Deitados na cama, correndo pelo corredor, viajando em um avião, estamos sempre seguros da passagem do tempo. Todos temos uma medida de tempo em nosso próprio corpo: as batidas do coração. Temos outras medidas de tempo, também, que são por todos conhecidas. O Sol marca o dia e a noite. Passam as quatro estações, e nós esperamos ver outras surgirem e desaparecerem. Não podemos determinar diretamente muito mais do que isto, ou muito menos que uma pulsação ou um piscar de olhos. Mas, certamente o tempo se estende para muito além destes limites - para trás antes de nosso nascimento, para frente depois da nossa morte - e por intervalos curtos demais para que possamos captá-los.
Para a física, o que importa é saber medir a duração temporal de um fenômeno. Isso significa poder compará-la com a duração de outro fenômeno, que é escolhido como unidade de medida.
A medida de tempo é familiar. Todos nós conhecemos o segundo, o dia, a semana, o mês, o ano, o século. Tudo isto está baseado num único princípio simples: contar. Para medir intervalos de tempo, os físicos contam simplesmente os segundos decorridos. Todo intervalo de tempo pode ser expresso como um certo número de segundos. É às vezes conveniente usar dias, da mesma forma como é às vezes conveniente contar dúzias em lugar de unidades. Um dia é a abreviatura de 86.400 segundos. Intervalos de tempo menores que um segundo devem ser contados por frações de segundo.
Que é um segundo, e por que foi ele escolhido? Não há razão particular para esta escolha. Ela é completamente arbitrária. Poderíamos, da mesma forma, ter escolhido uma unidade de tempo duas vezes maior ou menor. Talvez o segundo seja conveniente porque não é muito diferente do intervalo entre as batidas do coração. Isto não é, entretanto, fundamental. Importante é que uma unidade seja claramente definida e facilmente reproduzível, de forma a poder ser disponível a todos.
Os relógios são instrumentos que medem a duração do tempo a partir de fenômenos periódicos. É o que ocorre quando aproveitamos a oscilação regular de um pêndulo para movimentar os ponteiros de um relógio.