質の三重点(さんじゅうてん、triple point)とは、その物質の三つの相が共存して熱力学的平衡状態にある温度と圧力である。三相を指定しないで単に三重点というときには、気相、液相、固相の三相が共存して平衡状態にあるときの三重点を指す。水を例にとるならば、水蒸気、水、氷が共存する温度、圧力が水の三重点である。.

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循環定義

循環定義(じゅんかんていぎ、Circular definition)は、ある概念を定義するためにその概念自体を用いることである。この場合、定義文のみの知識では定義した概念の本質的な理解が出来ないため、定義は成立しない。.

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メートル

メートル(mètre、metre念のためであるが、ここでの「英」は英語(English language)による綴りを表しており、英国における綴りという意味ではない。詳細は「英語表記」の項及びノートの「英語での綴り」を参照。、記号: m)は、国際単位系 (SI) およびMKS単位系における長さの物理単位である。他の量とは関係せず完全に独立して与えられる7つのSI基本単位の一つである。なお、CGS単位系ではセンチメートル (cm) が基本単位となる。 元々は、地球の赤道と北極点の間の海抜ゼロにおける子午線弧長を 倍した長さを意図し、計量学の技術発展を反映して何度か更新された。1983年(昭和58年)に基準が見直され、現在は1秒の 分の1の時間に光が真空中を伝わる距離として定義されている。.

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メートル法

メートル法を公式採用している国 メートル法(メートルほう、metric system)とは、長さの単位であるメートル(mètre)と質量の単位であるキログラム(kilogramme)を基準とする、十進法による単位系のことである。.

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モル

モル(mole, Mol, 記号: mol)は国際単位系 (SI) における物質量の単位である。SI基本単位の一つである。 名前はドイツ語の(英語では 。ともに 「分子」 の意)に由来する。モルを表す記号 mol はドイツ人の化学者ヴィルヘルム・オストヴァルトによって導入された。.

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リットル

リットル(litre, litre, liter, 記号: L, l)は体積の単位である。メートル法の古い単位であって今日のSI単位ではないが、「SI単位と併用される非SI単位」の一つである。 リットルの定義は1901年と1964年に2度変更された(後述)が、現在の定義は 立方メートル (m).

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ワット

ワット(watt, 記号: W)とは仕事率や電力、工率、放射束、をあらわすSIの単位(SI組立単位)であるJIS Z 8203:2000 国際単位系 (SI) 及びその使い方。.

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ヘルツ

ヘルツ(hertz、記号:Hz)は、国際単位系 (SI) における周波数・振動数の単位である。その名前は、ドイツの物理学者で、電磁気学の分野で重要な貢献をしたハインリヒ・ヘルツに因む。.

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ニュートン

ニュートン(newton、記号: N)は、 国際単位系 (SI)における力の単位。1ニュートンは、1kgの質量を持つ物体に1m/s2の加速度を生じさせる力。名称は古典力学で有名なイギリスの物理学者アイザック・ニュートンにちなむものである。.

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アンペア

アンペア(ampere 、記号: A)、は電流(量の記号、直流:I, 交流:i )の単位であり、国際単位系(SI)の7つの基本単位の一つである。 アンペアという名称は、電流と磁界との関係を示した「アンペールの法則」に名を残すフランスの物理学者、アンドレ=マリ・アンペール(André-Marie Ampère)に因んでいる共立化学大辞典第 26 版 (1981)。。 SIで定められた単位記号は"A"であるが、英語圏ではampと略記されることがあるSI supports only the use of symbols and deprecates the use of abbreviations for units.

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カンデラ

ンデラ(英・仏:Candela, 記号:cd)は、国際単位系(SI)における光度の単位であり、SI基本単位の一つである。 光度とは、点状の光源から特定の方向へ放射される単位立体角あたりの光の明るさである。光度は放射強度に似ているが、光源のスペクトル中の全ての波長の寄与を単純に合計するのではなく、それぞれの波長について標準的な比視感度(異なる波長に対する人間の目の感度のモデル)によって重みづけする。 一般的な蝋燭は、約1カンデラの光度で光を発する。 カンデラという言葉は、「獣脂蝋燭」という意味のラテン語に由来し、カンテラやキャンドル(蝋燭)と同一語源である。人名に由来するものではないので、単位記号の1文字目は大文字では書かない。.

