از روی لوح، از عرشه تا آب، ریسمانِ قیراندودِ سرعتسنج کشیده شده و گرههای بستهشده، یکی پس از دیگری و هر کدام با آهنگِ خود، روی آن پایین میلغزند؛ پایین، تکهچوبی روی موج تاب میخورد و ریسمان را کشیده نگه میدارد. در سمت چپ، شن در ساعت شنی میریزد: نیمهٔ بالا خالی میشود، نیمهٔ پایین پر میشود و میان آنها هنوز دانههایی تکتک میافتند. سه رشته موج با دورههای ناهمخوان به سویهای گوناگون میروند و روی خطکش پایین نشانهای از لبه به لبه تا مقدار خواندهشده پیش میرود.
شناسنامهٔ یکا
خارج از SI · پذیرفته برای دریانوردی برگهٔ 1/1 · ویرایش 2026-09گره kn · kt
یکای بیرون از SI · کمیت: سرعت · 1 مایل دریایی در ساعت
یکایی که نامش را از یک ریسمان گرفت
از پاشنهٔ کشتی تکهچوبی را که با سرب سنگین شده بود چنان به آب میانداختند که راست بایستد و تقریباً تکان نخورد، و از آن ریسمانی با گرههایی در فاصلههای برابر باز میشد. ملوانی ریسمان را از میان انگشتانش رها میکرد و گرهها را بلند میشمرد و دیگری ساعت شنی را میپایید، و چون شن تمام میشد شمارش را قطع میکردند: هر چند گره شمرده شده بود، کشتی همانقدر سرعت داشت.
همهٔ ترفند در این است که فاصلهٔ میان گرهها و زمان ساعت شنی با هم جور شدهاند، پس شمارش بیدرنگ سرعت را به مایل در ساعت میداد، بی هیچ حسابی روی عرشهٔ خیس. این ابزار بیش از یک سده پیش از کشتیها رفت؛ سرعتسنج نخست مکانیکی شد، سپس الکترومغناطیسی و امروز یکسره ماهوارهای، اما نام یکا ماند و اکنون در پایهٔ مقررات بینالمللی پیشگیری از تصادم در دریا جای دارد.
امروز تعریف گره نه از ریسمان یاد میکند و نه از شن: دقیقاً یک مایل دریایی در ساعت است، یعنی هزار و هشتصد و پنجاه و دو متر تقسیم بر سه هزار و ششصد ثانیه. عدد گرد درنمیآید — صفر ممیز پانصد و چهارده متر بر ثانیه و اندکی —، اما آسانی ماند: مسافت به مایل تقسیم بر سرعت به گره بیدرنگ ساعت میدهد.
اسناد بینالمللی نماد را با دو حرف کوچک لاتین مینویسند — kn —، هوانوردی و گزارشهای هواشناسی به kt پایبند ماندند و در جدولهای کهنهٔ انگلیسی kts هم دیده میشود. پس از عدد، واژهٔ «گره» مفرد میماند و نماد هم تغییر نمیکند؛ پس از عدد فاصلهٔ نشکن میآید.
ساعت از پیش درون یکا هست، پس «گره در ساعت» وجود ندارد، تنها تغییر سرعت هست که با گره در دقیقه سنجیده میشود. گره مایل دریایی نیست و اصلاً مسافت نیست؛ افزون بر این، سرعت نسبت به آب و سرعت روی بستر به اندازهٔ جریان با هم فرق دارند و در تنگه تا ده درصد و بیشتر از هم دور میشوند.
01 · تعریف
ریسمان و ساعت شنی · یک مایل در ساعت · نسبت به آب و روی بستریک گره برابر یک مایل دریایی در ساعت است و مایل از سال 1929 دقیقاً هزار و هشتصد و پنجاه و دو متر است، پس گره هم دقیق بیان میشود: صفر ممیز پنج یک چهار چهار چهار چهار متر بر ثانیه، گردشده تا رقم ششم اعشار. تعریف یکسره حسابی است و یکا معیار ویژهٔ خود را ندارد، زیرا معیار طول و تعریف ثانیه را یکجا به ارث میبرد.
