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为什么我们要把一天分成秒、分、小时?

注:这是一篇特邀文章,作者Scott是TIFO的常客、护理人员和业余物理学家。“今天我发现了为什么我们要把一天分成秒、分和小时。这种把一天分成几部分的概念似乎是最小的孩子的第二天性,他们会问“是吃零食的时候了吗?“事实是,尽管我们已经决定有必要将时间、实际过程和我们的方式分开,但时间几千年来一直在变化。具有残酷讽刺意味的是,尽管我们知道我们需要测量时间,但对于时间到底是什么从来没有达成共识。

纵观历史,关于时间是什么有两个主要的思想流派,关于我们应该如何测量时间有更多的观点。第一个时间概念是现在大多数物理学家倾向于认同的,即时间是宇宙的一个基本维度。空间的其他三维(长、宽、高)可以依次运动的第四维。第二个时间概念反对时间是一个维度的观点,而是一个智力概念,允许人们对事件进行分类和比较。时间本身并不存在,只是我们用来表达事物的一种方式。

虽然很多物理学家倾向于把时间看成一个维度,但我认为因为他们在努力坚持爱因斯坦的时空理论,所以我更倾向于把它看成一个工具。这是因为我们的宇宙在不断变化。从一个时刻到下一个时刻,它总是在运动。我们宇宙中的一切都在运动,从围绕原子核运动的电子到试图在比赛时间结束前投篮的篮球运动员。要理解它,我们需要一个工具。如果你把宇宙看做一辆车,把时间看做工具箱里一个非常重要的工具,你就能明白时间怎么不是一个维度。你需要工具来拆卸汽车。就像你需要插座套来拆解和理解那辆车的所有内部工作一样,也需要时间来拆解和理解我们的宇宙从一个时刻到另一个时刻都在变化。但就像插座永远不会成为汽车的一部分一样,时间也不会成为汽车的一部分,它只是理解汽车所需的一个工具。

无论你在时间上的实际位置是什么,一个常数总是存在的;你如何衡量它?在计时学(时间测量的科学)中,有两种不同的测量形式,日历和时钟。日历是用来计量大量时间的流逝,时钟是用来计算正在进行的时间流逝,以及在不到一天的时间内进行咨询。很明显,我们会把重点放在不到一天的周期上,因为如果我们进入日历辩论,我们必然会决定我们的世界将在2012年结束!"

现在最广泛使用的数字系统是十进制。考虑到我们都有10个手指和脚趾,这似乎是合适的,所以小学生和我自己,在几杯啤酒后,可以轻松地做数学!不幸的是,对我们来说,杜威的前十进制文明,要么从未试图数他们喝醉的羊,要么只是讨厌他们的孩子,似乎使用了其他更复杂的系统,如十二进制,或基数60(六十进制)。

第一个把一天分成更小部分的社会是埃及人,他们把一天分成两个12小时的部分:白天和夜晚。他们用来计时的钟是日晷。第一个日晷只是地上的一根木桩。你可以根据太阳影子的长度和方向来判断现在是什么时间。技术进步,也就是在地上放一个T形的棍子,使他们能够更精确地测量一天的12个不同部分。(该死的双峰系统!)人们认为这个基本系统的一个解释是,用拇指数四个手指的指节,就可以轻松数到十二。(显然他们没有开骆驼的酒驾巡逻,也没有古代警察进行的现场清醒度测试。)由于地球绕轴自转不是一个足够统一的测量标准,所以第二个定义为:“2001年1月0日的12小时星,持续了1900年回归年的1/310。”

随着原子钟的发展,人们认为用它们来定义一秒比用地球绕太阳转更实际、更准确。基于从无线电台接收信号的共视测量方法,科学家可以确定星历时间的秒为9192631,选择的铯频率为77020周。因此,1967年,第十三届度量衡大会将国际单位制中的第二原子时定义为:“9192631的持续时间,770个周期的辐射对应于铯-133原子基态的两个超精细能级之间的跃迁。

不幸的是,对于外行人来说,科学家在使用他们的常数时需要正确和绝对准确。发现重力的影响会导致秒原子钟随测量高度而变化。1977年,通过将每个原子钟的输出校正到平均海平面,产生了统一的第二个原子钟。然而,这将第二个原子钟延长了约1 1这一修正是在1977年初进行的。

今天,有原子钟运行在几个不同的频率和光学领域。最先进的铯原子钟似乎是最精确的。与微波时钟相比,光学时钟在性能上已经越来越具有竞争力。

现在看来还是真的,因为技术越来越先进,更精确的测量时间的需求还会继续发展。然而,对于我们大多数人来说,事实仍然是,我们可以使用简单的贫民窟数学,只要知道一分钟有60秒,一小时有60分钟,一天有24小时!"

其他事实:

因为第二个是基于铯原子在其基态(与星历表时间相比)的两个超精细能级之间的跃迁次数,以及地球自转变慢的事实,所以需要在原子时标上加上周期性的“跃迁秒”,使这两个在一秒之内。从1972年到2006年,增加了23个闰秒,从每六个月一秒到每七年一秒。国际地球自转和参考系统服务(IERS)是一个组织,负责监测两个时标之间的差异,并在必要时请求插入或删除闰秒。虽然不是国际单位制定义的标准,但小时是可以和国际单位制一起使用的单位,用符号h表示,在天文学中,儒略年是一个时间单位,定义为365.25天,每小时86400国际单位秒。虽然早在公元前10000-28000年就用月亮来计算时间。农历最早出现,有12个月和13个月(346天或364天)。农历通常在一些年份中加入第十三个月,以弥补一整年(现在已知约为365.24天)与一年中只有十二个月的差异。在许多文化中,数字12和13成为突出的特征,至少部分是因为这种月份和年份的关系。延伸供参考:时间划分时间公历时钟擒纵秒钟图片来源免责声明:嘉宾文章由不同的人所写,虽然我尽了最大努力保证其真实性,只允许他们通过核对出处和权衡事情的真实性来发帖。我不能保证所有的内容都是100%准确的,因为我自己没有对这些文章做过研究,它们的来源可能是不准确的,即使它们是有信誉的。

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