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キログラム

ラム(kilogram, kilogramme, 記号: kg)は、国際単位系 (SI) における質量の基本単位である。国際キログラムともいう。 グラム (gram / gramme) はキログラムの1000分の1と定義される。またメートル系トン (tonne) はキログラムの1000倍(1メガグラム)に等しいと定義される。 単位の「k」は小文字で書く。大文字で「Kg」と表記してはならない。.

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ケルビン

ルビン(kelvin, 記号: K)は、熱力学温度(絶対温度)の単位である。国際単位系 (SI) において基本単位の一つとして位置づけられている。 ケルビンの名は、イギリスの物理学者で、絶対温度目盛りの必要性を説いたケルビン卿ウィリアム・トムソンにちなんで付けられた。なお、ケルビン卿の通称は彼が研究生活を送ったグラスゴーにあるから取られている。.

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ステラジアン

テラジアン(steradian、記号: sr)は、国際単位系 (SI) における立体角の単位である。平面角のラジアンに対応する。立体角の単位には、もう一つ平方度がある。.

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光度 (光学)

光度(こうど、)は、点状の光源からある方向へ放射される光の明るさを表す物理量である。 光束を光源を中心とする立体角による微分として表される。 光度はヒトの感じる量を表す心理物理量の一つである。 国際単位系におけるSI基本量の一つとして位置付けられており、次元の記号として J が与えられ、SI基本単位としてカンデラ(記号: cd)が定められている。 他のSI基本量とは異なり、光度はヒトが感じる量である。.

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国際単位系

国際単位系(こくさいたんいけい、Système International d'unités、International System of Units、略称:SI)とは、メートル法の後継として国際的に定めた単位系である。略称の SI はフランス語に由来するが、これはメートル法がフランスの発案によるという歴史的経緯による。SI は国際単位系の略称であるため「SI 単位系」というのは誤り。(「SI 単位」は国際単位系の単位という意味で正しい。) なお以下の記述や表(番号を含む。)などは国際単位系の国際文書第 8 版日本語版による。 国際単位系 (SI) は、メートル条約に基づきメートル法のなかで広く使用されていたMKS単位系(長さの単位にメートル m、質量の単位にキログラム kg、時間の単位に秒 s を用い、この 3 つの単位の組み合わせでいろいろな量の単位を表現していたもの)を拡張したもので、1954年の第10回国際度量衡総会 (CGPM) で採択された。 現在では、世界のほとんどの国で合法的に使用でき、多くの国で使用することが義務づけられている。しかしアメリカなど一部の国では、それまで使用していた単位系の単位を使用することも認められている。 日本は、1885年(明治18年)にメートル条約に加入、1891年(明治24年)施行の度量衡法で尺貫法と併用することになり、1951年(昭和26年)施行の計量法で一部の例外を除きメートル法の使用が義務付けられた。 1991年(平成3年)には日本工業規格 (JIS) が完全に国際単位系準拠となり、JIS Z 8203「国際単位系 (SI) 及びその使い方」が規定された。 なお、国際単位系 (SI) はメートル法が発展したものであるが、メートル法系の単位系の亜流として「工学単位系(重力単位系)」「CGS単位系」などがあり、これらを区別する必要がある。 SI単位と非SI単位の分類.

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国際度量衡総会

国際度量衡総会(こくさいどりょうこうそうかい)は、メートル条約に基づき、世界で通用する単位系(国際単位系)を維持するために、加盟国参加によって開催される総会議。この会議は他の2つの機関(国際度量衡委員会(CIPM)及び国際度量衡局(BIPM))の上位機関と位置づけられる。開催は4年(当初は6年)に1度パリで行われる。フランス語の「Conférence générale des poids et mesures」に従い、英語圏においても、CGPMを頭字語とする。 2003年の総会には51の加盟国と新たな10の准加盟国が参加した。2005年現在、准加盟国は17か国になっている。2011年10月に第24回国際度量衡総会が開催され、キログラムの再定義などが焦点となった。 第25回総会は1年前倒しで、2014年11月に開催されたが、キログラムの再定義を含むSIの再定義は、2018年開催予定の第26回総会へ延期されることとなった(新しいSIの定義を参照)。.

