【新文章】為什麼一天有24小時？

我們都知道時鐘走一圈有12個數字，當時針走完兩圈就代表是24小時過去了，是新一天的開始。然而，你又有否想過為什麼是24而不是23或25，又或者不乾脆用10呢？

現代科學裡，時間的國際單位（SI unit）是秒。1秒的長度有精確定義：銫-133（cesium-133）原子基態的超精細結構（hyperfine structure），當進行量子躍遷時釋放的電磁輻射頻率的9,192,631,770個週期的時間長度[1]。秒是七個物理基礎單位之一。

一天24小時可能源自古埃及文明。古埃及的人在一年之間變化的夜空中發現了24顆明亮的星，剛好能夠把整晚分成24等份。由於埃及接近赤道，黑晚長度大約是12個小時，但不要以為一晚只能看見12顆星！由於星星會東升西落因此在埃及的一年中任何時刻，都能看見18顆星（剩下的6顆位置接近太陽因而看不見）。而且，頭尾各3顆星都出現在日出或日落時候，因太陽光的關係而很難看見，因此真正容易看見的只有黑夜中的12顆星。所以，他們把夜間劃分成12等份（注意不是11，只要12顆星放於每份的中央即可），亦按照此習慣把日間分為12等份。

不過在日間看不見星星，古埃及人如何得知時間？原來，他們會在日間使用一種稱為日晷（sundial）的儀器。這是一種把一個「人」字型垂直放在一個圓盤上的儀器，太陽光照射下來，便會在圓盤上投射出陰影，陰影指着的數字就是日間的時間。在晚間，除了使用12顆星之外，也有一種比較可靠的計時方法，就是利用放在特製水桶中的水位高度來顯示出夜間的12等份。

早晚各分為12等份亦有可能來自另一個原因。古埃及人採用的是12進制而非現在我們所使用的10進制。有些歷史研究指出，他們可能習慣用拇指數數目，而其他4隻手指各有3節，因此就等於12了。因此，一天24等份剛好等於兩隻手除了拇指之外的指節數目，所以這亦可能是他們採用24這個數字的原因。

不過在未來，一天可能會有25小時，甚至更久呢！因為月球所引起的潮汐，海水會與地球摩擦，使地球的自轉速度減慢。大約每5萬年地球自轉就會減慢1秒。因此，在大約1億8千萬年以後，我們一天就能有25小時用了！同樣道理，在大約14億年前，地球的自轉比現在快多了，當時一天可是只有18小時呢！原來，一天並不一定就是24小時的啊。

之不過，如果一天被分為24等份，為什麼1小時和1分鐘都卻被分成60等份？這就與古巴比倫人使用60進制有關。對古巴比倫人來說，60是個非常方便的數字，因為它能夠被非常多日常需要用到的數目字除盡：1、2、3、4、5、6、10、12、15、20、30。這對於表達一個數字的分數很有用。

這個習慣被流傳到古希臘。事實上，小時和分鐘被分為60等份的做法，與西方科學和數學之中把角度分為360等份有關。測量地球周長的古希臘科學家埃拉托色尼（Eratosthenes）首先把一個圓形分成60等分。之後喜帕恰斯（Hipparchus）把這定義推廣為360等份。最後，為了量度比1度更小的角度，古希臘人把1度再分為60角分、1角分再分為60角秒。

角分的拉丁文是partes minutae primae，意即「第一分割」，英文譯作first minute，漸漸簡稱成minute，即我們說的角分或分鐘。角秒的拉丁文partes minutae secundae，意思就是「第二分割」，即是second minute，之後就簡稱second，即我們說的角秒或秒。不過直到16世紀末發明機械時鐘之前，普羅大眾基本上都不使用分鐘和秒。

總結來說，「從上而下」把1天分為24小時，是古代天文學和度量衡傳統而來。「從下而上」由定義1秒到60秒為1分鐘、60分鐘為1小時，再反過來把1天的長度定義為24 x 60 x 60 = 86,400 秒，則是現代科學的做法。

[1] 可參考國際度量衡局（BIPM）對秒的定義：
https://www.bipm.org/metrology/time-frequency/units.html

🔺【候選歷史人物知多少 ｜ 郭守敬】🔺

🔸年度中國歷史人物選舉2020
🔸主辦單位：國史教育中心（香港）

郭守敬，邢州邢台人（今河北省邢台市），是元朝著名的科學家，與劉秉忠、張易、張文謙、王恂四人合稱紫金山五傑。

郭守敬年幼時受其祖父影響，刻苦又聰穎好學。祖父郭榮，為當地有名的數學家、天文學家和水利專家，精通算術和水利工程。郭守敬自幼便隨祖父學習各類技藝，並表現出驚人的天賦。他曾根據蓮花刻漏圖的圖紙描繪，便能理解並分析其運作原理。郭某曾意外獲得一個《尚書璇璣圖》，並成功利用竹片將其中記載的渾儀大致還原，此時他尚不足十六歲，可見郭榮對郭守敬有巨大的啟蒙作用。

