用天平和尺子测量时间

在英国的历史上，曾经有过很奇怪的11天，在这11天当中，没有战争，既没有人出生，也没有人死亡。没有好的事情发生，也没有坏的事情发生。这是怎么回事呢？

公元前45年，罗马儒略·恺撒（Gaius Julius Caesar）大帝颁布儒略历，这种立法不是很精确，每年比太阳公转时间多出11分钟14秒，误差经过累积，每过128年就会多出1天。1582年罗马教皇采用新的格里历，这种历法比儒略历精确很多，每3300年才相差1天。但是，从公元前45年至1582年，儒略历已经累积了大量误差，导致时间多出来10天，所以罗马教廷直接删除了10天。

时间到了1752年，英国为了纠正和避免儒略历带来的错误，决定也改用格里历。为了去除以前的错误，在旧历9月2日结束后，直接改用新历，第二天直接跳到了9月14日，相当于删除了中间的11天。因为删除这11天只是为了历法需要，这11天实际上是不存在的，所以也就没有任何事情发生。

但是，英国一些民众对议会的这一做法非常不满，他们无法接受一觉醒来被剥夺了11天的感觉，而且在经济上也会带来损失——日历直接跳过了不存在的11天，但他们还得交这11天的税。于是他们纷纷进行抗议，甚至引发了骚乱。英国画家贺加斯（William Hogarth）有一幅名为《还给我们11天》的油画作品描绘了这一事件，在画面里，一大群人在议会里争论，前排拄拐杖席地而坐者脚边黑纸上写着一行字，翻译成中文就是“还给我们11天”。

为了保证历法的精确性，国际天文学界在格林尼治时间的2016年12月31日23:59:59后面增加了一秒的时间。如果没有这个改动，下一秒出现的应该是0:00:00，增加了一秒就变成了23:59:60，接下来才是0:00:00。由于时区的差别，我国所对应的是在2017年1月1日7时59分59秒后增加了一秒。但是，由于一秒的时间非常短暂，几乎没人在意。

用天平称量时间

泰戈尔（Rabindranth Tagore）有一首小诗，“时间是变化的财富，然而时钟拙劣地模仿它，只有变化，而没有财富。”历法是根据天象和天体运转规律制定的，好的历法就是要能够精确地反映这些规律。时钟只是计量时间的工具，好的历法也是能够精确测量时间周期变化的工具。那么，测量生物节律的变化要用什么好工具呢？

生物钟与时间有关，时间的测量通常是用钟表。除了钟表，我们是否可以用其他指标来测量时间，比如用天平测量时间？这听起来非常荒诞，但是天平虽然不能测量时间，却真的可以用来测量节律的变化。

桑托里奥（左）和他的大秤。右图为桑托里奥坐在他的大秤盘里。图中可以看到大秤的秤砣、秤钩。秤盘很大，里面有桌子、椅子

1614年，意大利医生桑托里奥（Sanctorio Sanctorio）设计并制造了一个很大的台秤，并在秤盘上建了一个简易的小房间，可供人坐在里面进行日常生活。他在这个装置里，对饮食量的变化、人体的体重、尿液混浊度等指标进行了长达30年的检测。通过这些研究他发现，人体每天重量的减少数值远比通过粪便排出的重量要大，提示有部分物质可能是通过汗液蒸发和呼吸排出体外。此外，桑托里奥还发现人体的体重、尿液混浊度等指标呈现出昼夜节律或者月节律的变化，人的体重每个月都会呈现出1—2磅（1磅约合0.45千克）的规律性变化。桑托里奥兴趣广泛，他还曾与同时代的大物理学家伽利略（Galileo Galilei）共同发明了体温计。

奇妙的人体在许多生理指标上都镌刻有时间的烙印，表现出昼夜的节律，动植物也是如此。时间生物学先驱阿朔夫说过：“无论我们检测什么指标，例如排尿的体积、对药物的反应、进行数学计算的准确率和速度等，我们都会发现这些指标在一天当中某一时段表现出峰值，而在另一时间段表现出最低值。”

