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1小时是60分钟、3600秒，最早依据的就是地球自转。大时是什么？大时就是时辰，用十二地支表示为子时、丑时、寅时、卯时、辰时、巳时、午时、未时、申时、酉时、戌时、亥时，是古人根据十二生肖来命名的各个时间段。1大时（时辰）等于2小时。
不管你是否知晓天文学知识，如果有人问你，在表达时间的词汇中，比如年、月、日，人类最早掌握其规律的是哪个？你一定会回答：是日。天黑了又亮了、天亮了又黑了，人们逐渐掌握了白天与黑夜的变化规律，就出现了“日”；然后是感觉温度变化，看太阳运行就有了“年”；再然后，观测月亮的圆缺有了“月”。
我国古代制定和沿用了自成体系的计时法。常见的主要是天色法与地支法两种。白天看太阳、观日影；夜里由于不能观察天色，所以就采用守漏、击鼓报时（更）的方法，称之为记夜法，属于天色法的延续。天色法早在西周时就已采用。秦末汉初，人们将天象（太阳）与更靠近人类的动物（图2.1十二生肖）的活动结合起来，开始用十二地支来表示时间，称为地支法。以夜半二十三点至一点为子时，一至三点为丑时，三至五点为寅时，依次递推。
按照我国的哲学思维和宇宙观，天地（阴阳）相合达成五行（金木水火土）而形成万物。所以，一天内的气象也匹配了它们的五行属性。如早晨太阳升起，植物生长，所以这时辰别名为“木”。到了中午太阳最旺盛，空气中、土地里灼热，所以时辰别名为“火、金”和“火、土”。下午五点到七点最干燥，果实糖分最充足，这时辰别名为“金”。到了深夜十二点，到处一片宁静，这时辰别名为“水”。
图2.1 十二地支与十二生肖
地支计时，每个时辰恰好等于现在的两小时，清代又把每个时辰分为先“初”后“正”，使十二时辰变成了二十四段。西方机械钟表传入中国时，人们将中西时点，分别称为“大时”和“小时”。随着钟表的普及，人们将“大时”忘淡，而“小时”沿用至今。
古人说时间，白天与黑夜还有不同，白天说“钟”，黑夜说“更”或“鼓”，有“晨钟暮鼓”之说。古时城镇多设钟鼓楼，晨起（辰时，早上七点）撞钟报时，所以白天说“几点钟”；暮起（酉时，傍晚七点）击鼓报时，故夜晚又说是几鼓天。夜晚说时间也可以用“更”，这是由于巡夜人，边巡行边打击梆子，以点数报时。全夜分五个更，第三更是子时，所以就叫“半夜三更”。
时以下的计量单位为“刻”，一个时辰分作八刻，每刻等于现时的十五分钟。旧小说有“午时三刻开斩”之说，意即，在午时三刻钟（十一点四十五分）时开刀问斩。“午时三刻”太阳的高度角最大，而物体的阴影最小；一般此时的犯人往往是处于“昏昏欲睡”的状态，可能会减轻痛苦；还有据说犯人被砍头后，血会反向太阳喷出，这样血不会喷到站在犯人身后的刽子手身上。
刻以下为“字”，有些地区的人会说：“下午三点十个字”，其意即“十五点五十分”。“字”是“漏表”上两刻（度）之间的时间间隔。字以下又用细如麦芒的线条来划分，叫作“秒”，不同于现在的秒，秒字由“禾”与“少”合成，禾指麦禾，少指细小的芒。秒以下无法划分，只能用“细如蜘蛛丝”来说明，叫作“忽”，如“忽然”一词，忽指极短时间，然指变，合在一起意即在极短时间内有了转变。
《摩呵僧只律》卷十七中即有这样的记载：“一刹那者为一念，二十念为一瞬，二十瞬为一弹指，二十弹指为一罗豫，二十罗豫为一须臾，三十须臾为一昼夜。”