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(びょう、記号 s)は、国際単位系 (SI) 及びMKS単位系、CGS単位系における時間の物理単位である。他の量とは関係せず完全に独立して与えられる7つのSI基本単位の一つである。秒の単位記号は、「s」であり、「sec」などとしてはならない(後述)。 「秒」は、歴史的には地球の自転の周期の長さ、すなわち「一日の長さ」(LOD)を基に定義されていた。すなわち、LODを24分割した太陽時を60分割して「分」、さらにこれを60分割して「秒」が決められ、結果としてLODの86 400分の1が「秒」と定義されてきた。しかしながら、19世紀から20世紀にかけての天文学的観測から、LODには10−8程度の変動があることが判明し和田 (2002)、第2章 長さ、時間、質量の単位の歴史、pp. 34–35、3.時間の単位:地球から原子へ、時間の定義にはそぐわないと判断された。そのため、地球の公転周期に基づく定義を経て、1967年に、原子核が持つ普遍的な現象を利用したセシウム原子時計が秒の定義として採用された。 なお、1秒が人間の標準的な心臓拍動の間隔に近いことから誤解されることがあるが偶然に過ぎず、この両者には関係はない。.

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熱力学温度

熱力学温度(ねつりきがくおんど、)熱力学的温度(ねつりきがくてきおんど)とも呼ばれる。は、熱力学に基づいて定義される温度である。 国際量体系 (ISQ) における基本量の一つとして位置付けられ、次元の記号としてサンセリフローマン体の が用いられる。また、国際単位系 (SI) における単位はケルビン(記号: K)が用いられる。熱力学や統計力学に関する文献やそれらの応用に関する文献では、熱力学温度の意味で温度 という言葉を使うことが多い。 熱力学温度は平衡熱力学における基本的要請を満たすように定義される示強変数であり、そのような温度は一つに限らない。 熱力学温度が持つ基本的な性質の一つとして普遍性がある。具体的な物質の熱膨張などを基準として定められる温度は、選んだ物質に固有の性質をその定義に含んでしまい、特殊な状況を除いて温度の取り扱いが煩雑になる。熱力学温度はシャルルの法則や熱力学第二法則のような物質固有の性質に依存しない法則に基づいて定められるため、物質の選択にまつわる困難を避けることができる。 熱力学温度が持つもう一つの基本的な性質として、下限の存在が挙げられる。熱力学温度の下限は実現可能な熱力学的平衡状態熱力学や統計力学に関する文献では単に平衡状態と呼ばれることが多い。を決定する。この熱力学温度の下限は絶対零度と呼ばれる。 統計力学の分野においては逆温度が定義されしばしば熱力学温度に代わって用いられる。逆温度 は(理想気体温度の意味での)熱力学温度 に反比例する ことが知られ( はボルツマン定数)、このことが の名前の由来となっている。 また統計力学では「絶対零度を下回る」温度として負温度が導入されるが、負温度は熱力学や平衡統計力学の意味での温度とは異なる概念である。熱力学で用いられる通常の温度は平衡状態の系を特徴づける物理量だが、負温度は反転分布の実現するような非平衡系や系のエネルギーに上限が存在するような特殊な系を特徴づける量である。負温度はある種の非平衡系に対してカノニカル分布を拡張した際に、この分布に対する逆温度の逆数(をボルツマン定数で割ったもの)として定義され、負の値をとる。すなわち、負の逆温度 に対し負温度 は という関係が成り立つように定められる。この関係は通常の(正の)温度と逆温度の関係をそのまま非平衡系に対して適用したものとなっている。しかしながらその元となる逆温度と温度の対応関係は、統計力学で定義される諸々の熱力学ポテンシャルが熱力学で定義されたものと(漸近的に)一致するという要請から導かれるものであり、負温度が実現する系において同様の関係が成り立つと考える必然性はない。 熱力学温度はしばしば絶対温度(ぜったいおんど、absolute temperature)とも呼ばれる。多くの場合、熱力学温度と絶対温度は同義であるが、「絶対温度」という言葉の用法はまちまちであり「カルノーの定理や理想気体の状態方程式から定義できる自然な温度」を指すこともあれば、「温度単位としてケルビンを選んだ場合の温度」ないし「絶対零度を基準点とする温度」のようなより限定された意味で用いられることもある。 気体分子運動論によれば分子が持つ運動エネルギーの期待値は絶対零度において 0 となる。このとき、分子の運動は完全に停止していると考えられる。しかしながら、極低温の環境において古典力学に基づく運動論は完全に破綻するため、そのような古典的な描像は意味を持たない。.

