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当我们说时间时,究竟是在说什么?

2015-09-14  本文已影响682人  不知了

导读:世间的一切事物都是可以通过时间来度量的,时间可以说就是唯一的成本。


一说到“时间”,大部分人会下意识弯头看看手表,或者拿出手机按一下电源键。然而,我们却并没有意识到我们正说的不是时间其本身,而只是时间的一种度量单位。

因此一般情况下没有人会问:

  • 时间是什么?
  • 谁制定了我们现在用的时间标准?

“时间”是一个很大的主题。在哲学、神学上,它是一个无法回避的问题,也有诸多关于“时间”诞生的神学传说和哲学论述。在科学上,“时间”是无法被直接定义的,我们只能通过对其度量和规定,才能稍微让我们能够容易理解一点。本文主要写的是后者,至于前者,因为篇幅有限和对通俗性的兼顾,暂时不谈。

时间的“诞生”



说到时间物理存在意义上的“诞生”,现在科学界普遍接受的理论是“大爆炸”理论。

而我这里想说的“诞生”是在我们人类意识存在意义上的“诞生”。

当白天和黑夜周而复始的循环时,人类和其他动物还谈不上是对时间这个概念有感知,而仅仅只是对光有感知。人类对时间的感知是从生物的进化沿袭而来。

当类人的生活范围从低纬度开始向高纬度扩展应该是在学会利用火之后的事了。这时,人类对于四季循环有了感知,进而才演化成最初的历法。

第一部历法普遍认为是出现在古埃及,古埃及根据太阳的高度来测算尼罗河的涨落,从而来指导农耕劳作,这时人类才开始对年有了概念。

另外,古埃及的太阳历,也是我们现在正使用的公历(格列高利历)的基础。

与其说我们对时间的概念来自于太阳和月亮,不如说是来自于“光”。这只是人类对“光”认知的第一步,从而产生了时间的概念。之后,文明科技的几次重大突破也因为人类对“光”理解的加深息息相关。比如:持续几个世纪的“波动说”和“粒子说”的争论;爱因斯坦把时间概念重塑的相对论。

  • 开个脑洞:如果我们地球有两颗或者更多的“月亮”,并且在空中看起来还是差不多大小,那么我们对时间的概念还能这么清晰吗?

时间的度量

1. 谁来制定度量时间的标准?

时间标准的一般是由权力中心去制定的,只有这样才能把标准当做权威,从而能够顺利地自上而下的实行。

在古代的西方,这个权威一直以来都是由教会担任,其历法的制定都带有为宗教服务的目的。比如制定节日、祭祀等重大日子的时间。

在我国古代,历法一般都是由掌管“天文”的官吏来制定,每个朝代有不一样的官名,比如秦汉是“太史令”(司马迁曾担任此职),后来改归司天监掌管,到明代后又改名为钦天监。如果说中国古代有人做过自然科学的研究,那么钦天监一定算其中一个。不过,清代自康熙之后,一直到道光之前,都是由外国传教士来担任这个职务。

在自然科学方面,不得不说歪果仁还是厉害!

也许这也和西方人偏重于自然崇拜,而我们偏重于祖宗崇拜、生殖崇拜有一定关系。(这一点纯属我自己瞎掰)

至于现在我们所用的时间标准,是由国际时间局(后并入国际计量局)来制定的。它最近一露脸是宣布给我们所有人增加一秒钟的时间,全球累计多了70亿秒,看起来做了很不得了的事情一样(然并卵)。

看到这个名字,是不是有人和我一样想起了一部电影,名字叫做:时间规划局(英文名 In Time)。


In Time电影海报

看过电影的都应该知道。

我们希望是这样:


时间多的用不完

现实却总是这样:


木有时间
2.依照什么制定的标准?