郭守敬在得到元世祖賞識前已聞名於邢州。金・元好問 《邢州新石橋記》中記載了這麼一則故事：邢州自宋朝時曾有三條河流，並有一座石橋用以橫跨三條河條，然而因為遼金之間的連年戰爭，石橋早已被戰荒破壞，又被河水沖毁，被汙泥淹沒，百姓們只得架起獨木橋作過河之用，但獨木橋十分危險且經常損壞，百姓苦不堪言。時任地方官張文謙命郭守敬擔任測量師勘測石橋舊址。郭守敬經考察後，指出其中一個地方應該是石橋遺址。官員命工匠發挖，果然發現有殘破石橋遺址埋藏在下。消息傳開後，郭守敬為時人所傳頌。

公元1262年，元世祖（忽必烈）聞劉秉忠的大名，召其入京諮以政事。劉秉忠遂攜同郭守敬及其好友王恂共同進京面聖，並向忽必烈推薦年僅31歲的郭守敬。郭守敬向元世祖提出了共計六條分別涉及邢州流域，中都等地的水利建議，他更預言元朝遷都大都（今北京）後將會面臨開發和調配水資源的問題。元世組深以為然，提出不少問題，郭守敬對答如流，得到元世祖賞識。元世祖即場任命其為「提舉諸路河渠」，負責整修及管理各地河渠。不久後，西夏地區河渠問題嚴重影響農業發展，他以河渠副使身份，前往西夏地區重修舊有黃河灌渠。

郭守敬走馬上任後的第一個工作，就是修繕地處西夏地區的眾多荒廢水渠。西夏地區本來就屬荒蕪之地，再加上連年戰亂，幾乎所有的水渠都已汙塞，無法發揮引水的作用。當地農民賴以為生的農田全部荒廢，引發饑荒，居民流離失所，生活困苦。郭守敬經視察後，發現寧夏兩大幹渠的淤廢對地方民生的影響最大，決心從這兩條渠入手，爭取在最短時間內使寧夏農業復蘇。郭守敬經過研究後，提出了「固舊圖新」的做法。他一方面命人疏通舊渠，另一方面又命令開挖新渠，雙管齊下。同一時間，由於西夏地區雨量極不穩定，供水的穩定性也成為非常嚴峻的問題。有見及此，郭守敬提出了建立水閘，築起水壩的構思，以水量過多時「泄水」及水源稀缺時「節水」的做法鞏固供水的穩定性。 這就是水壩的構思。

寧夏區當時擁有兩條大型水渠以及附近四州合計十餘水渠，合計二千六百餘里。在郭守敬的指揮下，竟然在兩年內便逐漸發揮作用。兩年之內，西夏區農業便開始復蘇，流離失所的居民紛紛遷回舊居務農。當郭守敬完成任務回京覆命時，西夏區已是一片繁榮，煥然一新。寧夏百姓為了紀念他，為他建立了一個祠堂。時至今天，寧夏唐萊公園仍有一尊郭守敬像。

現今中國的首都——北京，最早為元朝時期的國都。元軍攻陷南宋國都汴京後，忽必烈把國都從上都搬遷至大都，方便管治中原。金朝時期，金朝統治者便已看中大都的地理位置，著力發展大都，至元朝時大都規模已不下於開封等地。但是，與開封、汴京和長安等數朝古都不同的地方是，大都附近並沒有大型的河流能夠為城鎮提供源源不絕的水源，以及更重要的航運交通。

古代陸運技術遠遠落後於水運，因而只有船隻能到達的城鎮才擁有高速發展的資本。而當時的北京城，也就是大都，並不符合這種條件。商船的貨物若要進京，需在通州卸貨後，改用陸運，即利用人力及馬車運送入京，非常不方便。金朝年間，統治者曾下令開挖通州至京都（北京，）的運河，試圖接駁通州港口以及通往南方富庶地區的商船航道。然而，時任負責人某某顯然沒有勝任這工作的才能，他命令從京都西部的河流——渾河（今永定河）引水東下灌水進運河。結果就是運河常常淤塞，航路不順，商船難以正常航行。金朝時期，曾經有一次發大水，運河溢水泛濫，竟將京都淹沒，損失慘重，最終金朝統治者只得填堵運河棄置，運河計劃以失敗告終。