既然天平可以测量时间，那么我们就有可能用尺子测量时间，用温度计测量时间，等等。当然，更准确地说，这里是指测量生理指标的节律性变化特征而非时间本身。下面我们来看看如何用尺子测量时间。

用尺子测量时间

在古希腊神话里，有一个强盗叫普洛克路斯忒斯（Procrustes），凶残而古怪。他总是强迫被他绑架来的人躺在他的床上，如果被绑架者躺下来比他的床长，就会被截肢，变得和床的长度相同。如果被绑架者身躯长度比床短，就会被强行拉伸到和床相同的长度，当然这样“拔人助长”，被绑架者肯定非死即残。

普鲁士国王腓特烈·威廉一世（Friedrich WilhelmⅠ）说过：“全世界的美丽女性对我都没有吸引力，但是高个子的士兵却是我的弱点所在。”威廉一世国王有个奇特的癖好，不爱红妆爱武装，而且青睐高个子的士兵，尽管国王自己的身高只有1.6米。威廉一世在与拿破仑交战被打败后，于1675年组建了普鲁士第6步兵团。该步兵团在招募士兵时，一个硬性指标是应征入伍的人身高不得低于1.88米，因此这支军队也被称为波茨坦巨人，其中有个叫柯克兰（JamesKirKland）的爱尔兰士兵身高甚至达2.17米。在威廉一世去世前这支军队的人数曾多达3200人。但是，在他死后这支军队不再受到重视，待遇变差，不少士兵开小差逃跑。可他们个头太高，逃跑很容易被发现，该怎么办？

怎么逃跑是个问题，我们不管，有意思的是这些人非常关注自己的身高，他们发现，每天早晨醒来时身高会比睡前高出一些。人的身高在一天中存在明显变化，早晨测量值比晚上高1.5—1.8厘米。德国医生胡费兰在《延长生命的艺术》一书里，也提到人在每天早晨起床时身体会更高一些。

但是，只有躯干的高度变化是存在明显的晨昏差别的，而下肢、头颈部位的高度在早晨和晚上并没有什么明显差别，说明身高在早晚的差异是由躯干的变化引起的。人的脊柱由多块椎骨组成，在椎骨与椎骨之间有椎间盘，椎间盘由软骨和具有弹性的胶状物质组成。身体的重量会对椎间盘产生压缩作用。夜晚我们躺在床上的时候，由于脊柱不再受到垂直于地面的重力的作用，具有弹性的椎间盘厚度会由于压力的释放而增加。在空间环境里，由于缺乏重力，航天员的身高也会有所增加，在返回地面后会恢复。

用天平和尺子都可以测量节律的变化，反映出时间在我们生理上的烙印与影响。类似地，我们也可以用温度计、尺子、湿度计等来测量时间。例如我们的体温也具有昼夜的节律性，白天和夜晚大约相差1℃，因此可以用温度计来测量我们的体温节律。如果体温节律出了问题，那么从温度计的测量结果也可以反映出来。

与人身高的昼夜差别类似，植物的姿态在白天与夜晚也会存在差别。三维激光扫描成像系统可用于地形、建筑工程测量，可以鉴定被测物体形状的微小变化。芬兰等国的一些研究人员在无风的日子里，通过三维激光扫描成像系统对银桦树昼夜的枝条形态进行观察和比较，发现与白天相比，夜间整棵树的枝杈都会有所下垂，尽管下垂的幅度并不大，一棵5米高的树在夜间的变化只有10厘米左右。

银桦树枝条下垂的原因还不明确，可能有外因也可能有内因。一方面，夜间空气湿度较大，枝叶表面吸附了水分而重量增加。另一方面，树木细胞在夜间含水量也可能改变，导致细胞结构变化。在环境与生物钟的共同作用下，银桦树的枝条在夜间下垂，而在白天舒展。 szemCadTtIqL8T2jF+I4v61nqaNJGeaqc90x3m6HxM1c+/mmpu4U32naxIKP1CmT