民间也有用“一炷香”“一盏茶”来计时的。一般认为一盏茶有十分钟，一炷香有五分钟左右。许多词语也可以用来表示时间，时间不大叫作“旋”，“俄顷”“顷之”是一会儿，“食顷”指吃顿饭的时间。“斯须”“倏忽”和“须臾”都表示瞬间，“少顷”“未几”和“逾时”，也是指片刻短时间。
“日出而作，日落而息。”我们的祖先把太阳作为最早的“计时器”。
不误农时是农业社会的基本准则，“悬象著明，莫大于日月”，每天出没的太阳就成了人们最早的时间标记物。同时人们观察到阳光下树影、房影的移动，就衍生出了“立竿见影”。“一寸光阴一寸金”，光阴怎么可以度量呢？不能，但影子可以！
人类最早使用的计时仪器就是利用太阳的射影长短和方向来判断时间的。前者称为圭表，用来测量日中时间、定四季和辨方位；后者称为日晷，用来测量时间。二者统称为太阳钟（图2.2）。
图2.2 圭表和日晷
圭表 由“圭”和“表”两个部件组成。直立于平地上测日影的标杆和石柱，叫表；置于表北面平放的测定表影长度的刻板，叫圭。在不同季节，太阳的出没方位和正午高度不同，并有周期变化的规律。测量、比较和标定日影的周日、周年变化，可以定方向、测时间划分季节和制定历法。
日晷 又称“日规”，其原理就是利用太阳投射的影子来测定并划分时刻。日晷通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫作“晷针”，垂直地穿过圆盘中心，起着圭表中标杆的作用，因此，晷针又叫“表”，石制的圆盘叫作“晷面”，安放在石台上，呈南高北低，使晷面平行于天赤道面，这样，晷针指向的就是北天极和南天极。在晷面的正反两面刻画出12个大格，每个大格代表两个小时。当太阳光照在日晷上时，晷针的影子就会投向晷面，太阳由东向西移动，投向晷面的晷针影子也慢慢地由西向东移动（所谓顺时针，就是这样来的）。由于从春分到秋分期间，太阳总是在天赤道的北侧运行，因此，晷针的影子投向晷面上方；从秋分到春分期间，太阳在天赤道的南侧运行，因此，晷针的影子投向晷面的下方。
太阳钟在阴天或夜间就失去效用。为此人们又发明了漏壶和沙漏、油灯钟和蜡烛钟等计时仪器。我国古代应用机械原理设计的计时器主要有两大类：一类利用流体流动计时，有刻漏和后来出现的沙漏；一类采用机械传动结构计时，有浑天仪、水运仪象台等。
刻漏 又称漏刻、漏壶（图2.3）。漏壶主要有泄水型和受水型两类。早期的刻漏多为泄水型。水从漏壶底端流泄，使浮在漏壶水面上的漏箭随水面下降，由漏箭上的刻度指示时间。后来创造出受水型，水从漏壶以恒定的流量注入受水壶，浮在受水壶水面上的漏箭随水面上升指示时间，提高了计时精度。
图2.3 我国出土最早的刻漏和多层漏壶计时器
水温和空气湿度会影响刻漏计时的精度。刻漏的度数会因干、湿、冷、暖而异，在白天和夜间需要分别参照日晷和星宿核对。
刻漏的最早记载见于《周礼》。已出土的文物中最古老的刻漏是西汉遗物，共3件，均为泄水型。
计时工具中最有名的当属东汉张衡发明的浑天仪和宋代苏颂制造的水运仪象台。
浑天仪 浑天仪（图2.4）是张衡发明的。浑天仪是一个直径约1.6米的空心球，上面绘有二十八星宿、中外星官以及互成24度角的黄道和赤道，黄道上还标明二十四节气的名称。紧附于天球外的有地平环和子午环等。天体半露于地平环之上，半隐于地平环之下。天轴则支架在子午环上，其北极高出地平环36度，天球可绕天轴转动，这就是浑天仪的外部结构，它形象地表达了浑天思想。
