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                    《科學24小時》

                    開博時間:2016-07-01 14:43:00

                    旨在向全國廣大群眾,特別是具有中等文化程度的廣大青年,普及科學技術知識,繁榮科普創作,啟迪思想,開拓視野。

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                    古人怎樣測時間

                    2018-02-28 19:00:00

                      21世紀的今天,我們有很多方式可以用來計算和測量時間,但在3千多年前,人類是如何測量時間的呢?

                      計時的漏壺、漏刻

                      很早之前,用來記錄時間的工具是漏壺。一只裝滿水的陶壺,底部流失的水就像流逝的時間,漏的水越多,代表流逝的時間越長。公元前1千多年,古埃及人就會用漏水的容器計量時間。

                      中國古代則用漏刻來測量時間,漏刻是由漏壺箭刻組成,漏壺里頭盛水,箭刻上的刻度用來表示時間。但漏壺漏水的速度并不穩定,滿水時,漏水較快,水快流盡時,漏水較慢。為了穩定水流速度,得多加漏壺,讓原先漏壺的水位固定。

                      于是東漢出現了二級漏壺,晉代出現了三級漏壺,唐代出現了四級漏壺。

                      立竿見影的日晷

                      日晷則是白天記錄時間的工具,用的是立竿見影的原理。太陽隨著時間在天空中運行,不同時間會有不同的日影,利用日影位置的變化,就可以來測量當下的時刻。

                      日晷由一平臺晷面和一根晷針構成。若晷面和地球的赤道面一致,和地平面成一固定角度(此一角度和日晷擺放緯度的總和是90度,例如北緯30度的晷面和水平面呈60度),這種日晷稱為赤道日晷。另外還有地平日晷和垂直日晷。地平日晷是將晷面平放在地面,而垂直日晷則是掛在垂直墻面上。不同的日晷,在晷面上的時間刻度不盡相同,赤道日晷的時間刻度比較像手表,有均勻的時間刻度,其他日晷時間刻度則不均勻,不均勻程度和日晷放置的緯度有關。

                      確定時令的圭表

                      圭表是另一種利用日影的計時工具,它被用來記錄一年的日變化。圭表是由兩根互相垂直、呈L形的石柱所構成,以正南正北方向平放在地面的稱做圭,垂直地面的稱做表。

                      當正午時分,太陽經過子午線的時候,會落影在圭上,日影的長短隨著一年四季有所變化,北半球夏至的時候,日影最短,冬至最長,南半球正好相反。圭表不僅可以用來制定節令,而且還可以用來在歷書中排出未來的節令,作為指導農事活動的重要依據。

                      圭與子午線

                      《達·芬奇密碼》一書中有一段描述,西拉跑到巴黎圣許畢斯教堂挖取拱心石,根據盟主和三大長老的口供,拱心石是藏在通過圣許畢斯教堂的玫瑰線下。玫瑰線就是通過巴黎天文臺的子午線。1884年以前的本初子午線是這條子午線,之后才改成通過格林威治天文臺的子午線。但圣許畢斯教堂地上刻畫的線并不是玫瑰線,而是圭,玫瑰線并沒有通過教堂。

                      源于吊燈的鐘表

                      鐘表的雛形應屬單擺鐘。意大利天文學家伽利略從教堂擺蕩的吊燈上發現了單擺原理,即吊燈擺蕩的幅度和擺動的周期無關,也就是說擺蕩幅度大與小所花的時間是一樣的,這種穩定的周期特性正好可以用來計時。幾十年前掛在墻上的時鐘,很多都是利用擺垂來計時。

                      鐘表除了計時的功用外,還可以用來確定地球的經緯。14世紀,歐洲進入航海探索的時代。要在茫茫大海當中找到船只的位置,光靠太陽或夜晚星座是不夠的。從開始航?;顒拥?00多年后,船長要在船上量出經緯度,還是件非常困難的任務,甚至因為迷航,造成18世紀初英國四艘船艦觸礁,大約2000名水手淪為波臣。

                      地球的緯度是和所在位置對應的北極星高度有關,而地球經度是和當地時間有關。若有精確的鐘表,就可以換算出當時的經度。1770年,英國鐘表匠哈理遜制造出哈氏5號航海鐘,精確度可達每日誤差僅1/3秒。在哈理遜長達30多年的研發下,航海鐘成為助力英國成為海上強國的神器之一。

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