Ф. Энгельс указывал, что уже с самого начала возникновение и развитие наук было обусловлено производством, потребностью общественной практики. Это в полной мере относится и к астрономии. К. Маркс писал: «Необходимость вычислять периоды подъема и спада воды в Ниле создала египетскую астрономию, а вместе с тем господство касты жрецов как руководителей земледелия. «Солнцестояние есть тот момент в году, когда вода Нила начинает прибывать, и египтяне должны были наблюдать его с особым вниманием… Им важно было определить этот период года, чтобы регулировать свои сельскохозяйственные работы. Они должны были поэтому искать на небе знак, указывающий на его возвращение». [3]

Как уже было сказано в предисловии, систему счета больших промежутков времени, т. е. счета годов, месяцев и дней, называют календарем. Однако сочетать упомянутые естественные единицы времени в календаре, т. е. создать на их основе систему счета длительных промежутков времени было довольно трудно, и поэтому современный календарь возник не сразу. Поскольку ни лунный месяц, ни солнечный год не содержат целого числа суток, т. е. они несоизмеримы между собой, пришлось ввести условный календарный год с целым числом суток и такой же условный календарный месяц.

Первоначально в ряде стран счет времени в исчислении суток начинался от восхода и кончался на заходе Солнца, а каждый день делился на четыре части (в Египте, а затем и в Вавилоне) или на шесть частей (в Китае). Современное деление суток появилось позднее, когда стали применять двенадцатеричную систему счисления, т. е. когда год и сутки делились уже на 12 частей.

С течением времени возникла необходимость разделения суток на более мелкие части и более точное их определение, что вызвало появление часов. На создание часов в современном их понимании было затрачено огромное количество энергии, знаний, остроумия и искусства. Ф. Энгельс писал: «…более высокое развитие промышленного производства и торговли… доставили… механические часы, явившиеся крупным шагом вперед как во времяисчислении, так и в механике». [4]

Для современной науки характерно постепенное проникновение как в процессы микромира, длящиеся миллионные доли секунды, так и в макропроцессы, продолжительность которых составляет миллионы и миллиарды лет. История развития измерения времени и календаря еще раз подтверждает положение диалектического материализма: «Человеческие представления о пространстве и времени относительны, но из этих относительных представлений складывается абсолютная истина, эти относительные представления, развиваясь, идут по линии абсолютной истины, приближаются к ней». [5]

Для измерения времени может служить любое явление природы, если оно равномерно периодически повторяется. Первым эталоном послужило извечное вращение нашей планеты вокруг своей оси, которое постоянно приводит к смене дня и ночи; это последнее особенно важно для повседневной жизни людей. Длительные же промежутки времени — смена времен года и смена фаз Луны — согласуются с движением Земли по орбите вокруг Солнца и Луны вокруг Земли.

До недавнего времени вращение Земли вокруг оси считалось абсолютно равномерным, несмотря на то, что известный немецкий философ Иммануил Кант (1724–1804) еще в 1755 г. обращал внимание па замедление вращения Земли вокруг своей оси, вызываемое, по его мнению, ежесуточными морскими приливами, действующими в противоположном вращению направлении, что должно приводить к увеличению продолжительности суток. В последующем была обнаружена сезонная неравномерность, зависящая от метеорологических факторов, от изменения солнечной активности, от приливов и отливов, связанных с лунными фазами, при которых скорость вращения Земли замедляется. Наконец, некоторые ученые высказывают предположение, что неравномерность в скорости вращения Земли вызывается перераспределением масс внутри нашей планеты.

Долголетними же астрономическими наблюдениями обнаружена незначительная неравномерность вращения Земли вокруг своей оси, наблюдаемая через неодинаковые промежутки времени, что сказывается на продолжительности суток как в сторону их увеличения, так и уменьшения. В последние годы установлено, что эта неравномерность вращения Земли в течение года приводит к отклонению продолжительности суток от их среднегодового значения примерно на 0,001 с. [6]

Из-за незначительности изменений скорости вращения Земли можно считать его практически равномерным. Тем самым вращение Земли вокруг своей оси служит удобным и достаточно надежным эталоном для определения и измерения времени.

В очень древние времена люди не имели правильного представления о форме и размерах нашей планеты и о том, какое место она занимает в пространстве. Теперь мы знаем, что физическая поверхность Земли, представляющая сочетание суши и водных пространств, в геометрическом отношении имеет весьма сложную форму; ее нельзя представить ни одной из известных и математически изученных геометрических фигур. На поверхности Земли моря и океаны занимают около 71 %, а суша — около 29 %; самые же высокие горы и самые большие глубины океанов по сравнению с размерами всей Земли ничтожно малы. Так, например, на глобусе диаметром 60 см гора Эверест высотой приблизительно 8840 м изобразится всего лишь крупинкой в 0,25 мм. Поэтому за общую — теоретическую — форму Земли принимают тело, ограниченное поверхностью океанов, находящейся в спокойном состоянии, мысленно продолженной под всеми материками. Эта поверхность называется геоидом (гео — по-гречески «земля»). В первом же приближении фигуру Земли считают эллипсоидом вращения (сфероидом) — поверхностью, образованной в результате вращения эллипса вокруг своей оси.

Размеры земного сфероида определялись неоднократно, но наиболее фундаментальные из них были установлены в 1940 г. в СССР Ф. Н. Красовским (1873–1948) и А. А. Изотовым (1907–1988): по их определениям малая ось земного сфероида, совпадающая с осью вращения Земли, b = 6356,86 км, а большая полуось, перпендикулярная малой оси и лежащая в плоскости земного экватора, a = 6378,24 км.

Отношение  = (a — b)/a, называемое сжатием земного сфероида, равно 1/298,3.