在前文多次已经提到过,人类对时间的初始认知,几乎全部来自于对天体(太阳和月亮)运行周期的理解。

现在我们都知道绕太阳运行一周的时间是365天多一点,但是古埃及人并没有这么精确,并可能是结合了六十进制,观测到太阳的一个周期是大概360天,每一天运行一度,一个圆就是所谓的一周360°。


太阳观测轨迹

月亮是另外一个天然计时器。因为月相的变换不需要任何仪器就可以通过肉眼观测,所以很多文明最初的历法都是采用太阴历(以月相变换为基础)。


月相变换
  • 插播一条:我敢肯定你19岁、38岁、57岁,阳历和阴历生日是同一天,或者只相差一、两天。

一个月有29或30天,一年大概有12个月多11天。所以,我们所使用的农历就需要每过几年就增加一个闰月来调整和阳历之间的差距。具体说就是,每19年有7个闰月,这样19个阴历年和19个阳历年加起来的总天数是几乎一样的。这也是我们的历法被称为阴阳历的原由。

当然,也有不做调整,一年12个阴历月循环用的历法,比如伊斯兰的,这样就造成他们每年去麦加朝圣的时间都是不一样的,有时在盛夏,有时在深冬。不过他们有增加闰年的方法。

接下来是星期,在“天”以上计时周期里面,星期是唯一不是依照天体运行周期的。一般认为,教会是按照上帝七天创世来制定的一周七天,从周日到周六分别对应:日、月、火、水、木、金、土七大天体。


星期的中文“解释” 星期的英文解释
星期与行星的对应关系

一天,各个文明的历法基本都是以观测到昼夜循环变换为标准。不过各历法计算一天开始的时间各有差异,有的是以中午,有的以午夜,有的以太阳升起时,也有以日落时。

在分和秒还没有被定义之前,人类很早就有对“时”的概念了。最早的计时工具应该是日晷。


清朝日晷

一直到17、18世纪日晷依然还被广泛使用着,不过这个时候,它的外形已经变得五花八门了。


多面体日晷
柱形日晷
旗形日晷

可见,在当时,太阳的精确度依然要比其他计时工具都要靠谱。

除了日晷,古代还有其他计时工具也是很常见的,比如沙漏:


沙漏

还有水漏


台式水漏
还有我们的香钟,一般人认为的香是这样的:
一炷香

其实还有这样的香钟:


香印

实际上,直到19世纪中期,对于一天中小时的划分,小时的数目,一天开始的小时,仍很少有一个公认的惯例。大部分文明都把一天分成12个小时或者24个小时,这主要是因为天空中除了太阳和月亮的其他天体——星辰。

一般认为星辰把黑夜的天空划分为12等分,即黄道十二宫。白天12小时,黑夜12小时,一共就是24小时。这个标准也是到1884年的国际子午线会议召开时才正式统一的。

我们也可以由当时的十进制时钟可以看出来人们对十进制时间有还保留着一丝念想。


十进制时钟

在我国古代,一直都是用地支计时法,把一天划分为12个双小时。十二地支也是对应着天空的黄道十二宫,而黄道十二宫对应了西方的十二星座,同时,地支又对应了十二生肖属相。所以,星座和属相其实是一脉相承的,只不过一个是算月的,一个是算年的。

最后是分和秒。“分”和“秒”不仅仅是用于计量时间,还同时用于计量弧度。在时钟的圆盘上,这种对应的关系就十分明显。

至于为什么是以60为单位,这就要说到古代巴比伦的六十进制的计算体系。60能被1,2,3,4,5,6,10,12整除,因此你可以随意按不同比例等分。

我们现在通用的秒,是国际时间局(又是它)在1967年召开的第13届国际度量衡大会上定义的。定义为(此处可以略过):铯133原子基态的两个超精细能阶间跃迁对应辐射的9,192,631,770个周期的持续时间。这个定义提到的铯原子必须在绝对零度时是静止的,而且在地面上的环境是零磁场。

所以,现在我们使用的“秒”和太阳、月亮是没有任何关系的。也因此,才有了前面提到用闰秒来调整这两者之间差别的举措。

结尾说一段故事(纯属脑洞):

原来钟表匠最多最专业的是德国和法国,然而教会的迫害和战争的频发使得这些钟表匠都逃到了两个地方。

一个是四面环山的“岛国”——瑞士,

另外一个是四面环海的岛国——英国。

后来,瑞士就成了制表业的翘楚,

而英国则爆发了工业革命。


这是这个系列的第二篇文章了,因为所涉知识太广,难免有所疏漏,如果你能发现,请指正,感谢!
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