پیوند تاریخی گره و ابزار بر یک تناسب استوار بود. اگر فاصلهٔ گرههای ریسمان برابر راهی باشد که کشتی در زمان ساعت شنی با سرعت یک مایل در ساعت میپیماید، شمار گرههایی که از روی لبه بیرون رفتهاند همان سرعت به همان مایلهاست. برای ساعت شنی بیست و هشت ثانیهای فاصله چهارده متر و چهل سانتیمتر میشود، یعنی چهل و هفت فوت و سه اینچ، و ناوگان انگلیس این تقسیم را معیار میدانست.
دشواری آن بود که هر کشتی ریسمانش را به شیوهٔ خود تقسیم میکرد و ساعتهای شنی ناهموار میریختند، پس خطا تصادفی نبود بلکه نظاممند بود: در یک نوبت نگهبانی جبران نمیشد، بلکه در برآورد انباشته میشد. ناوبری که ریسمانش کوتاه تقسیم شده بود روز به روز سرعتی بیش از واقعی مینوشت، موقعیتش را در مسیر پیش میراند و زودتر از آنچه گمان میکرد به ساحل میرسید — داستانی که گزارشهای غرق کشتی در سدهٔ هجدهم از آن پر است.
سرانجام، گره به دو روش سنجیده میشود و این تفاوت امروز هم مهم است. سرعتسنج از هر ساختی — از تکهچوب تا حسگر الکترومغناطیسی در بدنه — سرعت نسبت به آب را میدهد، در حالی که گیرندهٔ ماهوارهای حرکت نسبت به بستر دریا را میشمارد، و تفاوت این دو جریان است. در تنگهٔ جبلالطارق یا دور از دماغهٔ هورن این جریان به چند گره میرسد، و از همین رو روی پل فرماندهی هر دو مقدار کنار هم نگه داشته میشوند.
چهل و هفت فوت و سه اینچ از کجا آمده است
در سمت چپ کشتی مسیرش را میپیماید و از پاشنه ریسمانی رها میشود: هر چه سرعت برگزیده بیشتر باشد گرهها تندتر میدوند و هر گره که از دست ملوانِ کنار نرده میگذرد یکی به شمارش میافزاید. در سمت راست ساعت شنی میریزد و همین که نیمهٔ بالایش خالی شود شمارش قطع میشود — دو ستون نشان میدهند چه شمرده شد و چه به راستی بود. زمان ساعت شنی را تغییر دهید: ریسمان برای یک زمان تقسیم شده است، زمان دیگری بگیرید و خوانش همواره به یک سو دروغ گفتن را آغاز میکند، و سطر پایین حساب میکند که چنین برآوردی موقعیت را روزی چند مایل جابهجا میکند.
02 · تبدیل
سرعتها · باد و موج · زمان سفریک سرعت در سه گفتوگو
زبانهٔ نخست سرعت واردشده را میان یکاهای روزمره پخش میکند. دومی همان عدد را به عنوان باد میخواند و نشان میدهد دریا در چنین بادی چه میکند. سومی زمان و راه روزانه را حساب میکند، یعنی به همان پرسشی پاسخ میدهد که گره برایش ساخته شد.
قاعدهای برای به خاطر سپردن: یک گره تقریباً نیم متر بر ثانیه و اندکی کمتر از دو کیلومتر بر ساعت است، و وارونه — یک متر بر ثانیه تقریباً دقیقاً دو گره است.
سازمانهای هواشناسی باد را گاه به گره و گاه به متر بر ثانیه میدهند و عددها نزدیک دو برابر با هم فرق دارند، پس بیست در پیشبینی یا نسیم تازه است یا تندبادی واقعی. پیش از مقایسهٔ پیشبینیهای سازمانهای گوناگون مطمئن شوید که هر دو با یک یکا سخن میگویند.
| کمیت | مقدار | یادداشت |
|---|---|---|
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · ابزارهای اندازهگیری
سرعتسنج دستی · پروانهای · الکترومغناطیسی · داپلرچهار راه برای گرفتن سرعت
ابزاری که نامش را به یکا داد
از پاشنه تکهچوبی بلوطی با روکش سرب به آب میانداختند که راست در آب میایستاد و تقریباً سر جایش میماند، در حالی که کشتی پیش میرفت و ریسمان را پشت سر خود میکشید. نخستین بازوها تا یک نشانه شمرده نمیشد تا تکهچوب از رد کشتی بیرون بیاید، سپس گرهها را بلند میشمردند تا فریاد «ایست!» بر فراز ساعت شنی خالی. دقت نزدیک نیم گره بود که برای برآورد بسنده بود، چون باد و جریان بسیار بیشتر نامعلومی میافزودند.
