10.6 Tijd

Tijd is een vaak miskend verschijnsel. Het lijkt zo simpel. De klok tikt en dus gaat de tijd altijd voorwaarts. Voor ons brein is tijd echter niet eenvoudig. Het duurt jaren voordat onze hersenen zover zijn ontwikkeld dat ze tijd begrijpen als afzonderlijke grootheid. Pas dan zien we tijd als een afzonderlijke vereenvoudiging om kenmerken van vormen in volgorde te plaatsen. Denk aan schaduwen, schimmels en roest.

Het toevoegen van tijd als afzonderlijke grootheid, ontlast het geheugen. We dikken door toevoeging van het tijdsverloop het aantal te onthouden kenmerken sterk in. We vergroten ook onze vrijheid door de invloed tijd te begrijpen. We stellen bijvoorbeeld acties uit tot het meest geschikte moment omdat we het tijdverloop kunnen voorspellen. Tijd onderkennen maakt het ook mogelijk om gebeurtenissen van elkaar te onderscheiden.

Bij leren begrijpen van tijd is niet de gebeurtenisvolgorde het probleem, maar de kloktijd. Zelfs vrij jonge kinderen generaliseren al de tijdsaanduidingen van bekende, alledaagse gebeurtenissen.^10.6-1Nelson K., Gruendel J. M. (1981). “Generalized event representations: basic building blocks of cognitive development,” in Advances in Developmental Psychology, I eds Lamb M. E., Brown A. L. (Hillsdale, NJ: Erlbaum; ) 131–158. Wanneer we kinderen vanaf drie jaar vragen naar bekende gebeurtenissen, zoals naar een verjaardagsfeestje gaan of lunchen op hun kleuterschool, vertellen ze alle handelingen in de juiste volgorde. Al op vierjarige leeftijd beginnen kinderen tijdsverbanden te begrijpen tussen alledaagse gebeurtenissen, zoals opstaan, lunchen, dineren en naar bed gaan.^10.6-2Friedman W. J. (1990). Children’s representations of the pattern of daily activities. Child Dev. 61 1399–1412 10.2307/1130751 Dit betekent dat het waarnemen van vormen, gebeurtenissen en verbanden op zich geen probleem is. De uitdaging is deze kennis om te zetten een gestandaardiseerde abstractie die we kloktijd noemen.

Het onder de knie krijgen van de gestandaardiseerde kloktijd vergt vele jaren. Vijfjarigen beginnen werkwoordstijden en de volgorde van bekende activiteiten te gebruiken, maar hun kennis reikt niet verder dan hun eigen acties. Hierna leren ze tijdreeksen te verbinden met het ordenen en tellen van aantallen. Opeenvolging en duur zijn nog onstabiele ideeën. Vanaf plusminus het achtste jaar krijgen kinderen tijdmeting en de herhaling in kalenders onder de knie. Ze leren meerdere cycli en series op elkaar af te stemmen en cyclische herhaling te verbeelden. Toch duurt het in het algemeen tot ongeveer het vijftiende jaar voordat kinderen volledig tijdsbesef hebben.^10.6-3William J.Friedman 1978 Development of Time Concepts in Children https://doi.org/10.1016/S0065-2407(08)60040

Een klok is een compacte weergave van de tijd en geeft voor de ingewijden in een oogopslag de tijd aan. Voor beginners is het een uitdaging om alle lagen te begrijpen. Kinderen hebben veel meer moeite met deze extra lagen dan volwassen, omdat ze nog niet denken in standaard kloktijd.^10.6-4Pouthas V. (1993). Ontogenesis of temporal learning in the child experimental evidence and perspectives. Psychol. Belgica 33 171–183. ^10.6-5Friedman W. J. (1986). The development of children’s knowledge of temporal structure. Child Dev. 57 1386–1400 10.2307/1130418 Hoe lang duurt een uur? Hoeveel van een bepaalde activiteit past binnen een uur of 20 minuten? Wat moet ik nu doen om binnen 10 minuten klaar te zijn om naar school te gaan? Dit zijn het soort tijdgebonden taken waar kinderen mee worstelen en waarvoor ze jarenlang steun bij nodig hebben. De truc die we van kinderen verwachten, is dat ze hun gebeurteniservaring vertalen in gestandaardiseerde kloktijd met de juiste woorden hiervoor.^10.6-6Nelson K. (1986). Event Knowledge: Structure and Function in Development.

