猴哥 发表于 2016-12-15 14:40:01

科普:人类如何定义和计算时间

忽而已冬,季节的更迭让我们猝不及防,冷风和雾霾就这样在不知不觉中冲进了我们的生活,这中间流逝的时间造就了变化,夜主宰了我们生活的规律,我们丈量时间,于是有了四季,有了年月,有了周而复始的星期……
那么关于时间,究竟该从何说起呢?

一周为什么是七天?
古埃及人在公元前4200年已经有了相当完备的历法,他们把几千年来以360日为一年的历法改为以365日为一年的历法。
到了古巴比伦时期,巴比伦人创造了星期制,他们把1个月分为4周,每周有7天。而这七天的名字,则根据古人所知的运动的星辰(日,月,火,水,木,金,土七星)而命名。
所以,假使那个时候的人们已经知道了我们后来在1781年,1846年和1930年陆续发现的天王,海王和冥王三星,也许今天的一个星期就是10天,而不是7天了。
如果那样的话,我们的生活也许会有着很大的不同,比如大家最关心的假期,会不会变成一周休息三天呢!
古巴比伦人创立的星期制在公元3世纪传到欧洲,古罗马人用他们自己信仰的神的名字来命名1周,后来英国的盎格鲁-撒克逊人又用他们自己信仰的神的名字改造了其中4个名称,这就形成了今天英语中1周7天的名称。
丈量时间的尺度——昼夜
昼夜循环的现象给了我们测量时间的第一种尺度。这是我们最先感觉到的事实,日出日落和月相变化比起四季更容易使人察觉,所以时间的观念最初是按照“日”和“月”两个单位划分的,至于季节的循环、每季和一年的长短,是人们后来才觉察到的。
印度的古诗为我们保留了原始人对于黑夜的恐惧:
“太阳啊,美好的太阳完全消逝在西方了。真的,明天早上我们还可以在东方再看见它吗?假使它不再来呢?没有光,没有热,冰冷漆黑的夜笼罩了整个世界!怎样再找到这失去的火呢?拿什么去代替那施恩的太阳和天上的光辉呢?星星只在无边的天穹上射出忧郁的荧光,月亮在茫茫的大气里倾泻出银色的露珠,给酣睡的大自然以无限的妩媚;可是它们都代替不了太阳,代替不了白昼……噢!黎明缓缓地出现了,那是光,那是昼。太阳啊!天上的君王,为我们祝福吧!啊!您不要忘记再回来呀!”
昼和夜,是地球自转和太阳照射所产生的两个相反的结果。人们对地球自转的体会比较少,但是却能感受到太阳的东升西落和昼夜交替,此外,人们还发现被太阳照射到的物体投下的影子在不断地改变着,这给人类带来灵感,发明了衡量昼夜的计时工具——日晷。
真太阳时——复杂的时间计算方式
日晷上所表示的时间被称为真太阳时。同一时刻下,在地球的不同地方,如果它们不是在同一个经圈上的话,它们的太阳时便是不同的。而这两个地方的时间的差别就是它们的经度的差数,或者说就是两地的经圈所成的角度。
最早用经度来记录时间的是航海家、旅行家和航空家,他们利用计时表记录时间(因为日晷的真太阳时只能相对于某一个地方是准确的,好心塞,带不走!),校准这种计时表所使用的仪器(例如经纬仪,航海六分仪)通常很精密,如果想要追求更高精度,那么就不得不用到天文钟和各样的星盘、等高仪等。
“星盘”(Astrolabe)是古代天文学家、旅行家或者航海家所用的一种仪器,和现在的航海六分仪功用一样,由阿拉伯人发明。使用星盘时,人们先测出太阳或者恒星的高度,不需计算,便能在星盘上面的一个算尺上读出当时的时刻。
今天,我们更多用到的是等高仪,因为它可以用等高的方法去确切测定某个地方的经纬度和时刻。有些人认为它是现代版“星盘”,其实,它与阿拉伯人简陋的星盘并无关系,如果非要扯上点儿关系的话,就是它们所用的方法的原则是相通的。
民用时——日常所用的时间
众所周知,地球围绕太阳的运动是与距离有关的,这就导致了太阳时是不均匀的,是随着距离而随意改变的。
如果我们要用太阳来记录时间的话,那么在一年中的每一天都必须使表上的指针前进或者后退,这给人们的生活带来了很大的不便。
自1815年之后,人们便放弃了复杂的太阳时而采用民用时。民用时是一种均匀的时间,在一年内,真太阳时比民用时快的次数与真太阳时比民用时慢的次数恰好相互抵消。
早在路易时代,巴黎的钟表制造业工会经常在展览柜里挂着一架钟,钟面上用拉丁文写着这样一句话——“它说明太阳时不准确”。这就告诉我们太阳时和我们日常所用的民用时相差太远,一个精准的表是不应该和太阳时保持一致的。
世界时——全球通用的时间
随着科技发展,无线电等技术的应用使得确认一个人所在经度变得很容易。
19世纪中叶,近代交通工具和通信工具的发明,使人们逐渐发现,在一个国家里统一时间是非常必要的,于是,在1891年,法国政府颁布法令规定全国都用巴黎经度圈上的时刻。
随后,人们发现还有更进一步的事情要做——统一全球的时刻,这就产生了时区制度。
1911年3月,法国颁布法令,废除了以巴黎子午圈为准的时刻,决定采用格林尼治的子午圈所决定的时刻为法国的标准时,自此法国加入了全球的时区制。
英国格林尼治子午圈是1884年华盛顿举行的国际外交会议上,各国经过激烈讨论后确定的、用来作为全球时间划分起点的本初子午圈。
所谓的时区,就是在地球表面上设置24个等距的子午圈,将全球分为24个部分。这些子午圈中的任何一个和其他一个的经度之差,是一个整点。国际本初子午圈平分0时区,由0时区向东计算,是0时区到23时区,后又划分为东1-12时区,西1-12时区。
在0时区内,从北极到南极都使用格林尼治的民用时,又叫做世界时,它的一日24小时是从格林尼治的平子夜(夜半)起算。1时区主要包括中欧各地,而众所周知,我们在东八时区。
虽然介绍了这么多,但时间对于我们来说,既是一个复杂的物理概念,也是一个与我们的生活工作息息相关的常识概念,我们永远都离不开时间,它更像是一个看不见的手,主导着我们的生活,驱使着世界上生物的衰亡。

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