《科学24小时》
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古人怎样测时间
2018-02-28 19:00:0021世纪的今天，我们有很多方式可以用来计算和测量时间，但在3千多年前，人类是如何测量时间的呢？
计时的漏壶、漏刻
很早之前，用来记录时间的工具是漏壶。一只装满水的陶壶，底部流失的水就像流逝的时间，漏的水越多，代表流逝的时间越长。公元前1千多年，古埃及人就会用漏水的容器计量时间。
中国古代则用漏刻来测量时间，漏刻是由漏壶箭刻组成，漏壶里头盛水，箭刻上的刻度用来表示时间。但漏壶漏水的速度并不稳定，满水时，漏水较快，水快流尽时，漏水较慢。为了稳定水流速度，得多加漏壶，让原先漏壶的水位固定。
于是东汉出现了二级漏壶，晋代出现了三级漏壶，唐代出现了四级漏壶。
立竿见影的日晷
日晷则是白天记录时间的工具，用的是立竿见影的原理。太阳随着时间在天空中运行，不同时间会有不同的日影，利用日影位置的变化，就可以来测量当下的时刻。
日晷由一平台晷面和一根晷针构成。若晷面和地球的赤道面一致，和地平面成一固定角度（此一角度和日晷摆放纬度的总和是90度，例如北纬30度的晷面和水平面呈60度），这种日晷称为赤道日晷。另外还有地平日晷和垂直日晷。地平日晷是将晷面平放在地面，而垂直日晷则是挂在垂直墙面上。不同的日晷，在晷面上的时间刻度不尽相同，赤道日晷的时间刻度比较像手表，有均匀的时间刻度，其他日晷时间刻度则不均匀，不均匀程度和日晷放置的纬度有关。
确定时令的圭表
圭表是另一种利用日影的计时工具，它被用来记录一年的日变化。圭表是由两根互相垂直、呈L形的石柱所构成，以正南正北方向平放在地面的称做圭，垂直地面的称做表。
当正午时分，太阳经过子午线的时候，会落影在圭上，日影的长短随着一年四季有所变化，北半球夏至的时候，日影最短，冬至最长，南半球正好相反。圭表不仅可以用来制定节令，而且还可以用来在历书中排出未来的节令，作为指导农事活动的重要依据。
圭与子午线
《达·芬奇密码》一书中有一段描述，西拉跑到巴黎圣许毕斯教堂挖取拱心石，根据盟主和三大长老的口供，拱心石是藏在通过圣许毕斯教堂的玫瑰线下。玫瑰线就是通过巴黎天文台的子午线。1884年以前的本初子午线是这条子午线，之后才改成通过格林威治天文台的子午线。但圣许毕斯教堂地上刻画的线并不是玫瑰线，而是圭，玫瑰线并没有通过教堂。
源于吊灯的钟表
钟表的雏形应属单摆钟。意大利天文学家伽利略从教堂摆荡的吊灯上发现了单摆原理，即吊灯摆荡的幅度和摆动的周期无关，也就是说摆荡幅度大与小所花的时间是一样的，这种稳定的周期特性正好可以用来计时。几十年前挂在墙上的时钟，很多都是利用摆垂来计时。
钟表除了计时的功用外，还可以用来确定地球的经纬。14世纪，欧洲进入航海探索的时代。要在茫茫大海当中找到船只的位置，光靠太阳或夜晚星座是不够的。从开始航海活动的400多年后，船长要在船上量出经纬度，还是件非常困难的任务，甚至因为迷航，造成18世纪初英国四艘船舰触礁，大约2000名水手沦为波臣。
地球的纬度是和所在位置对应的北极星高度有关，而地球经度是和当地时间有关。若有精确的钟表，就可以换算出当时的经度。1770年，英国钟表匠哈理逊制造出哈氏5号航海钟，精确度可达每日误差仅1/3秒。在哈理逊长达30多年的研发下，航海钟成为助力英国成为海上强国的神器之一。