图2.4 浑天仪
张衡还利用中国古代机械工程技术的发展，把计量时间用的漏壶与浑象仪联系起来，即利用漏壶的等时性，以漏壶流出的水为原动力，再通过浑象内部装置的齿轮系统等传动和控制设备，使浑象仪每天均匀地绕天轴旋转一周，从而达到自动地、接近正确地演示天象的目的。此外水运浑象还带动一个称作“瑞轮冥荚”的巧妙仪器，制成机械日历。“瑞轮冥荚”就像是一个水车，有24个水斗，推动浑象仪一天24小时转动一周（图2.5）。
图2.5 浑象仪（天球仪）和瑞轮冥荚
水运仪象台（图2.6） 宋代科学家苏颂于1088年制成。在机械结构方面，采用了民间使用的水车、筒车、桔槔、凸轮和天平秤杆等机械原理，把观测、演示和报时设备集中起来，组成了一个整体，成为一部自动化的天文台。
图2.6 水运仪象台
水运仪象台是一座底为正方形、下宽上窄的木结构建筑，高度约12米，底宽大约7米，共分为3层。上层是一个露天的平台，设有浑仪一座，用龙柱支持，下面有水槽以定水平。浑仪上面覆盖有木板屋顶，为了便于观测，屋顶可以随意开闭。中层是一间没有窗户的“密室”，里面放置浑象。天球的一半隐没在“地平”之下，另一半露在“地平”的上面，靠机轮带动旋转，一昼夜转动一圈，真实地再现了星辰的起落等天象的变化。
下层设有向南打开的大门，门里装置有五层木阁，木阁后面是机械传动系统。第一层木阁又名“正衙钟鼓楼”，负责全台的标准报时；第二层木阁可以报告十二个时辰的时初、时正名称，相当于现代时钟的时针表盘；第三层木阁专刻报的时间；第四层木阁报告晚上的时刻；第五层木阁装置报告昏、晓、日出以及几更几筹等详细情况。整个机械轮系的运转依靠水的恒定流量，推动水轮作不间歇的运动，带动仪器转动，因而命名为“水运仪象台”。
还有一些“因地制宜”的计时器，都很巧妙实用。
碑漏 碑漏（图2.7）属辊弹漏刻的一种。在一个高、宽各2尺（1尺=3.33厘米）的屏风上，贴着“之”字形竹管。有10个约半两（1两=50克）重的铜弹丸，计时者从竹管顶端投入铜弹丸，在底部有铜莲花形的容器，弹丸落入后砰然发声，这时再投入1丸，如此往复，据此计时。
香漏 知识改变命运一事古今皆同，因而寒门子弟萤窗雪案，暮史朝经，以求取功名。《南汇县续志》中记载：明末时，南汇县有一叶姓的寒门寡母教子读书，又恐幼子过于劳累，“尝以线香，按定尺寸，系钱于上。每晚读，则以火熏香，承以铜盘。烧至系钱处，则线断钱落盘中，锵然有声，以验时之早晚，谓之香漏（图2.8）。”也就是说，这种装置除却目视，通过耳闻亦可知时刻，是一种简易的自动报时工具。
图2.7 碑漏
图2.8 香漏
秤漏 秤漏（图2.9）是一种官方使用的，供全城或全军营人使用的报时、守时装置。配圭表以校准，置于谯楼之上，并设有专人轮值测时、报时，通过钟铮、鼓、角等设备将时间播送至全城。
图2.9 秤漏
田漏 每年四月上旬，谷苗尚嫩，野草遍布，耕耘的人们就全部出动。几十上百人为一曹，安置一个田漏（图2.10），用击鼓的方法指挥群众。具体为选两个德高望重的人，一人敲鼓发布号令，一人看钟漏掌握时间。歇晌吃饭，出工收工，都听从此二人指挥。鼓声响了还没到，或者到了却不努力劳作，都要受到责罚。到了七月中旬，稻谷成熟而杂草衰败的时候，就把鼓、漏收回。
图2.10 田漏
现在的计时手段和工具，不仅体现了计时的作用，更具备了研究、装饰等功能。时间的确定和发布，也采用了天文台精确的原子钟和包括卫星、电视、无线电通信等的时间发布系统，称之为授时系统。