پروانهای که دورها را میشمارد
در میانهٔ سدهٔ نوزدهم پروانهای یدککشیده با پرههای کج جای ریسمان را گرفت که هر چه کشتی تندتر میرفت تندتر میچرخید و با ریسمانی دراز شمارندهای را روی نردهٔ پاشنه به کار میانداخت. ابزار دیگر سرعت را نمیشمرد بلکه مسافت پیموده را؛ سرعت از تقسیم افزایش بر زمان به دست میآمد و این خوانشها را آرامتر میکرد: تکانهای تصادفی موج خودبهخود خنثی میشدند. سرعتسنج واکر نزدیک یک سده روی کشتیها ماند و در تجهیزات قایقهای نجات حتی آمدن ناوبری رادیویی را هم تاب آورد.
حسگری بی قطعهٔ جنبان
آب دریا رسانای برق است و هنگامی که از کنار سیمپیچی در بدنه میگذرد میان الکترودها ولتاژی متناسب با سرعت جریان پدید میآورد. چنین سرعتسنجی فرسوده نمیشود و در جلبک گیر نمیکند، اما سرعت آب را در لایهٔ مرزیِ چسبیده به بدنه نشان میدهد که اندکی با جریان آزاد فرق دارد، و از این رو روی مایل سنجیده با ضریب اصلاح واسنجی میشود. با این همه خوانش سرعتِ نسبت به آب میماند، نه روی بستر.
سرعتی که از بستر شمرده میشود
پرتوهای کج سرعتسنج صوتی به بستر میخورند و دستگاه از جابهجایی بسامد نشانک بازتابیده حرکت نسبت به بستر را مییابد — همان سرعت روی بستر که هیچ سرعتسنجی که در آب کار میکند نمیشناسد. هنگام پهلوگیری این امکان میدهد حرکت را در کسرهایی از گره و حتی رانش پهلو را ببینی، و در آب ژرف، جایی که پژواک بستر گم میشود، دستگاه به پراکندگی در ستون آب میرود و دوباره نسبت به آب میسنجد، و این را صادقانه با یادداشتی روی صفحه اعلام میکند.
05 · قواعد نگارش
kn و kt · ساعت درون است · نسبت به آب یا روی بسترساعت از پیش درون واژه است
خطاها اینجا اندکاند و همه از فراموشی میآیند: یکا مسافت و زمان را در خود پنهان دارد و از همین رو برنمیتابد که بار دیگر از بیرون به آن افزوده شوند.
نخستین خطا شناختهترین است و همانند گفتن «کیلومتر بر ساعت بر ساعت» است. دومی مسافت را به جای سرعت جا میزند، حال آنکه در یک نوبت مایل و تنها مایل پیموده میشود. سومی در پیشبینیها خطرناک است، جایی که برخی سازمانها باد را به گره و برخی به متر بر ثانیه میدهند، پس عدد تنها هیچ معنایی ندارد. چهارمی جایی که نباید، از دقت میکاهد: گرد کردن به یک ممیز هشت نزدیک سه درصد خطا میدهد، یعنی یک ساعت بیشتر در گذر از اطلس. پنجمی خواننده را وامیدارد حدس بزند سرعت با سرعتسنج سنجیده شده یا با ماهواره، حال آنکه در تنگه تفاوت میتواند به یکچهارم سرعت برسد. ششمی نمادی را که در هیچ استانداردی به این شکل نیست به سادگی مخدوش میکند.
