若问最近大热的剧是什么？十个人十个答案都会指向同一部剧——《长安十二时辰》！

是的，没错。阿信办公室的小伙伴都已纷纷入坑，特别是小姐姐们，午休话题已经从TF最新口红色号到四字弟弟和雷大头的颜值和演技多么能打。

群众们纷纷表示，除了演员各个演技在线外，近年来像《长安十二时辰》这样节奏紧凑、场景细致入微的历史剧它绝对是独一份。

剧中的长安城，据说是剧组在象山影视城从平地上搭起来的，花了一年多的时间。

《长安十二时辰》推动剧情的一个重要元素就是“时间紧急！”上元节灯会开幕在即，不论是正派反派，还是皇子、大臣、市井小吏，都在与时间赛跑，与日晷上的日影赛跑。

每一集的开头都是以一个时辰展开的。飞驰的马，奔跑的斥候，鼓声频频的望楼，上演了一场唐朝的信息战。

据阿信仔细观察，剧里面最入戏的，其实是那个计时官员。每给他一个镜头，剧情就推进得精彩几分。

《长安十二时辰》里还展示了一种倒计时器：一炷香，一串铃铛 ，每隔一刻钟，燃香就会烧断一根挂着铃铛的线，“当”地一声掉在下面的铜盘里。

阿信觉得，什么“从前的日色变得慢，车、马、邮件都慢”，都是人类后来的浪漫想象。

人类对时间和速度的追求，其实从古到今都是一贯的。

今天的新常识就从串起《长安十二时辰》的故事线——时辰（时间）来科普下，在没有精准计时的从前，人类为了算准时间，数千年来究竟费了多少力气。

太阳计时：对于时间最早的感知

天地的变化给了人们“时间”的感觉。

人类生活在地球上，很早就对寒暑更替、日升月落这些时间现象有了感受，甚至在人类社会形成的时候，我们就已经有一定的时间观念了。而四季、月圆月缺和日升日落，自然而然地成为最早的时间标志。

不论对地球上的哪种文明来讲，永远是太阳的升落决定着“天”，月亮的圆缺决定着“月”，大地的四季变换决定着“年”。

从远古到钟表普及之前，看一眼太阳是多数平民看时间的最常用办法。太阳升到天空中最高点的时刻，就是“一天”的正中间。立一根杆子，它正午的影子最短。

在地球上所有文化中，这都是计算“本地时间”最基本的依据。

不过，对古人来说，“看日头”也解决不了全部问题。比如，明朝的皇宫早上5点开宫门，让早已等候在宫门外的大臣们进宫上朝。

可5点太阳还没有升起，大臣如果等到能“看日头”的时候，早就已经迟到了。难不成还让皇帝等着你？

依靠重力的计时器

所以看日头这件事，虽说有科学依据，但是局限性相当大。晚上怎么办？没有太阳的阴雨天怎么办？

于是生活在古代的人们，要靠听“更鼓”来确定时间，也就是古代整点报时的鼓声。在欧洲的城市里，负责报时的则是教堂钟。这些在影视作品中出现的次数数不胜数，大家肯定都不陌生。