Mechanisme klok

De gelijkmatig vloeiende tijd lijkt nu vanzelfsprekend, maar dat was tot de veertiende eeuw niet het geval. Voor de uitvinding van de mechanische klok baseerden we onze tijdsindeling op natuurlijke verschijnselen zoals zonsopkomst, zonsondergang, maanfasen en jaargetijden. Het bijhouden van de tijd binnen een dag was een grotere uitdaging. Om de tijd binnen een dag nauwkeuriger te kunnen meten, ontwikkelden de Egyptenaren en Babyloniërs ingenieuze instrumenten zoals waterklokken en zonnewijzers. De Egyptenaren verdeelden de dag in 12 uur, maar deze uren hadden geen gelijke lengte; ze varieerden in lengte afhankelijk van het seizoen.^10.6-7David S. Landes (2000). Revolution in Time. Clocks and the Making of the Modern World. Deze tijdmeting was alleen geschikt om specifieke tijdstippen aan te geven, zoals zonsopgang, het middaguur en zonsondergang, maar niet om tijdsduren te vergelijken.

Een zonnewijzer werkt niet bij bewolkt weer of 's nachts. Om ook in het donker de tijd te kunnen bijhouden, werd de waterklok uitgevonden. Door langzaam water in of uit een vat te laten druppelen, het watervolume te meten en de waterklok met de zonnewijzer te kalibreren, konden ze de tijd bijhouden.

Voor verschillende maanden hanteerden ze een andere schaal. Van gestandaardiseerde tijdseenheden was geen sprake. Onze norm was de gebeurtenissen aan de hemel, zoals zonsopgang en zonsondergang, niet een zelfbedachte tijdseenheid. Ze vergeleken de ene gebeurtenis met de andere. Gebeurtenissen definieerden tijd. Menselijke activiteit diende eerder als maat voor tijd dan andersom.^10.6-8Robert Levine (2006). A Geography of Time: The Temporal Misadventures of a Social Psychologist, or How Every Culture Keeps Time Just a Little Bit Differently. Deze manier van tijdsbepaling gebruiken we op sommige plaatsen nog steeds. Als we iemand op het platteland van Burundi vragen wanneer hij ons kan ontmoeten, zegt hij dat hij ons zal ontmoeten wanneer de jonge koeien naar buiten gaan. In sommige delen van Madagaskar kan een vraag over hoe lang iets duurt het antwoord opleveren "zolang als de tijd van rijst koken" (ongeveer een half uur). De Egyptische zonnewijzers hadden een grote beperking: de uren waren niet overal even lang. In de zomer waren de dagen langer dan in de winter, waardoor de uren ook langer duurden. Een baanbrekende oplossing kwam van de Arabische wetenschapper Abu’l-Hasan Ibn al-Shatir. Rond 1371 bedacht hij een zonnewijzer met een verticale zuil, precies uitgelijnd met de aardas (in een hoek van 23,5 graden). Deze innovatie zorgde ervoor dat de schaduw van de zuil altijd dezelfde afstand aflegde in gelijke tijdsintervallen, ongeacht de tijd van het jaar. West-Europese klokkenmakers namen deze uitvinding snel over en pasten hem aan voor hun eigen tijdmeetsystemen.

Rond 1386 maakte de mechanische klok zijn intrede, getuige de nog steeds werkende klok in de Salisbury Kathedraal in Engeland.^10.6-9Andere claims op de oudste werkende klok ter wereld te zijn: in de kathedraal van Beauvais in Frankrijk (naar verluidt uit 1305) [2], de klokkentoren van Chioggia in Italië en de klok van de Comayagua-kathedraal in Honduras. (Naar verluidt in de 12e eeuw in Spanje door de Moren gebouwd, hoewel verslagen ervan verloren zijn gegaan.) [3]. De oudste klok ter wereld met een gegraveerde datum (1463) is de Backhaus-klok in Forchtenberg, Duitsland. Aangedreven door een complex systeem van tandwielen en gewichten, zetten deze mechanische klokken de wijzers in beweging, waardoor de tijd zichtbaar werd. Hoewel mechanische klokken een grote verbetering waren, werden ze naast traditionele tijdmeetinstrumenten zoals de zonnewijzer nog lange tijd gebruikt. Vooral op schepen, waar nauwkeurige tijdmeting essentieel was voor de navigatie, werden zandlopers veel gebruikt. Deze eenvoudige instrumenten, gevuld met zand dat door een smalle opening stroomde, maakten het mogelijk om korte tijdsintervallen nauwkeurig te meten.

