在時鐘發明之前,人們是如何計算時間的?古人這些創意真是令人驚豔

2017-08-14 16:42

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日本每年的6月10日是「時間紀念日」,這一天會舉辦與時間相關的各種演講,舉行儀式以表揚與時間相關的團體或個人。關於時間的計算、時刻的訂定,自古至今產生了許多變遷。

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據歷史記載,日本最早訂定時刻制度,是在天智天皇還是皇太子的時候,齊明天皇671年4月丁卯,換算成現在的日曆是6月10日,皇太子仿效中國的水鐘,自己做了個刻漏,敲響鐘用以報時,因而訂定這一天為「時間紀念日」。

古老的時鐘,是用水輔助計時

時鐘的歷史十分久遠,傳說在距今三千多年前,中國便開始使用水鐘了。水鐘有許多形式,有在壺中注入水,底部鑿一小孔,水不斷的定量漏出,以漏出的水量來計時;或者是採用相反的方式,依水流入容器的量來計時。從前印度是在金盆底部鑿一小孔,使其浮在水面上,水不斷從小孔湧入金盆,直到盆子再也負荷不了重量而沉入水中,印度人會預先在盆上加裝繩子,以方便撈起盆子,據說印度便是以盆子的浮沉來計時的。

最精密的鐘,50 年的誤差只有1 秒

現在百貨公司販賣的沙漏也是模仿古代的鐘,用細沙取代水,以沙漏出的份量來計時,這常用於測量短暫的時間,例如測量體溫的時間、煮蛋的時間、長途電話的時間等。此外還有日晷(在地面立一根杆子,測量杆影)、火鐘(點燃蠟燭或線香計時)等。有禪修習慣的人坐禪時,也會點一炷香,用來計算自己靜坐的時間。

7世紀時,義大利人發明了最早運用機械的鐘(編按:應該是中國在8世紀初就出現機械原理的天文鐘──渾天銅儀,14世紀時義大利人發明了機械鐘)。後來自從16世紀初義大利的大學者伽利略發現鐘擺的等時性之後,計時的機器便陸續登場,17世紀時荷蘭的惠更斯(ChristiaanHuygens, 1629 ∼ 1695)創造了單擺時鐘,英國的胡克(Robert Hooke,1635∼1703)發明錨型擒縱機(編按:機械學中,是指僅允許向一個方向作間歇運動的裝置),同是英國人的哈里森(John Harrison, 1693 ∼1776)發明了航海鐘等等,都展現了長足的進步。

進入19世紀後,出現了不需依靠鐘擺,而利用石英或氨分子振動的石英鐘、原子鐘。石英鐘是將石英晶體的振動,轉換為電力振動,以馬達帶動鐘面的指針,據說現在世界上最精密的石英鐘,50年的誤差僅有1秒。原子鐘利用的是氨分子振動的周波數,不會隨壓力及溫度而改變的特殊性質,因此即使石英鐘會產生極小的誤差,也可利用氨分子振動的穩定性,加裝自動修正裝置,所以才會誕生先前提及的50年誤差只有1秒的精密鐘錶。

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