人类如何学会测量和计算时间?
时间看不见、摸不着,所以人们只能借助反复出现的运动来衡量它。从太阳的位置、流动的水,到摆动的钟摆和原子的振动,标准一直在变得更稳定。
先说结论
人们最初依靠昼夜、月相和季节等天文现象计时,后来用日晷、水钟和机械钟把时间切得更细。铁路和通信又促使各地不同的地方时统一为标准时。今天,一秒由铯原子的特定振动次数定义。
一小时为什么是60分钟?
这很大程度上受古代美索不达米亚六十进制的影响。60可以被2、3、4、5、6等多个数字整除,处理分数很方便。圆分成360度、时间分成60分钟、每分钟分成60秒,都保留了同一套计算传统。
没有钟表时,人们怎样知道时间?
日晷利用影子的方向和长度,但夜晚或阴天无法使用。水钟和沙漏测量一定量的水或沙流完所需的时间。对农业和宗教仪式来说已经够用,可是地点和温度变化都会带来误差。
为什么每座城市的时间曾经不同?
如果把太阳到达最高点的时刻定为正午,东边的城市会比西边的城市更早迎来正午。在靠步行出行的时代,这不算大问题;铁路时刻表和电报出现后,几分钟的差异也会造成混乱。这正是标准时和时区在19世纪后期开始普及的背景。
今天的一秒以什么为标准?
地球自转并不是完全均匀的。国际单位制把一秒定义为铯-133原子某个能级跃迁辐射的9,192,631,770个周期。手机和互联网服务器的时间,也通过多个层级从这样的原子钟标准获得校准。
资料来源
- 时间漫步 — NIST
- 国际单位制基本单位:秒 — BIPM
- 钟表与计时 — Royal Museums Greenwich