大家好，我是科學(xué)羊??。

在美國(guó)科羅拉多州落基山脈的山腳下，隱藏著一個(gè)神奇而冷靜的存在——一個(gè)被譽(yù)為“宇宙以來(lái)最精準(zhǔn)”的時(shí)鐘。

它靜靜地躺在一個(gè)恒溫的真空箱中，隔絕一切可能擾亂它的干擾源，連光都是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格篩選才得以照進(jìn)它的核心。

它精準(zhǔn)得令人敬畏：從宇宙大爆炸到現(xiàn)在，誤差不會(huì)超過(guò)一秒。

這不是科幻，而是現(xiàn)實(shí)中的科學(xué)巔峰。

NIST-F1銫噴泉原子鐘，是美國(guó)時(shí)間和頻率標(biāo)準(zhǔn)，其不確定度約為3×10-16（2013年）。

這座原子鐘以測(cè)量原子內(nèi)部電子的震動(dòng)頻率為基礎(chǔ)，通過(guò)激光和真空環(huán)境消除所有潛在擾動(dòng)，是現(xiàn)代物理學(xué)最接近“完美”的發(fā)明之一。

科學(xué)家甚至嘗試用宇宙中最恒定的自然常數(shù)，來(lái)重新定義“秒”。

但這場(chǎng)對(duì)“時(shí)間本質(zhì)”的追問(wèn)，實(shí)際上并不新鮮。

早在人類還不會(huì)寫字的時(shí)候，我們的祖先就已經(jīng)試圖馴服時(shí)間。今天我們用的每一秒、每一小時(shí)、每一月，背后都藏著人類文明幾千年的嘗試、失敗與創(chuàng)造。

1967年，國(guó)際計(jì)量單位的權(quán)威機(jī)構(gòu)正式將“秒”定義為：一個(gè)銫原子振動(dòng)9,192,631,770次所經(jīng)歷的時(shí)間。

幾十年過(guò)去，如今的時(shí)鐘比那時(shí)候更精確了上百倍——精確到什么程度呢？

理論上，如果它開(kāi)始“滴答”于恐龍時(shí)代，它今天也不會(huì)慢半拍。

于是物理學(xué)家們開(kāi)始動(dòng)起了“重定義秒”的念頭。

也許我們應(yīng)該用比銫更穩(wěn)定的原子？或干脆用普適的自然常數(shù)，擺脫一切人為單位的局限？

不過(guò)不管怎么改，咱普通人日常生活是感受不到區(qū)別的。無(wú)論是一頓飯吃多久，還是一個(gè)會(huì)議拖多長(zhǎng)，秒始終是那個(gè)熟悉的秒。

但這背后，卻是人類數(shù)千年來(lái)，與時(shí)間進(jìn)行的曠世拉鋸戰(zhàn)。

接著往下看，

你有沒(méi)有想過(guò)，為什么一分鐘是60秒，一小時(shí)是60分鐘，而不是像我們常用的十進(jìn)制那樣，更“整齊劃一”？

這其實(shí)和我們的手指有關(guān)——但不是你想象的那種。

每只手有四根手指（不算拇指），每根指頭有三個(gè)指節(jié)。

用一只手的拇指點(diǎn)數(shù)其余指節(jié)，可以輕松數(shù)到12。

再用另一只手記錄“12”的次數(shù)，便可數(shù)到60。這種巧妙的計(jì)數(shù)方式，在古埃及與美索不達(dá)米亞流行開(kāi)來(lái)，逐漸演變成今天的六十進(jìn)制時(shí)間體系。

也正是六十進(jìn)制，給了我們“60秒=1分鐘”、“60分鐘=1小時(shí)”的基礎(chǔ)。而“24小時(shí)”的來(lái)源，則要?dú)w功于太陽(yáng)的運(yùn)行。

早在公元前1500年的埃及，人們已經(jīng)學(xué)會(huì)用日晷測(cè)時(shí)間。

位于故宮內(nèi)的日晷

他們將白天按太陽(yáng)移動(dòng)的路徑劃分為12個(gè)時(shí)段，而到了夜晚，太陽(yáng)不見(jiàn)了，就靠觀測(cè)星星來(lái)劃分時(shí)間——同樣也是12段。

于是，晝夜加起來(lái)正好是24段。

我們今天用的24小時(shí)制，就是這樣悄悄誕生的。雖然當(dāng)時(shí)的“小時(shí)”長(zhǎng)短隨季節(jié)而變，并不固定，但這是人類第一次嘗試系統(tǒng)地將一天分段。

到了公元前130年左右，希臘人想出了一種方法，將小時(shí)固定長(zhǎng)度。

他們沿用了24小時(shí)的傳統(tǒng)，并進(jìn)一步將每小時(shí)分為60分鐘，每分鐘再分60秒——一套體系從此延續(xù)至今，貫穿地球自轉(zhuǎn)的節(jié)奏，也貫穿了現(xiàn)代人的作息。

