秒懂，什么是秒

李鑒　霍智慧

從36旬星到12時辰

古埃及新王國時期哈索爾神廟天花板上的天文圖案。中間是黃道星座，內圈上的人物是36旬星，它們是夜間時刻的指示者，同時也可能是參與儀式的神祗

公元前1500年以前，埃及人已經發明了日晷來計時，他們將日出和日落之間的時間分成了12段。到了夜間，通過天文觀測來確定時間。具體來說就是，用36個恒星或旬星，將天球劃分成基本均勻的36段，通過其中的18星的次第升起就可以知道夜晚的時刻。而在18星中，晨光和昏光時段各有3星不易觀測，其中的12星則完全用于黑夜的計時。這相當于把夜晚的長度也分成了12段。另外，當時埃及發明了“水鐘”用于夜間計時，水鐘上的刻度就是12等分的，相當于中國古代的漏刻。而到了古埃及的新王國時期（公元前1550年至公元前1070年），觀星計時系統簡化成了24星，其中12星用于夜晚計時。從那時起，把白天和黑夜各分為12段、一天共計24段的傳統就形成了。

不過因為晝夜的長度隨著季節而發生變化，白天和夜晚這兩個12段的長度，既不固定也不相等，也同樣隨季節變化著。幾百年后，古希臘天文學家喜帕恰斯提出，可以按照春分日（晝夜等長）的晝夜時段將這兩個12段固定下來，這樣可以將一天均分為24段。但在接下來的1000多年里，人們還是習慣晝夜并不等長的時間劃分。那時的計時工具包括圭表、日晷、漏刻、沙漏等，盡管精度通常也只有幾十分鐘，但并不影響日常生活。

水運儀象臺以漏刻水力驅動，是集天文觀測、天文演示和報時系統為一體的大型自動化天文儀器，標志著中國古代天文儀器制造史上的高峰，被譽為世界上最早的天文鐘。圖為復原的水運儀象臺模型（圖片來源/國家天文臺）

故宮太和殿前的日晷，十二時辰各分成初、正兩段，這種劃分方式起源于宋朝

日本大阪天滿宮關于十二時辰的雕刻（圖片來源/維基百科）

在中國古代的殷商時期，人們將日出前到日落后的白天分為了個時段，夜晚分為5個時段，后世將夜晚分成五個更次可能就發端于此。到西周（早于喜帕恰斯幾百年）時，已經建立了均勻的十二時辰劃分法，以午夜作為子時的正中，和今天的24小時正好對應。宋代以后又將每個時辰平分為初、正兩份，這就相當于24時制了。后來中華民國采用公歷紀年和西方的24時制，每個時段是傳統十二時辰的一半，因而稱之為“小時”。另外，中國在秦漢時期就已發明了相當精確的漏刻，并把一天分成100刻，即百刻制。

十二時辰、百刻制和五更制已成為中國傳統文化的重要組成部分。特別值得一提的是，宋代天文學家蘇頌于公元1088年發明的水運儀象臺，每天的計時誤差僅為100秒左右，比歐洲同樣精度的時鐘早了400年。

中世紀的機械鐘能精確到秒嗎

機械鐘14世紀首次在歐洲出現之后，小時的長度才固定下來，形成了均分的24時制。人們開始將一小時劃分為60分鐘，一分鐘劃分為60秒，1秒的長度即為1/86400天，這就是“秒”的由來。

公元1550年，機械鐘鐘面上首次出現了分針，計時精度開始達到分鐘的量級。1675年，荷蘭物理家惠更斯利用單擺的“等時性”制成第一臺擺鐘，每天的計時誤差降到了10秒左右。1759年，英國鐘表匠哈利森造出精密的航海鐘，每天走時誤差不超過1秒，機械鐘鐘面上第一次出現了秒針。在發明日晷3000多年、秒的概念提出400多年之后，人們終于可以計量秒的長度了。

1783年瑞士制造的銅鍍金轉花自鳴過枝雀籠鐘，鐘面上已經出現了秒針（圖片來源/故宮博物院鐘表館）

19世紀末法國制造的銅鍍金琺瑯圍屏式擺鐘（圖片來源/故宮博物院鐘表館）

知識鏈接

12時辰，60進制與度分秒

現在人們較廣泛使用的數字系統是十進制，這可能和人們用+根手指計數有關。除了10，還有12和60也是沿襲至今的重要計量單位。例如12時辰、1度等于60分等。12可能來自于一年所包含的月數（12個）。再加上12這個數字本身可以被2、3、4整除，使用起來也很便利，例如將圓周12等分就要比10等分容易得多，這些可能都是原因之一。