06 · یکاهای همسایه
مایل دریایی · متر بر ثانیه · کیلومتر بر ساعتگره بر مایل دریایی تکیه دارد همانگونه که کیلومتر بر ساعت بر کیلومتر، پس همهٔ خانوادهٔ سرعتها تنها در سنجهٔ طولی که در پایهشان است با هم فرق دارند. تفاوت قراردادی محض است و پایداری گره بر این استوار است که مایل برابر یک دقیقهٔ قوسی است و مستقیم در حاشیهٔ نقشه خوانده میشود.
پایهٔ گره: مسافتی برابر یک دقیقهٔ قوسی از نصفالنهار، که در سال 1929 روی عددی گرد از متر تثبیت شد.
یکای دستگاهی که بیشتر هواشناسان جهان با آن سخن میگویند؛ برگرداندن به آن و بازگشت تقریباً دو برابر کردن است که برای برآوردهای سریع به کار میرود.
سنجهٔ روزمرهٔ سرعت، که با ضریب دقیق 1,852 به گره پیوسته است، زیرا هر دو سنجهٔ طول در این نسبت با شمار درستی از متر تثبیت شدهاند.
در میان برگههای Simetrium همسایهاند مایل دریایی، که گره محتوای خود را از آن گرفت، و سرعت نور — سرِ دیگرِ همان رشته، جایی که یکا را ابزار تثبیت نمیکند بلکه برعکس دقیق اعلام میشود و برای تعریف متر به کار میرود.
07 · بخش تاریخی
بایگانی · از ریسمان تا ضریبیک ریسمان چگونه یکا شد
{title}
{text}
ریسمان چهل و دو فوتی فاصله را یکنهم کوتاه میکرد و بدینسان خوانش را نزدیک دوازده درصد بزرگ نشان میداد، که در سفری دراز موقعیت برآوردی را دهها مایل در مسیر پیش میراند.
دو سرعت یک کشتی
هر سرعتسنجی، از تکهچوب تا سیمپیچ بدنه، سرعت کشتی را نسبت به آب میسنجد، زیرا آب است که از کنار بدنه میگذرد و پروانه را میچرخاند. اما کشتی نه روی آب بلکه روی نقشه حرکت میکند و ناوبر به سرعت نسبت به بستر نیاز دارد؛ تفاوت این دو کمیت جریان است که در تنگههای باریک و دور از کرانههای قارهها میتواند با خودِ سرعت همسنگ باشد.
پیش از گیرندههای ماهوارهای جریان را باید از اطلسها و جدولهای جزر و مد میگرفتند و به خوانش سرعتسنج اصلاحی میافزودند که اعتبارش به کهنگی چاپ بستگی داشت. امروز گیرنده سرعت روی بستر را مستقیم میدهد و از همین رو روی پل فرماندهی هر دو مقدار نگه داشته میشود: سرعتسنج میگوید کشتی در آب چگونه رفتار میکند و آیا موتور دور بسنده میدهد، و ماهواره میگوید کشتی کی میرسد.
ویژگی یکا از همینجاست: گره معیار ویژهٔ خود را ندارد و نمیتواند داشته باشد، و آنچه آزموده میشود نه یکا که ابزار است، با راندن کشتی روی مایل سنجیدهای با طول معلوم در هر دو سو تا میانگین، جریان را خنثی کند. از ریسمان کهنهٔ سرعتسنج تنها این عادت ماند که خوانش را با چیزی بیرونی بسنجند، چون هیچ سرعتسنجی نمیداند آبِ پیرامونش چه میکند.
فهرست کمیتها
سرعت، حرکت و ناوبرییکاهای اصلی SI
متر و ثانیه برجستهاند — گره نسبت طول به زمان استچه کسی با چه سرعتی میرود
زمان سفر از همان فرمول درمیآید| کشتی یا جسم | گره | km/h | در روز | |
|---|---|---|---|---|
| {name} | {kn} | {kmh} | {day} | {time} |
ستون راه روزانه مهمترین آسانی یکا را نشان میدهد: برای دانستن اینکه فردا در همین ساعت چند مایل پشت پاشنه خواهد بود، کافی است سرعت را در بیست و چهار ضرب کنی. ستون آخر هم به همین شیوه سرعت را به زمان برمیگرداند، و همین سادگی گره را روی پل فرماندهی نگه داشت، هرچند گیرنده در درون با متر بر ثانیه حساب میکند.