郭守敬到任後，認為引永定河之水灌河不可取。他改為引玉泉山的清泉之水至通州，因為玉泉山清泉清澈而少泥沙。但是清泉的水完全不能滿足需求運河的漕運量，大型的商船根本無法駛進該運河。萬般無奈之下，郭守敬只得又打起了永定河的主意。他滿懷自信地按照在西夏治水時的套路，建立了水壩套餐，企圖依靠水壩的功效來解決發大水的問題。然而，這只是治標不治本的方法。過了不到一年，因為泥沙量太多，沙石竟堵死了水閘，水閘失去作用。最終，水閘計劃也宣告失敗，郭守敬放棄了依靠壩河單獨支撐大都的需求。

經過多次碰壁，郭守敬下定決心，遍尋大都附近地形，找尋能滿足需求的水源。皇天不負有心人，他終於在大都以北三十里的神山上，找到了白浮泉——一個水量充沛，水質清澈的泉眼。由於白浮泉與大都之間相隔了兩座大河谷，直接向南引水肯定是不可能的。郭守敬精心設計了一條路線，向西南方引水，借道河谷西南部取道大都，中途甚至能匯合西山群其他清澈的泉水，提供更多的水源，最後將匯合而成的水流引向大都，如此一來便能為大都運河的建設提供充足的條件。忽必烈聽到計劃後眼睛發亮，立即下令調動數萬軍民投入工程，由郭守敬全權指揮。全長160華里的山道運河工程，在郭守敬的指揮下，竟在一年半內便正式峻工。從此，從江南富庶之地遠途而來的商船，能經新建成的運河，直達大都，在大都內一處名為「積水潭」的水塘卸貨。忽必烈後來遇然經過積水潭，看見商船數量之多甚至把河水都遮掩了（史書記載當時的場景為「舳艫敝水」），大喜過望，將運河賜名「通惠河」。通惠河不但解決了大都的水源以及漕運問題，更徹底打通了中國南北的航運通道。它實現了從西北方引河入城的構思，在提供航道的同時，又能給大都提供北方寶貴的水資源，奠定了大都的供水格局，而這格局直至現代，仍被北京城所沿用着。

除了在水利工程方面有巨大的貢獻，郭守敬還在天文學上做出了巨大的貢獻。忽必烈遷都建立元朝後，因為從宋朝時期傳承下來的舊曆時隔過於久遠，誤差十分嚴重，經常誤導農民，令他們錯過農耕時節，對農業收成造成不少的影響。郭守敬的老師兼好友劉秉忠生前曾向忽必烈建議編製新曆法，卻沒有結果。後來，元朝遷都大都後，郭守敬等人上書忽必烈，再次建議編凪製全新的天文曆法。忽必烈也覺得此事勢在必行，便於至元十三年（1276年）宣佈開始改製新曆，並任命張文謙全權負責此事，張文謙又找來了郭守敬和王恂等人協助。

郭守敬為編製曆法做準備就花了四年以上的時間。郭守敬在準備時期提出了「曆之本在於測驗，而測驗之器莫先於儀錶」的著名理論。
在準備時期，郭守敬創造了玲瓏儀，改良了自漢朝傳承下來的日晷儀，改名星晷定時儀，利用日影來測量時間。改良蓮花漏，制成寶山漏，用來計算時間，還有高表，候極儀，立渾儀，景符等等。他還創造了世界上首個水動計時裝置——七寶燈漏（又稱大明殿燈漏）。

郭守敬在他提出的理論裏，強調了編制曆法的兩大重點，儀表和測驗。經過了三年的準備後，儀器工具等均已被齊備，此時只剩下測驗來蒐集資料了。郭守敬非常清楚，以元朝的疆域之廣，再加上宋朝以前的數據已經存在大量缺陷，如果要制作一個通用於整個元朝廣大疆土的準確曆法，一個超大規模的大型觀測是必須的。元十六年（1279年），郭守敬向忽必烈提出在元朝全國進行大規模的天文測量，以獲得準確的數據編制新曆。忽必烈非常贊同，當場批準實拖，任命郭守敬全權負責測量事項。這次測量，就是著名的「四海測驗」。

郭守敬設立了共計二十七天文觀測點，二十七處觀測點均各設置了一個觀星台。觀測點的分佈極廣，郭守敬為此設立了一十四個監侯官來統籌龐大的測量工程。元十八年（1280年），郭守敬等人經常充分的準備和計算，於該年春季正式頒佈全新的曆法—「授時曆」。授時曆提出一年的長度為365.2425天，即一年總時間為365天5小時49分鐘20秒，一個月有29.530593日。這與現代曆法的測量時間差距僅有26秒鐘。授時曆提倡的周期更與現代使用的「格里高利曆」（即陽曆）完全一致，而授時曆的發佈時間較格里高利曆早302年。西曆由1582年開始發行並通用。

