何來的今時今日此時此刻？
看過5月活動日曆的小夥伴，一定對“日晷”這個詞印象深刻~
日晷，本義是指太陽的影子。現代的“日晷”指的是人類古代利用日影測得時刻的一種計時儀器，又稱“日規”。其原理就是利用太陽的投影方向來測定並劃分時刻。
日晷的構造與原理反映了古代在天文研究上的智慧、古人對時間的無限追尋與思索。實際上，在“時間”問題上，人類求索的腳步從未停止。
日晷的構造與原理
如果一個原始人穿越到現代社會，他一定會覺得不可思議：為什麼太陽剛出來，大人都趕著去上班，小孩子都趕著去上學？如果遲到了可能會被扣錢或者捱罵。到了黃昏，大人和小孩子又都紛紛回到家裡。
我們對“時間”已經非常熟悉，就像空氣一樣。但在早期的原始社會，人類還沒有時間的概念。這不僅是因為“原始人”沒有鐘錶，更重要的是，“原始人”不需要把時間計算得這麼精確。
一萬多年前，人類進入了農業社會。時間的概念變得越來越重要，什麼時候該播種？什麼時候該收割？什麼時候該到廟裡祈福求雨？
人們越來越需要知道，“今天是幾月幾號”、“現在是幾點鐘”，所以，人們開始發明種種計算時間的辦法。
看太陽
有一個辦法就是看太陽。例如，在古埃及，有許多方尖碑，有太陽的時候，看一看方尖碑的影子在什麼地方，就可以大概知道，現在是什麼時間了。方尖碑可以說是世界上最古老的日晷。
方尖碑不僅僅是用來看現在幾點鐘；它還可以充當簡單的“日曆”。一年當中，當它正午的影子是最短的時候，就是每年的夏至。反之，影子最長的時候就是冬至。
方尖碑那麼大，不方便攜帶。於是，古埃及人就發明了比較小巧的日晷。2013年，人們在埃及的國王谷（King’s Valley），發現了公元前13世紀的日晷。它說白了就是一塊畫著刻度的石頭，上面還插著一根小棍。只要把它放在太陽下，看看小棍的影子指在哪個刻度上，就知道現在是什麼時間了。
日晷變化圖
人們發現這個日晷的地方，是一個給修建陵墓的工人住的屋子。所以，古埃及人在這裡造了一個日晷，可能是為了監督工人上工下工，就像我們今天上下班一樣。
看月亮
另一個計時的辦法是看月亮。月亮從缺到圓，再從圓到缺的變化，給我們提供了一個天然的計時週期：月份。
我國《詩經》中有一首詩叫作《七月》。這首詩說，過去的農民，到了六月就有野葡萄吃，到了七月就有大豆吃，到了八月可以打棗子，到了十月就要去割稻子，準備釀米酒了。注1
當然，這首詩裡用的是周朝的歷法，比現在的農曆晚了兩個月。
這首詩說明我們自古就是吃貨民族，不對，應該是告訴我們計算月份的重要。水稻不可能在七月成熟，野葡萄也不會在十月發芽，農夫必須嚴格遵守農時，什麼季節做什麼事。誤了農時，就要捱餓咯。
月相圖
《七月》裡還有一句反覆出現的話：“七月流火”，“火”指的是天蠍座α星，這顆星從東向西移動，就表示天氣將要轉涼了。
看星星
這是第三個計時的辦法：看星星。例如，古埃及人的歷法，就是靠著星星制定的。如果有一天，天狼星先從東方地平線上升起來，緊接著太陽昇起，那一天就定為一年的開始。這一天之後不久，尼羅河就會發洪水，為古埃及的農民帶來肥沃的泥土。
隨著社會的發展，我們對時間的要求也變得越來越精確，從年、月、日，到小時、分鐘和秒。我們計量時間的方法，也從天然的週期性運動，變成了人造的、更精確的週期性運動。
最早的機械鐘可能出現在14世紀。它要用重物推動齒輪來回擺動來計時，精確度不高。
機械鐘擒縱裝置原理
不過在那個時候，人們使用機械鐘不是為了準時赴約，而是為了每天準時向神靈禱告。所以，最早的機械鐘通常都安在教堂裡。
後來，荷蘭物理學家克里斯蒂安•惠更斯（Christian Huygens），在1656年發明了擺鐘。
擺鐘擒縱裝置原理
鐘擺每次來回搖晃，所花的時間，幾乎是完全一樣的。用它作為計時標準，鐘的誤差一下子就縮減到了10秒左右。
進入20世紀，為了準確地收取和發送各種頻率的無線電波，電氣工程師沃爾特•卡迪發明了石英晶體振盪器。通上電流以後，晶體振盪器會以非常穩定的頻率振盪，比擺鐘的誤差小得多。
於是，越來越多人用上了石英鐘。
1955時，科學家又發明了比石英鐘走得更準的裝置：原子鐘。原子鐘利用原子的共振頻率作為計時標準。就算你用上幾百萬年，它的誤差都不會超過1秒。
一個足夠準的鍾，不光能告訴我們正確的時間，也能幫助我們享受到各種新技術帶來的便利。
例如著名的“GPS定位技術”，基本原理就依靠精確計時：不同衛星的信號傳到你的手機，信號發出的時間和你手機接收的時間，存在很小的時間差。測出這個差異，手機就能計算出你在地球上的準確位置。
如果沒有GPS定位，地圖導航、共享單車、互聯網打車等就不可能出現了。
在未來，隨著社會的發展，計時的要求也會隨之提高。
也許，到那時候，富人的“玩具”不再是瑞士表，而是銫原子鐘，而老闆抓遲到的時間，也會精確到億分之一秒。
如果你也對“時間”有著無求的好奇與無限的追尋，不如來上海科技館的“時間故事”展，看一看時間的奧秘！
時間故事
2018年5月16日至2018年8月15日
09:00—17:15
（週一閉館，國定假日除外）
上海科技館（二樓）特展廳
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