Hoewel de mechanische klok een aanzienlijke verbetering was ten opzichte van de waterklok, werkte hij volgens hetzelfde principe: het creëren van een uniforme, kunstmatige gebeurtenis die herhaaldelijk werd geteld. In tegenstelling tot de waterklok, die afhankelijk was van de natuurlijke stroming van water, gebruikten mechanische klokken een complex systeem van tandwielen en gewichten om een constante beweging te genereren. Deze beweging werd vervolgens omgezet in de zichtbare beweging van wijzers op een klokplaat.

Echter, ook mechanische klokken hadden hun beperkingen. Aanvankelijk waren ze niet erg nauwkeurig en konden ze vaak niet kleiner dan uren aangeven. Het was Christiaan Huygens die in 1657 een belangrijke doorbraak bewerkstelligde door de slinger aan de klok toe te voegen. De slinger zorgde voor een regelmatige, terugkerende beweging die de nauwkeurigheid van de klok aanzienlijk verbeterde.^10.6-10Dorn-van Rossum G. (1996). The History of the Hour. Met de komst van de slingerklok legden we de basis voor de moderne, nauwkeurige tijdmeting die we vandaag de dag kennen.

Tijd is tegenwoordig volledig gestandaardiseerd. We hebben afspraken gemaakt over exacte duur van een seconde: 9.192.631.770 perioden van de straling die correspondeert met de overgang tussen de twee energieniveaus van de grondtoestand van een cesium-133-atoom in rust bij een temperatuur van 0 K.^10.6-11Bureau International des Poids et Mesures (2019) The International System of Units (SI) https://www.bipm.org/utils/common/pdf/si-brochure/SI-Brochure-9-EN.pdf Deze atoomklokken zijn zo nauwkeurig dat ze slechts een fractie van een seconde per miljoen jaar afwijken. Dankzij deze precisie kunnen we tijd wereldwijd synchroniseren en processen met extreme nauwkeurigheid controleren, wat essentieel is voor onder andere satellietnavigatie, telecommunicatie en wetenschappelijk onderzoek.

Kloklezen

Met de mechanische klok ontstond een meer abstracte en uniforme tijdwaarneming. Het vertalen van eeuwenoude, meer vage tijdsbegrippen naar de precieze minuten en uren van de klok vereist een nieuwe manier van denken. Deze uniforme tijdwaarneming voegt een extra abstractielaag toe aan ons denken, waardoor de gestandaardiseerde tijd niet voor iedereen even makkelijk te begrijpen is. Het lezen van de klok illustreert hoe complex het begrip van standaardtijd is. Het correct uitleggen van een wijzerplaat vereist het begrijpen van minimaal negen betekenislagen.

1. Een dag: De dag loopt van zonsopgang tot zonsopgang. Een klok verdeelt deze dag in stukken. Meerdere dagen volgen we met een kalender, niet met een klok.
2. Dag en nacht: Op een dag schijnt de zon gemiddeld 12 uur. Als de zon niet schijnt noemen we het nacht. Van zonsopgang tot het hoogte zonnepunt noemen de ochtend, daarna middag. Na zonsondergang noemen we avond en 6 uur later nacht. Een dag begint om 24 uur (of 0 uur).
3. Uren: We verdelen de dag in 24 uren, maar tonen slechts 12 uren op een klok met streepjes of cijfers. De klok draait daarom twee keer geheel rond op een dag. De kleine wijzer geeft bij afspraak de uren aan. Uit een klok zelf is niet af te leiden of we ons in de ochtend of avond bevinden. Uit andere waarnemingen moeten we afleiden of de zon al het hoogste punt aan de hemel is gepasseerd en dat het dus avond is als de grote wijzer naar de zeven wijst. Na het hoogste punt van de zon nummeren we uren ook wel door als 13 tot 24 uur. 13 uur is op een klok 1 uur.
4. Minuten: We verdelen een uur in 60 minuten en wijzen dit aan met de grote, brede wijzer. Op een klok zetten we streepjes om de 1 minuut. We krijgen zo 60 streepjes die elke vijf minuten samenvallen met de urenaanduiding, maar wel een andere betekenis hebben. Het eerste samenvallende streepje is voor de kleine wijzer 1 uur en voor de grote wijzer 5 minuten.
5. Seconden: We verdelen de minuten in 60 seconden en gebruiken hiervoor een lange, smalle wijzer. De wijzers voor de seconden en minuten wijzen dezelfde getallen aan van 1 tot en met 60. Seconden liggen onder minuten en minuten liggen onder uren; uren liggen onder een dag.
6. De beweging van de wijzer: We beginnen bovenaan met de tijdtelling en gaan naar rechts met de cirkel mee en links weer omhoog. Zo krijgen we een cirkel met uren van 1 tot en met 12. De klok een uur vooruitzetten is de wijzer verschuiven naar het volgende uur. Terugzetten is de wijzer verplaatsen naar een eerder uur. Het verschuiven van de uren doen we bij zomer- en wintertijd. Zomer- en wintertijd zijn ook te zien als een extra laag.
7. Telprincipes: Begrijpen dat 2 volgt op 1, 3 op 2, enzovoort. Zie hoofdstuk 10.7 Aantal voor de uitleg hiervan. Als iemand het tellen niet begrijpt, kan hij ook niet goed kloklezen.
8. Optelling: De optelling van de seconden naar minuten, van minuten naar uren, en van uren naar dagen vereist rekenvaardigheid en begrip dat de minuten optellen naar een uur en dat de telling van de minuten met elke ophoging van een uur opnieuw begint. Hetzelfde geldt voor seconden naar minuten. Deze rekenvaardigheid gaat verder dan het decimale stelsel, omdat we tellen tot 60 voor seconden en minuten voordat de volgende minuut en uur ingaat.
9. Tijd beschrijven: De woorden die we gebruiken om de tijd te beschrijven, vormen een extra laag. De uitdaging hierbij is het kiezen van een referentiepunt. Vijfentwintig over drie is gemakkelijk te begrijpen, maar vijf voor half vier vereist een getrapte afleiding. Eerst de urenwijzer halverwege drie en vier zetten, de minutenwijzer naar 30 minuten brengen, hier vijf minuten van aftrekken, dit inzichtelijk maken met de wijzers, en de tijd aflezen als vijfentwintig over drie.