忽必烈死後，元朝後繼的統治者們迅速腐敗下來。他們展開了一場又一場的政治鬥爭，爭權逐利。郭守敬雖然沒有被卷入政治鬥爭，卻對朝廷大為失望。同時，年事已高的他也失去了年輕時的熱血之心。他沒有再推行各種的大型工程，而是專心著書立說。他留下了《推步》、《轉神選擇》、《上中下三曆注式》等前後共十四本作品，均為後世參研天文學提供大量根據和參考資料。

無論是古代還是現代，世人對郭守敬的評價都非常高。其徒弟齊履謙稱讚他「生有異操，不為嬉戲事」。在古代，史書稱其「不可及者有三，一曰水利之學，二曰曆數之學，三曰儀象制度之學」，即是說他在水利工程，天文曆法以及儀象制度這三方面的領域都是前無古人後無來者，難以企及的。德國傳教士湯若望稱其為「中國的弟谷」（弟谷為歐洲著名天文學家），事實上，因為郭守敬早於弟谷，不少人認為應把弟谷稱為「歐洲的郭守敬」。明代科學家徐光啟稱讚其技術為「絕學」；其好友劉秉忠評價他「習知水利，巧思絕人」；元代詩人王惲稱讚他「善推步算數，隱德君子也。」。在現代，河北省刑台市將其中一條主要街道命名為「守敬路」。小行星2012以郭守敬的名字命名。1981年，國際天文學會將月球上一座環形山命名為「郭守敬環形山」。2010年，LAMOST望遠鏡被正式冠名為「郭守敬望遠鏡」等等。

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< 古代人的鬧鐘是什麼?｜活在昔日｜16＞

俗話說：「一日之計在於晨」。
天剛亮不久，學生和上班族就早早起床出發，準備迎接一天的學習和工作。
但是，對於一些人而言，早起也是一個挑戰，這時候鬧鐘的存在就顯得尤為重要了。
在現代社會，我們的手機就有鬧鐘的功能；在古代，人們又是怎麼知道時間的呢？
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～古代鬧鐘～

古代有種職業叫「更夫」。古代人睡得早基本一更晚點二更便睡了，所以說起的也早。

打更是古代夜間的一種定時報時的做法，類似於現在巡夜的工作。更夫通常兩人一組，一人手中拿鑼，一人手中拿梆，打更時兩人一搭一檔，邊走邊敲，「篤篤———咣咣」。打更人一夜要敲五次，每隔一個時辰敲一次，等敲第五次時俗稱五更天，這時雞也叫了，天也快亮了。

打更時常說的話：「天乾物燥，小心火燭 。」；「鳴鑼通知，關好門窗，小心火燭！」；「寒潮來臨，關燈關門！」；「早睡早起，鍛煉身體！」……

在古鎮磁器口，每晚都有一著馬褂，提燈籠，持銅鑼的老者沿街鳴鑼，這就是打更的大概情景了。

·打落更（即晚上七點）時，一慢一快，連打三次，聲音如「咚！——咚！」，「咚！——咚！」，「咚！——咚！」；
·打二更（晚上九點），打一下又一下，連打多次，聲音如「咚！咚！」。「咚！咚！」；
·打三更（晚上十一點）時，要一慢兩快，聲音如「咚！——咚！咚！」；
·打四更（淩晨一點）時，要一慢三快，聲音如「咚——咚！咚！咚」；
·打五更（淩晨三點）時，一慢四快，聲音台「咚——咚！咚！咚！咚！」。

總體來說是由慢到快，連打三趟便收更結束。但為什麼又不打六更（淩晨五時）呢？因為古人早睡早起，五更一過便開始起床做家務了，「一日之計在於晨」嘛，就連皇帝也在五更天便開始準備上朝了。另外，還有種說法就是五更天鬼在串，此時不宜驚動他們以免影響他們回不到陰間而在陽間為禍，當然，這是古人的封建迷信了。

古代的更夫十分辛苦，晚上不能睡覺，要守著滴漏（一種記時的東西）或燃香（也是計時的東西），才能掌握準確的時間。打更的職業雖然高尚，但似乎古人有時也常拿打更的尋開心，有句俗話叫「打更人睡覺——做事不當事」就是明證。還有句話叫「落手打三更」，意思是一更天打成了三更天，指搞錯了。

古代的計時方式很多，可以靠其他動物（聞雞起舞）、靠太陽（日晷）、靠星星（夜觀天象）、靠水（銅壺滴漏），還可以靠火，也就是靠燃香，每支香的燃燒時間大致是固定的，所以「一炷香」就成為了一個時間單位。

燃香計時又被稱為「火鐘」，後來更加的高級，甚至出現了「火鬧鐘」。也就是將一根香橫放，在特定的位置掛上金屬球，下邊擺上金屬盤，香燒到那裡，金屬球掉落在盤內，發出巨大的響聲，就起到鬧鐘的作用了。

其他的報時方法還有晨鐘暮鼓，一般的古城都會有鼓樓，就是為全城報時用的。
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