参观过北京钟鼓楼（或者别的老城市的钟鼓楼）的小伙伴都知道，鼓楼上真正计算时间的仪器，是一个多层的滴漏。

北京鼓楼上的长这样：

这是一个宋代滴漏的复制品。最下面右侧的桶状容器，上面的尺子随着水的增加而上浮，可以显示时间，左侧的铜钹小人可以整点报时。

这种宋代的水钟，已经处于很高级的阶段了。最早的滴漏，不论是在中国，还在埃及、波斯等古老文明中，从公元前数百年就有了。

古埃及的滴漏

古代的计时器，比如水钟、滴漏、沙漏，都是以重力为动力的计时器。重力是一种恒力，地球表面处处大致相等，所以让定量的水或者沙子漏完的时间也一样。

当然这只是理论，早在汉朝，天文学家桓谭就注意到，环境温度、湿度不同，水滴漏的流速也不一样。哪怕在汉朝，这种误差对于天文学研究也是不小的阻碍。

水滴计时不准，就需要结合日晷、天象来校准。

《长安十二时辰》每集都出现的时辰，旁边就是日晷。

在稍晚的历史中，水滴计时衍生出了五花八门的机械花样。比如上面的那种带敲锣小人的水钟。还有下面这个水钟，轮漏每个小时满溢一次，可以整点报时。

类似的计时器在古代也hin有用。比如你走进古罗马的花柳巷，约了一位漂亮小姐姐唱歌陪酒，这样的服务通常会按小时计费（和今天也没什么两样），有了报时服务，就不至于太沉溺于温柔乡中。

再比如，来到水资源紧俏的古代波斯，农业靠水渠灌溉。一个村庄会分配一个德高望重的老人管理水渠和一个计时器。每家人的田地分水一个小时，灌够一个小时的水，再把渠水分给别家。

擒纵器：“滴答”声的开始

很多人可能没有听过“擒纵器”这种机械。但如果你拿日晷、沙漏、水钟，去和现代意义上的钟表比较一下，很容易发现前者少了什么：现代的表有跳动的秒针，或者闪动的数字，但日晷、沙漏、水钟这些计时器的时间指示是连续的。

时间的“滴答滴答”（Tik! Tok!）的律动感，最早就是拜擒纵器所赐。它通过各种各样的机械设计，把连续的运动转化为有规则的律动。

这是座钟常用的擒纵器

李约瑟在《中国科学技术史》写到，世界上最早的擒纵装置，出自唐朝天文学家、僧人一行之手。一行将擒纵器用在了他的水运浑天仪上。

摆钟：Finally，不用人看守就能准点了

古代的计时器，总是需要常设一个人看着。

在《长安十二时辰》里面我们能很明显地看到。所有的人都在忙碌，只有计时官心无旁骛，只盯着滴漏的刻度，就这么坐十二个时辰。看着都替他腰疼。

在近代欧洲，摆钟的发明，终于能把人从这个无聊工作中解放出来了。

钟摆原理的发现，是我们人人在中学物理课上都学过的故事。

事情发生在1602年，伽利略在教堂做弥撒的时候，心不在焉，一直盯着教堂穹顶下被风吹动的吊灯。他发现，吊灯的摆幅不论大还是小，摆动一次用的时间是相同的。这就是摆锤的等时性原理。

两代人之后，荷兰科学家惠更斯依据钟摆原理，在1656年发明了摆钟。在20世纪电子表诞生前，摆钟一直是最准确的计时装置。

克里斯蒂安·惠更斯 Christiaan Huyghens（1629—1695），荷兰物理学家、天文学家、数学家。

但是，摆钟也有其局限。这就要说到同时代的航海大发现。

经度测算难题：百年无解的悬赏令

在大航海时代，依靠重力的计时器碰上了自身的局限。

在远洋的航船上，计时器不仅关乎时间，还关乎导航和定位的需要。这就要讲到困扰人们一个多世纪的“经度难题”。

我们都知道，地球上的纬线是东西走向的平行圈，把地球按南北分为热带、温带、寒带等区域。而经线是南北走向，相会于南北极的圈。把地球分为不同的时区。

经度的测算问题，本质上就是计时问题。

举个简单栗子，如今我们知道北京时间和纽约时间相差12个小时，于是两地相差的经度就是180度左右（每差一个时区，就相当于差15个经度）。

对于在大洋上航行的航海家来说，测算自己所在地的经度，本质问题就是测算自己的“本地时间”与出发地标准时间之间的差值。

解决方法好像很简单的样子：在船上放个表，让它显示出发地时间就行了嘛。

但是！难题在于：那个时候航海家能用的计时装置，都是重力驱动的，而船永远随着海浪晃晃悠悠，重力计时器会失效。

所以不少航海家选择用沙漏来粗劣地计时，比如首次环球航行的麦哲伦。沙漏嘛，大家心里明白，极度颠簸的环境下也没法用，而且用它来在环球航行中计时，可以类比于拿小学生直尺量帝国大厦的高度。