那“星期”的概念又從哪兒來(lái)？

經(jīng)典行星的排序（以圓圈排列）和一周中的天數(shù)順序（在圓圈內(nèi)形成{7/3}七分圖）的示意圖比較

巴比倫人將時(shí)間一周劃分為七天，或許是因?yàn)樗膫€(gè)七天大致構(gòu)成一個(gè)月亮周期（約28天），也可能是因?yàn)樘炜罩心瞧邆€(gè)最顯眼的“神明”：太陽(yáng)、月亮，以及能用肉眼看到的五顆行星——水星、金星、火星、木星、土星。

于是，星期日是太陽(yáng)之日（Sunday），星期一是月亮之日（Monday），而星期二到星期六，則對(duì)應(yīng)拉丁語(yǔ)中各個(gè)行星的名字。

幾千年后，這套體系經(jīng)過(guò)羅馬人、基督徒、甚至中國(guó)農(nóng)歷的融合，成了全球普遍使用的“星期制”。

不過(guò)，真正讓古人抓狂的是月亮。

一個(gè)完整的月亮周期大約是29.5天。

十二個(gè)這樣的周期是一年，但加起來(lái)卻只有354天。年復(fù)一年，這種“陰歷”很快就會(huì)和季節(jié)錯(cuò)位——比如，過(guò)年的時(shí)候居然在下秋雨，種莊稼時(shí)卻發(fā)現(xiàn)還在過(guò)冬。

于是聰明的巴比倫人發(fā)明了一種“閏月”機(jī)制，每隔幾年就加一個(gè)月，用來(lái)“對(duì)齊”季節(jié)。這種調(diào)整早期是國(guó)王拍腦袋決定的，但后來(lái)他們發(fā)現(xiàn)了一種神奇的天文現(xiàn)象：沙羅周期。

你有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，月食似乎很隨機(jī)？

有時(shí)幾年都沒(méi)有，有時(shí)卻突然連續(xù)出現(xiàn)？

實(shí)際上，這種“混亂”背后隱藏著一個(gè)近乎完美的周期規(guī)律。月球軌道雖然復(fù)雜——傾斜、有偏心軌道等等——但它的運(yùn)行還是遵循一個(gè)18年11天8小時(shí)的超級(jí)周期，稱為“沙羅周期”。

Animation of Moon orbit around Earth - Polar view ▇Moon·▇Earth

在這個(gè)周期結(jié)束時(shí)，太陽(yáng)、地球和月亮幾乎回到原來(lái)的相對(duì)位置，一系列月食、日食也將重復(fù)發(fā)生。

早在公元前750年，巴比倫人就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象，并將它用于修正歷法。他們開(kāi)始編寫詳盡的《天文日記》，記錄星辰軌跡、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，甚至預(yù)測(cè)未來(lái)——這既是占星術(shù)的雛形，也是最早的“時(shí)間管理”。

歷經(jīng)數(shù)千年，時(shí)間的定義不斷演進(jìn)。它曾由星辰主宰，被神明象征；又由帝wang法令所規(guī)定，被農(nóng)耕需求推動(dòng)。直到今天，時(shí)間終于被鎖進(jìn)原子的振動(dòng)之中，不再受限于天象與季節(jié)的波動(dòng)。

但令人著迷的是，盡管我們已擁有超越太陽(yáng)和月亮的計(jì)時(shí)技術(shù)，我們所使用的“秒”、“分”、“小時(shí)”、“月”和“年”，卻仍然深深扎根于祖先仰望星空的時(shí)代。

我們以為，我們已經(jīng)超越了自然，創(chuàng)造了人工時(shí)間的規(guī)則。但事實(shí)上，我們?nèi)匀簧钤谀切┳畛踉O(shè)定的節(jié)奏里——只是，用原子鐘守時(shí)而已。

總之，時(shí)間，也許比我們更了解我們自己。

原子鐘可能永遠(yuǎn)無(wú)法“完美”，就如同沒(méi)有人能畫(huà)出一個(gè)絕對(duì)完美的圓。它受限于宇宙的噪音、現(xiàn)實(shí)的復(fù)雜，也受限于我們自身的智慧。

但我們對(duì)時(shí)間的執(zhí)念，從未停止過(guò)。從拇指數(shù)指節(jié)，到望遠(yuǎn)鏡盯星辰；從國(guó)王增閏月，到激光測(cè)震動(dòng)。每一個(gè)關(guān)于“如何計(jì)時(shí)”的決定，其實(shí)都在回答一個(gè)更深的問(wèn)題：

我們是誰(shuí)，我們從哪里來(lái)，我們?nèi)绾闻c宇宙共處？

也許，時(shí)間本身，就是我們與宇宙溝通的第一語(yǔ)言。

科學(xué)羊??  2025/03/24

祝幸福~