Zonder begrip van deze lagen blijft kloklezen een grote puzzel.

Waar diverse onderzoekers stellen dat taal belangrijk is voor de ontwikkeling van tijdkennis bij kinderen, omdat taal een belangrijke kennisbemiddelaar is, denken we dat het verband tussen taal en tijd andersom werkt. Eerst begrijpen we de tijdaanduidingen en daarna snappen we de woorden ervoor. Abstracte concepten zijn niet te begrijpen vanuit de woorden alleen; eerst is begrip nodig van de samenstellende delen. De volgorde is daarom altijd eerst begrip en dan een compacte samenvatting met woorden. Woorden zijn daarom niet altijd nodig, begrip wel. Zie ook hoofdstuk 5.2 Kennisballon Vullen.

Veel belangrijker dan kunnen kloklezen is het hebben van een goede tijdsbeheersing. Tijdbeheersing vooraf gaat aan planning van activiteiten en het begrip van verbanden. Om onze acties goed te besturen hebben we uitgebreide kennis nodig van alle tijdstructuren. We onderkennen de volgende tijdsstructuren:

Opeenvolging: het een na het andere.

Dit is de eenvoudigste tijdvolgorde. Eerst zaaien, dan oogsten. Handen wassen voor het eten. Toch is het uitvoeren van handelingen op volgorde voor mensen met een zwakkere ontwikkeling al te moeilijk. Het onthouden van meerdere stappen is voor hen al te veel. De standaard volgorde vuile borden rechts neer zetten, warm water in een afwasteiltje doen, afwasmiddel toevoegen, een bord per keer met de afwasborstel schoonmaken, water van bord laten afdruipen en vervolgens afdrogen met een vaatdoek, is voor hen al een te grote uitdaging. Hieruit blijkt dat het onthouden van opeenvolging al een groot beroep doet op onze verstandelijke vermogens. Groter dan we intuïtief veronderstellen. Hoe we ons begrip uitbreiden van enkelvoudige opeenvolging naar drie, vier en meer opeenvolgingen, is een raadsel.

Herhaling

Logischer wijs komt herhaling na opeenvolging, maar gevoelsmatig lijkt de volgorde precies andersom. Elke dag herhalen zich dezelfde verschijnselen. De zon komt op in het oosten en gaat weer onder in het westen. Daardoor is herhaling is ingebakken in ons bestaan. Dat maakt het herkennen en beïnvloeden van herhaling gevoelsmatig gemakkelijk, maar is maar schijn. Herhaling steunt wel degelijk op opeenvolging. Herhaling is een extra vereenvoudigingsslag boven op opeenvolging. Herkennen dat één naar twee komt is de eerste stap; herkennen dat na twee opnieuw één komt, is een nieuw inzicht.