最早以太阳的东升西落作为时间标准，精度以小时计；公元前2世纪，人们发明地平日晷，一天差15分钟；1000多年前的希腊和我国的北宋时期出现水钟，精确到每日10分钟误差；600多年前，机械钟问世，并将昼夜分为24小时；到了17世纪，单摆用于机械钟，使计时精度提高近100倍；到了20世纪30年代，石英晶体振荡器出现，对于精密的石英钟，300年只差1秒。
平常，我们在钟表上所看到的“几点几分”，习惯上就称为“时间”，但严格说来应当称为“时刻”。某一地区具体的时刻，与该地区的地理坐标存在一定关系。例如，大家都习惯于把太阳处于正南方（即太阳上中天）的时刻定为中午12点，此时正好背对着太阳的另一地点（在地球的另一侧），其时刻是午夜12点。如果整个世界统一使用一个时刻，则只能满足在同一条经线上的某几个地点的生活习惯。所以，整个世界的时刻不可能完全统一。这种在地球上某个特定地点，根据太阳的具体位置所确定的时刻，称为“地方时”。
1879年，加拿大的伏列明提出了“区时”的概念。这个建议在1884年的一次国际会议上得到认同，称之为“区时系统”。它规定，地球上每15°经度范围作为一个时区（即太阳1小时内走过的经度）。这样，整个地球的表面就被划分为24个时区。各时区以其“中央经线”为准，在每条中央经线东西两侧各7.5°范围内的所有地点，一律使用该中央经线的时刻作为标准时刻。相邻时区间的时差恰好为1小时，方便各不同时区间的时刻进行换算。
规定了区时系统，还存在一个问题：假如你由西向东周游世界，每跨越一个时区，就需要把你的表向前拨1小时，这样当你跨越24个时区回到原地后，你的表也刚好向前拨了24小时，也就是第二天的同一钟点了；相反，当你由东向西周游世界一圈后，你的表指示的就是前一天的同一钟点。为了避免这种“日期错乱”现象，国际上统一规定180°经线为“国际日期变更线”，它设在了人口稀少的太平洋上。当你由西向东跨越国际日期变更线时，必须在你的计时系统中减去一天；反之，由东向西跨越国际日期变更线，就必须加上一天。
原子时是一种以原子谐振周期为标准，并对它进行连续计数的时标。同世界时相比，原子时要均匀得多。时标的始点定在1958年1月1日的0时0分0秒。有分布于世界各国研究所的数百台铯原子钟为国际原子时提供数据，在这些数据的基础上，国际时间局应用一种加权平均的方法算出国际原子时。在我国，中国计量科学研究院、上海天文台、陕西天文台以及台湾电信研究所均各自建立了原子时，每月向国际时间局报告数据，并同其他国家研究所的数据一块发表在国际时间局的月报及年报上。
世界时和原子时都是独立的时标，它们各有自己的使用范围。也各自有各自的优缺点。为了调和需要，产生了“协调世界时”的时标。协调世界时是通过闰秒的办法（跳秒，年中或年末加减秒数）使它的时刻接近世界时。协调世界时自1972年1月1日起在全世界实施。
目前，全球已经进行了27次闰秒（跳秒），均为正闰秒。最近一次闰秒在北京时间2017年1月1日7时59分59秒（时钟显示07：59：60）出现。这也是21世纪的第五次闰秒。
如果不增加闰秒会有什么影响呢？按照世界时与原子时之间时差的累积速度来看（43年减慢了25秒），大概在七八千年后，太阳升起的时间可能就会与现在相差2小时，本来中午12点太阳当头照，而七八千年后就要下午2点太阳才当头照了。