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燭(しょく、記号:c.)とは、かつて使用されていた光度の単位である。燭光(しょっこう)、キャンドル(candle)とも言う。様々な定義があるが、いずれも「蝋燭1本分の光度」を由来とするものであり、そこから、英語では蝋燭を意味する"candle"が単位の名前となり、日本語ではそれを訳して燭、また「蝋燭の光」という意味で燭光となった。 燭は、1860年にイギリスの都市ガス条例によって初めて定義された。そのときの定義は、「1時間に120グレーンの割合で燃焼する6分の1ポンドの鯨油蝋燭の光度にほぼ等しい光度」であった。その後、1877年に「圧力1気圧の下で0.8%の水蒸気を含む空気中において燃焼するハーコート氏10燭ペンタン灯の水平方向の光度の10分の1」と再定義された。 1948年の第9回国際度量衡総会(CGPM)において、より定義を明確にしたカンデラが承認された。カンデラは燭にできるだけ値が近くなるように作られた単位であり、1燭は1.0067カンデラである。実用的には燭とカンデラはほぼ同じと考えて良く、今日でもカンデラの別名として燭(燭光)という言葉が用いられることがある。なお、今日ではカンデラによって定義されているルーメンも、当初は燭によって定義されていた。 日本では、かつては燭が広く使われていたが、1951年施行の計量法でカンデラに置き換えられ、1959年以降は商取引等での使用が禁止されている。かつては白熱電球の明るさを示すのに燭が使われていたが、今日では消費電力のワットがその代わりとなっている。 1877年に再定義されたハーコート氏ペンタン灯による燭は「国際燭」と言い、他にも様々な灯具を用いた「燭」があった。例えば、ドイツではヘフナー灯(Hefner lamp)という灯具を用いた「ヘフナー燭」が使用されていた。ヘフナー燭は、標準大気圧760mmHgの下で1立方メートル中に8.8リットルの水蒸気を含む空気中で酢酸アミルを燃焼させたときの光度と定義されており、1ヘフナー燭は約0.9国際燭に相当する。 しよく.

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物理単位

物理単位(ぶつりたんい)とは、種々の物理量を表すための単位である。.

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物質量

物質量(ぶっしつりょう、)は、物質の量を表す物理量のひとつ体積、質量、分子数、原子数などでも物質の量を表すことができる。である。物質を構成する要素粒子の個数をアボガドロ定数 (約 6.022×1023 mol-1) で割ったものに等しい。要素粒子()は物質の化学式で表される。普通は、分子性物質の場合は分子が要素粒子であり、イオン結晶であれば組成式で書かれるものが要素粒子であり、金属では原子が要素粒子である。 物質量は1971年に国際単位系 (SI) の7番目の基本量に定められた。表記する場合は、量記号はイタリック体の 、量の次元の記号はサンセリフ立体の N が推奨されている。物質量のSI単位はモルであり、モルの単位記号は mol である。熱力学的な状態量として見れば示量性状態量に分類される。.

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融点

融点(ゆうてん、Schmelzpunkt、point de fusion、melting point)とは、固体が融解し液体になる時の温度のことをいう。ヒステリシスが無い場合には凝固点(液体が固体になる時の温度)と一致する。また、三重点すなわち平衡蒸気圧下の融点は物質固有の値を取り、不純物が含まれている場合は凝固点降下により融点が低下することから物質を同定したり、純度を確認したりする手段として用いられる。 熱的に不安定な物質は溶融と共に分解反応が生じる場合もある。その場合の温度は分解点と呼ばれる場合があり、融点に(分解)と併記されることがある。.

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質量

質量(しつりょう、massa、μᾶζα、Masse、mass)とは、物体の動かしにくさの度合いを表す量のこと。.

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長さ

長さ(ながさ、length)とは、.