不难想象，经度测算对航海事业的重要性不可估量。当年，各国政府为了激励人们解决这一问题，发布了重金悬赏。

1567年，西班牙国王腓力二世发布了最早的一个悬赏令。之后的百年中，英国、荷兰等各个海洋大国，也多次发布悬赏，其奖金足够一个人滋润地过一辈子。

为此，人们提出了天文、物理、数学、机械五花八门领域的解决方法。著名科学家如伽利略、哈雷、胡克，都提出过不尽完美的方案。直到1700年前后，由于可靠的发条表的发明，经度难题才得到解决。

发条：稳定时间的实现

发条，本质上是一条绕着一根轴卷起来的弹簧。在一定的限度内，它的弹力是固定的。用精巧的齿轮组缓慢释放这个弹力，就成了发条表的动力核心。

这种精巧的设计，成就了怀表和手表，使时间成了可以随身携带的东西，也使计时摆脱了环境的影响。

我们翻看中国的历史，能发现一件有意思的事：明朝和清朝皇帝总是能拿到欧洲的最新计时工具。

万历年间（1582年），最早来到中国的传教士利玛窦和罗明坚，也率先给中国人带来了钟表。这种“奇技淫巧”之物，成了他们在中国通行的一块敲门砖。利玛窦和罗明坚两人带来的是一种早期的大个儿发条表。

利玛窦和徐光启

之后是明清之间的改朝换代，到了康熙年间（1661—1722），中西交流又频繁起来。著名的传教士南怀仁，在康熙皇帝身边服务了30年。清廷的钟表收藏开始丰富起来，康熙帝生前也见识到了可以装在衣兜里的表。

在康熙晚年的1710年，他还亲自参与设计了一款名为“福满乾坤”的怀表的设计。《红楼梦》提到贾宝玉得到过一块怀表，有学者猜测，这说明了贾家与宫廷的紧密关系。

现代物理学：“时间简史”永不终结

在漫长的历史中，人们追求计时的准确，无非是在追求某件东西能够以恒定的速度运动——漏下的沙子或水、不息的钟摆……以此来度量永恒而均匀地流逝的时间。

直到有一天（1905年），一个26岁的小年轻宣告：时间的流逝速度并非均匀恒定，而是依物体的运动速度（不同的惯性参考系）而变的。这个年轻人就是爱因斯坦。

从计时的技术上说，相对论对于如今的卫星发射、空间探索事业至关重要。霍金曾经解释说，如果没有相对论在时间上的校准，返回卫星的降落时间会有10秒左右的计算误差。

广义相对论告诉我们，引力不是一种力，而是时间的弯曲

或许，相对论和之后的物理学，对我们还有更大的启示。除了准确计时之外，时间的新领域也被打开了。相对性、多维时空、非线性时间……人类对时间的探索永无止境。

到了不久的将来，当人类向太空进发，以地球为基准的时间也终将被废除。就像科幻电影《火星救援》中的计时方式那样，宇航员是这么开始他的日志的：第494个火星日，晴……

关于时间，有一点还是蛮遗憾的。虽然物理学家已经在思考“瞬间移动”、“多重时空”、“光速飞行”这类科幻的理论可行性了，但是“时光倒流”是无论如何也不可能了。

所以，我们要感谢《长安十二时辰》这样的好剧，虽说穿越回大唐完全不可能，但我们还是能在电视前有幸看一部这么写实精彩的历史剧。（对，应我们编辑小姐姐的要求，最后再强行安利一下这部剧）

新常识·往期回顾

End-

编辑：Yoyo

2019.7.11

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