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日晷漫画_00

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如果一个原始人穿越到现代社会,他一定会觉得不可思议:为什么太阳刚出来,大人都赶着去上班,小孩子都赶着去上学?如果迟到了可能会被扣钱或者挨骂。到了黄昏,大人和小孩子又都纷纷回到家里。

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我们对“时间”已经非常熟悉,就像空气一样。但在早期的原始社会,人类还没有时间的概念。这不仅是因为“原始人”没有钟表,更重要的是,“原始人”不需要把时间计算得这么精确。

一万多年前,人类进入了农业社会。时间的概念变得越来越重要,什么时候该播种?什么时候该收割?什么时候该到庙里祈福求雨?

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人们越来越需要知道,“今天是几月几号”、“现在是几点钟”,所以,人们开始发明种种计算时间的办法。

看太阳

有一个办法就是看太阳。例如,在古埃及,有许多方尖碑,有太阳的时候,看一看方尖碑的影子在什么地方,就可以大概知道,现在是什么时间了。方尖碑可以说是世界上最古老的日晷。

方尖碑不仅仅是用来看现在几点钟;它还可以充当简单的“日历”。一年当中,当它正午的影子是最短的时候,就是每年的夏至。反之,影子最长的时候就是冬至。

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方尖碑那么大,不方便携带。于是,古埃及人就发明了比较小巧的日晷。2013年,人们在埃及的国王谷(King’s Valley),发现了公元前13世纪的日晷。它说白了就是一块画着刻度的石头,上面还插着一根小棍。只要把它放在太阳下,看看小棍的影子指在哪个刻度上,就知道现在是什么时间了。

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人们发现这个日晷的地方,是一个给修建陵墓的工人住的屋子。所以,古埃及人在这里造了一个日晷,可能是为了监督工人上工下工,就像我们今天上下班一样。

看月亮

另一个计时的办法是看月亮。月亮从缺到圆,再从圆到缺的变化,给我们提供了一个天然的计时周期:月份

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我国《诗经》中有一首诗叫作《七月》。这首诗说,过去的农民,到了六月就有野葡萄吃,到了七月就有大豆吃,到了八月可以打枣子,到了十月就要去割稻子,准备酿米酒了。[注1]

当然,这首诗里用的是周朝的历法,比现在的农历晚了两个月。

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这首诗说明我们自古就是吃货民族,不对,应该是告诉我们计算月份的重要。水稻不可能在七月成熟,野葡萄也不会在十月发芽,农夫必须严格遵守农时,什么季节做什么事。误了农时,就要挨饿咯。

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月相图

《七月》里还有一句反复出现的话:“七月流火”,“火”指的是天蝎座α星,这颗星从东向西移动,就表示天气将要转凉了。

看星星

这是第三个计时的办法:看星星。例如,古埃及人的历法,就是靠着星星制定的。如果有一天,天狼星先从东方地平线上升起来,紧接着太阳升起,那一天就定为一年的开始。这一天之后不久,尼罗河就会发洪水,为古埃及的农民带来肥沃的泥土。

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随着社会的发展,我们对时间的要求也变得越来越精确,从年、月、日,到小时、分钟和秒。我们计量时间的方法,也从天然的周期性运动,变成了人造的、更精确的周期性运动。

最早的机械钟可能出现在14世纪。它要用重物推动齿轮来回摆动来计时,精确度不高。

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机械钟擒纵装置原理

不过在那个时候,人们使用机械钟不是为了准时赴约,而是为了每天准时向神灵祷告。所以,最早的机械钟通常都安在教堂里。

后来,荷兰物理学家克里斯蒂安•惠更斯(Christian Huygens),在1656年发明了摆钟。

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摆钟擒纵装置原理

钟摆每次来回摇晃,所花的时间,几乎是完全一样的。用它作为计时标准,钟的误差一下子就缩减到了10秒左右。

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进入20世纪,为了准确地收取和发送各种频率的无线电波,电气工程师沃尔特•卡迪发明了石英晶体振荡器。通上电流以后,晶体振荡器会以非常稳定的频率振荡,比摆钟的误差小得多。

 

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于是,越来越多人用上了石英钟。

1955时,科学家又发明了比石英钟走得更准的装置:原子钟。原子钟利用原子的共振频率作为计时标准。就算你用上几百万年,它的误差都不会超过1秒。

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一个足够准的钟,不光能告诉我们正确的时间,也能帮助我们享受到各种新技术带来的便利。

例如著名的“GPS定位技术”,基本原理就依靠精确计时:不同卫星的信号传到你的手机,信号发出的时间和你手机接收的时间,存在很小的时间差。测出这个差异,手机就能计算出你在地球上的准确位置。

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如果没有GPS定位,地图导航、共享单车、互联网打车等就不可能出现了。

在未来,随着社会的发展,计时的要求也会随之提高。

也许,到那时候,富人的“玩具”不再是瑞士表,而是铯原子钟,而老板抓迟到的时间,也会精确到亿分之一秒。

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二维码

策划:上海科技馆展示教育处
作者:Sheldon
对白、美指:牛猫
绘制:周源、赏鉴
上色、排版:胡豆

本文动图来自网络

本文首发于上海科技馆,版权归上海科技馆所有,未经允许禁止转载!

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2 Responses to “漫画 | 何来的今时今日此时此刻?”

  1. Joe说道:

    这个文章真的无聊。

  2. 火焰说道:

    —_—

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