第59期珠江科学大讲堂走进清远连山 杜如虚院士带来一场“时间之旅”

杜如虚院士讲述人类与时间、计时技术之间的故事。通讯员供图本报讯（记者刘肖勇通讯员吴晶平）2月25日，第59期珠江科学大讲堂在清远市连山职业技术学校举行，加拿大工程院院士杜如虚带来了一场主题为《时间之旅》的讲座。杜如虚院士以通俗易懂、图文并茂的形式，向听众讲述了人类开发技术计时技术与厘定历法的故事，包括：问天、秤水、数声、炼石与飞越，介绍了太空当中斗转星移、星月同辉的有趣知识，令大家受益匪浅。

古人观察日月星辰计时

一万多年的人类文明史中，每个伟大的文明，比如古中国、古印度、古埃及等，都创造了自己的计时方法，也有许多伟人都为计时领域留下了自己的印记：像亚里士多德、哥白尼、伽利略、牛顿、爱因斯坦、霍金等。

在公元前9千多年的时候，人们开始计时，“日”就是日出日落，“月”是月盈月亏，而“年”就是四季的循环。但是，除了“日”好测量，“月”和“年”都不好测量。后来，有人发明了日晷。而日晷本身就是利用了太阳一天的变化中，所产生的影子的变化。而到了晚上，人们就通过观察星星来感知时间。

杜如虚说，中国历法则与西方不同，中国人所依据的是北斗星和北极星。北极星是一个特别的星星，只能在北半球看到。在北极看北极星，就在头顶上。走到赤道看北极星，则基本上看不到。

北极星是在地球的正北，别的星都围绕着它旋转，中国人依此而有了“斗转星移”的概念，指的就是地球公转和自转的概念。在这个基础上，中国形成了自己的历法，还有了天干、地支、六十甲子等计时方法。

而汉武帝刘彻设立了太初历，一年为365（350/1539）天，当时的中国人还没有小数的概念，所以使用的是分数。也是从此开始，中国人有了二十四节气，并且将没有节气的月份定为闰月，并且将立春作为岁首，这套历法，也就是中国的农历。

人类探索机械计时技术

中国的计时技术很多与水有关，比如说周公旦的水漏。汉代就有了莲花漏的计时器，北魏年间，中国人用秤水的方法来衡量时间长短，“流水一升，是一刻”。

而在西方，人们则喜欢用数学的方法来计算时间。阿基米德写了一本书《数沙》，是世界上第一本数学手册。西方人首先从钟入手，公元1200到1300年之间，英国人就已经建造了大钟，通过敲钟，形成了钟摆动作。

也正是从这个时候开始，人们开始设计机械的技术装置，通过输入能量后储存起来，接着进行传动，从而显示了时间。计时器中，最重要的是谐振器，通过机械装置的来回摆动，碰一下，响一下，响多少次，人们就可以知道有多长时间，这就是数声。人类的钟表技术就是从这些探索中形成。

原子钟重新定义了时间

而随着人类科学技术水平的不断发展，在计时技术上也在不断地进步。

首先是利用铜、铁等金属的导电性能，形成了谐振电路，后来又出现了音叉表。

而后来，科学家又发现石英会产生压电效应，可以制成谐振器，从而有了石英表的出现，其计时精度要高于机械表。

计时精确度最高的则是原子钟的出现。顾名思义，原子钟是利用了原子的特性——原子振荡，其走时精确度可以达到每三万年出现1秒钟的误差。也因此，时间被重新定义：一秒为铯原子钟振荡9192631770次的时间。

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