En el mundo de hoy, el sistema de numeración más utilizado es el decimal (base 10), un sistema que probablemente se originó porque facilitó a los humanos contar con los dedos. Sin embargo, las civilizaciones que primero dividieron el día en partes más pequeñas, usaron diferentes sistemas de numeración, específicamente duodecimal (base 12) y sexagesimal (base 60).
Gracias a la evidencia documentada del uso de relojes de sol por parte de los egipcios, la mayoría de los historiadores les atribuyen ser la primera civilización en dividir el día en partes más pequeñas. Los primeros relojes de sol eran simplemente estacas colocadas en el suelo que indicaban el tiempo por la longitud y la dirección de la sombra resultante. Ya en 1500 a. C., los egipcios habían desarrollado un reloj de sol más avanzado. Una barra en forma de T colocada en el suelo, este instrumento fue calibrado para dividir el intervalo entre el amanecer y el atardecer en 12 partes. Esta división reflejó el uso de Egipto del sistema duodecimal; la importancia del número 12 se atribuye típicamente al hecho de que es igual al número de ciclos lunares en un año o al número de articulaciones de los dedos en cada mano (tres en cada uno de los cuatro dedos, excluyendo el pulgar), lo que permite contar hasta 12 con el pulgar. El reloj de sol de la próxima generación probablemente formó la primera representación de lo que ahora llamamos la hora. Aunque las horas dentro de un día determinado fueron aproximadamente iguales, sus duraciones variaron durante el año, con horas de verano mucho más largas que las de invierno.
Sin luz artificial, los humanos de este período de tiempo consideraban los períodos iluminados y oscuros como dos reinos opuestos en lugar de ser parte del mismo día. Sin la ayuda de los relojes de sol, dividir el intervalo oscuro entre el atardecer y el amanecer era más complejo que dividir el período iluminado por el sol. Sin embargo, durante la era en que se usaron los relojes de sol por primera vez, los astrónomos egipcios también observaron por primera vez un conjunto de 36 estrellas que dividían el círculo de los cielos en partes iguales. El paso de la noche podría estar marcado por la aparición de 18 de estas estrellas, tres de las cuales fueron asignadas a cada uno de los dos períodos crepusculares cuando las estrellas eran difíciles de ver. El período de oscuridad total estuvo marcado por las 12 estrellas restantes, resultando nuevamente en 12 divisiones de la noche (otro guiño al sistema duodecimal). Durante el Nuevo Reino (1550 a 1070 aC), este sistema de medición se simplificó para usar un conjunto de 24 estrellas, 12 de las cuales marcaron el paso de la noche. La clepsidra, o reloj de agua, también se usaba para registrar el tiempo durante la noche, y quizás era el dispositivo de cronometraje más preciso del mundo antiguo. El reloj, un espécimen del cual se encontró en el Templo de Ammón en Karnak, que data del 1400 aC, era un recipiente con superficies interiores inclinadas para permitir la disminución de la presión del agua, inscrita con escamas que marcaban la división de la noche en 12 partes. durante varios meses
Una vez que las horas de luz y oscuridad se dividieron en 12 partes, el concepto de un día de 24 horas estuvo en su lugar. Sin embargo, el concepto de horas de duración fija no se originó hasta el período helenístico, cuando los astrónomos griegos comenzaron a utilizar dicho sistema para sus cálculos teóricos. Hiparco, cuyo trabajo tuvo lugar principalmente entre 147 y 127 a. C., propuso dividir el día en 24 horas equinocciales, en función de las 12 horas de luz diurna y las 12 horas de oscuridad observadas en los días de equinoccio. A pesar de esta sugerencia, los laicos continuaron usando horas que varían según la temporada durante muchos siglos. (Las horas de duración fija se volvieron comunes solo después de que aparecieron los relojes mecánicos por primera vez en Europa durante el siglo XIV).
Hiparco y otros astrónomos griegos emplearon técnicas astronómicas desarrolladas previamente por los babilonios, que residían en Mesopotamia. Los babilonios hicieron cálculos astronómicos en el sistema sexagesimal (base 60) que heredaron de los sumerios, que lo desarrollaron alrededor del año 2000 a. C. Aunque se desconoce por qué se eligió 60, es especialmente conveniente para expresar fracciones, ya que 60 es el número más pequeño divisible por los primeros seis números contados, así como por 10, 12, 15, 20 y 30.
Aunque ya no se usa para el cálculo general, el sistema sexagesimal todavía se usa para medir ángulos, coordenadas geográficas y tiempo. De hecho, tanto la esfera circular de un reloj como la esfera de un globo deben sus divisiones a un sistema numérico de los babilonios de 4.000 años de antigüedad.
El astrónomo griego Eratóstenes (que vivió entre el 276 y el 194 a. C.) usó un sistema sexagesimal para dividir un círculo en 60 partes con el fin de diseñar un sistema geográfico de latitud temprano, con líneas horizontales que atraviesen lugares conocidos en la tierra en el hora. Un siglo después, Hiparco normalizó las líneas de latitud, haciéndolas paralelas y obedientes a la geometría de la tierra. También ideó un sistema de líneas de longitud que abarcaba 360 grados y que corría de norte a sur, de polo a polo. En su tratado Almagest (circa AD 150), Claudio Ptolomeo explicó y amplió el trabajo de Hipparchus subdividiendo cada uno de los 360 grados de latitud y longitud en segmentos más pequeños. Cada grado se dividió en 60 partes, cada una de las cuales se subdividió nuevamente en 60 partes más pequeñas. La primera división, partes minutae primae, o primer minuto, se conoció simplemente como el “minuto”. La segunda segmentación, partes minutae secundae, o “segundo minuto”, se conoció como la segunda.
Sin embargo, los minutos y segundos no se usaron para el cronometraje diario hasta muchos siglos después del Almagest. Las pantallas de reloj dividen la hora en mitades, tercios, cuartos y, a veces, incluso 12 partes, pero nunca entre 60. De hecho, la hora no se entendía comúnmente como la duración de 60 minutos. No era práctico para el público en general considerar minutos hasta que aparecieron los primeros relojes mecánicos que mostraban minutos a fines del siglo XVI. Incluso hoy, muchos relojes y relojes de pulsera tienen una resolución de solo un minuto y no muestran segundos.
Gracias a las antiguas civilizaciones que definieron y preservaron las divisiones del tiempo, la sociedad moderna todavía concibe un día de 24 horas, una hora de 60 minutos y un minuto de 60 segundos. Sin embargo, los avances en la ciencia del cronometraje han cambiado la forma en que se definen estas unidades. Los segundos se derivaron una vez dividiendo los eventos astronómicos en partes más pequeñas, con el Sistema Internacional de Unidades (SI) definiendo el segundo como una fracción del día solar medio y luego relacionándolo con el año tropical. Esto cambió en 1967, cuando el segundo se redefinió como la duración de 9.192.631.770 transiciones de energía del átomo de cesio. Esta nueva caracterización marcó el comienzo de la era del cronometraje atómico y el Tiempo Universal Coordinado (UTC).
Curiosamente, para mantener el tiempo atómico de acuerdo con el tiempo astronómico, ocasionalmente se deben agregar segundos de salto a UTC. Por lo tanto, no todos los minutos contienen 60 segundos. Unos pocos minutos, que ocurren a un ritmo de aproximadamente ocho por década, en realidad contienen 61.