Het herkennen van herhaling is een ander inzicht dan het zelf toepassen ervan. Herhaling is ingebakken in de natuur. De zon komt op, na de regen komt de zonneschijn, enzovoort. Het zelf uitvoeren van bewuste herhaling vergt veel verstandelijke vermogen. We moeten bewust zijn van het verband tussen doel en de acties om de herhaling zinvol te maken. Komt het tijdsbesef hierdoor pas nadat we begrip hebben gekregen van de ik- en wij-waarnemer en hun doelen?

We kennen vier herhalingstypen. De eerste drie zijn gemakkelijk te begrijpen. Ze benoemen de voorwaarde om een actie uit te voeren gezien vanuit een ander eindpunt.

• Totdat: Einde vooraf bepaald, bijvoorbeeld totdat de zon ondergaat. Het einde staat hiermee vooraf vast. Vereist minimale denkvermogens.
• Zolang: Einde afhankelijk van andere toestand, bijvoorbeeld zolang het regent. Het einde is vooraf ongewis. Vereist iets meer denkvermogen. We moeten weten hoelang iets ongeveer kan duren om een goede beslissing nemen. Wachten tot de regen ophoudt, kan in een moesson lastig zijn.
• Aantal keer: Vooraf bepaalde hoeveelheid, bijvoorbeeld 10 ronden. Het einde is afhankelijk van de duur van de activiteiten. Dit vereist nog verder ontwikkelde verstandelijke vermogens. We moeten ervaring hebben of snappen dat onze energiebronnen eindig zijn.
• Recursie: Dit is het herhalen van dezelfde activiteit totdat het aantal keren is bereikt of het resultaat voldoet aan vooraf gestelde eisen. Een voorbeeld is rente berekenen over meerdere jaren. Stel een inleg van € 100 met 4 procent rente. Hoeveel staat er na 3 jaar op de spaarrekening?
  ◦ Jaar 1: € 100 + € 4 = € 104
  ◦ Jaar 2: € 104 + € 4,16 = € 108,16
  ◦ Jaar 3: € 108,16 + € 4,33 = € 112,49
  De tweede berekening gaat verder met het antwoord voor de eerste berekening; de derde start met de uitkomsten van de tweede berekening. Dit noemen we recursie.

Gelijktijdigheid

Meerdere activiteiten uitvoeren op hetzelfde moment, zoals ademen en luisteren, lijkt voor de hand te liggen en ons brein lijkt er moeiteloos mee om te gaan. We leven in groepen waarin iedereen zijn taken tegelijkertijd uitvoert. Toch is niets minder waar. Het omgaan met gelijktijdigheid blijkt vrij moeilijk. We kunnen bijvoorbeeld niet foutloze computerprogramma's schrijven met meerdere tegelijk draaiende onafhankelijke processen. Ook kunnen we niet bewust autorijden of fietsen en tegelijkertijd ons mobieltje bedienen. Blijkbaar is ons brein niet ingericht op het volgen en op elkaar afstemmen van activiteiten van meerdere mensen of voorwerpen.

Welke denkvaardigheden vereist zijn om gelijktijdigheid om de knie te krijgen, is een open vraag. Aan de ene kant kunnen we door training het aantal gelijk te volgen voorwerpen te vergroten van vier naar acht, maar meer is vrijwel niet mogelijk.^10.6-12George A. Alvarez; Steven L. Franconeri (2007) How many objects can you track?: Evidence for a resource-limited attentive tracking mechanism Journal of Vision October 2007, Vol.7, 14. doi:10.1167/7.13.14 Het is onbekend waarom deze grens bestaat. Aan de andere kant is het bewust tegelijk beïnvloeden van meerdere processen bijna ondoenlijk voor een mens. Welke denkvaardigheden vereist zijn om gelijktijdigheid onder de knie te krijgen, is een open vraag.

Keuze

Als een bewuste beslissing mogelijk is, bijvoorbeeld doorgaan of stoppen met schilderen, kunnen we op elk moment de activiteit beëindigen.
Een variant van keuze is het afwijken van een eerdere beslissing op een willekeurig moment, bijvoorbeeld bij een blessure. Keuzes zijn alleen te maken door levensvormen die kunnen bewegen.

De bouwstenen opeenvolging, herhaling, gelijktijdigheid en keuze gebruiken we om in ons hoofd de werkelijkheid te bevatten en lijn te brengen in gebeurtenissen om ons heen. We proberen de werkelijkheid zoveel mogelijk te voorspellen. We gebruiken bijvoorbeeld kalenders om de groei van planten te voorspellen. Of maanstanden om eb en vloed te voorspellen.

Comments