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電流

電流(でんりゅう、electric current電磁気学に議論を留める限りにおいては、単に と呼ぶことが多い。)は、電子に代表される荷電粒子他の荷電粒子にはイオンがある。また物質中の正孔は粒子的な性格を持つため、荷電粒子と見なすことができる。の移動に伴う電荷の移動(電気伝導)のこと、およびその物理量として、ある面を単位時間に通過する電荷の量のことである。 電線などの金属導体内を流れる電流のように、多くの場合で電流を構成している荷電粒子は電子であるが、電子の流れは電流と逆向きであり、直感に反するものとなっている。電流の向きは正の電荷が流れる向きとして定義されており、負の電荷を帯びる電子の流れる向きは電流の向きと逆になる。これは電子の詳細が知られるようになったのが19世紀の末から20世紀初頭にかけての出来事であり、導電現象の研究は18世紀の末から進んでいたためで、電流の向きの定義を逆転させることに伴う混乱を避けるために現在でも直感に反する定義が使われ続けている。 電流における電荷を担っているのは電子と陽子である。電線などの電気伝導体では電子であり、電解液ではイオン(電子が過不足した粒子)であり、プラズマでは両方である。 国際単位系 (SI) において、電流の大きさを表す単位はアンペアであり、単位記号は A であるアンペアはSI基本単位の1つである。。また、1アンペアの電流で1秒間に運ばれる電荷が1クーロンとなる。SI において電荷の単位を電流と時間の単位によって構成しているのは、電荷より電流の測定の方が容易なためである。電流は電流計を使って測定する。数式中で電流量を表すときは または で表現される。.

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SI組立単位

SI組立単位(エスアイくみたてたんい、SI derived unit)は、国際単位系 (SI) の基本単位を組み合わせて作ることができる単位である。基本単位の冪乗の乗除だけで作ることができる組立単位は「一貫性のある組立単位」と言い、国際単位系は全ての組立単位が一貫性のある組立単位である、「一貫性のある単位系」である。 ラジアンとステラジアンは、以前は補助単位とされていたが、1995年の国際度量衡総会(CGPM)において、補助単位という区分は廃止すること、この2つの単位は無次元の組立単位として解釈することが決議された。.

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標準気圧

標準気圧(ひょうじゅんきあつ、atmosphere、standard atmosphere)は大気圧の国際基準となる値であり、パスカルである。 日本の計量法体系では、「標準気圧」の語を用いず、単に「気圧」として圧力の単位として規定している。 その単位記号はatmと定められている。.

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次元解析

次元解析(じげんかいせき、dimensional analysis)とは、物理量における、長さ、質量、時間、電荷などの次元から、複数の物理量の間の関係を予測することである。 物理的な関係を表す数式においては、両辺の次元が一致しなくてはならない。この規則を逆に利用すると、既知の量を組み合わせ、求めたい未知の物理量の次元に一致するように式を立てれば、それは正しい関係式になっている可能性が高い。 次元解析を用いると、一般解を得ることが困難な(ときには不可能な)現象に対して、物理量間の関係を推測することができる。.

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水面から跳ね返っていく水滴 海水 水(みず)とは、化学式 HO で表される、水素と酸素の化合物である広辞苑 第五版 p. 2551 【水】。特に湯と対比して用いられ、温度が低く、かつ凝固して氷にはなっていないものをいう。また、液状のもの全般を指すエンジンの「冷却水」など水以外の物質が多く含まれているものも水と呼ばれる場合がある。日本語以外でも、しばしば液体全般を指している。例えば、フランス語ではeau de vie(オー・ドゥ・ヴィ=命の水)がブランデー類を指すなど、eau(水)はしばしば液体全般を指している。そうした用法は、様々な言語でかなり一般的である。。 この項目では、HO の意味での水を中心としながら、幅広い意味の水について解説する。.

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沸点

沸点(ふってん、)とは、液体の飽和蒸気圧が外圧液体の表面にかかる圧力のこと。と等しくなる温度であるアトキンス第8版 p.122.

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時間

人類にとって、もともとは太陽や月の動きが時間そのものであった。 アイ・ハヌム(紀元前4世紀~紀元前1世紀の古代都市)で使われていた日時計。人々は日時計の時間で生きていた。 砂時計で砂の流れを利用して時間を計ることも行われるようになった。また砂時計は、現在というものが未来と過去の間にあることを象徴している。くびれた部分(現在)を見つめる。すると時間というのは上(未来)から流れてきて下(過去)へと流れてゆく流れ、と感じられることになる。 時間(じかん)は、出来事や変化を認識するための基礎的な概念である。芸術、哲学、自然科学、心理学などの重要なテーマとなっている。それぞれの分野で異なった定義がなされる。.

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