时间是那个国家研究出来的

这个没有明确的考证，推荐您去看一些有关时间起源的介绍。

简单说，十二时辰是我国古代的计时方式，一天平均分为12时段。24小时制是西方时间的计时方法，把每天分为24个阶段。12小时制是我国利用24小时制后的简便用法，分为白天12小时，晚上12小时，以利于区分12小时制钟表的白天夜晚之分。

中国时间的由来

古时没有时钟，先民们过着“晨光理荒秽，带月荷锄归”的农耕生活。在年复一年辛勤劳作中，先民们从自然现象的变化中窥测到时辰的规律。据《史记》记载，黄帝使羲和占日（测日影），臾区占星气（观星宿）。从而开始有了时间的观念。中国的十二时，自上古以来，就有着它悠久的历史，《周易》系辞中有：“古者包牺氏之王天下也，仰则观象于天，俯则观法于地。”神话故事《山海经海外东经》中也有“九日居下枝，一日居上枝”。《羿射九日》邮票内容，讲的就是帝后妻子羲和生了十个太阳，每天一个太阳在天上轮流值日，十日为一旬，后运行紊乱成灾，被后羿射掉九个。这是十干的来历。关于月的来历也出自此书《大荒西经》：“有女子方浴月，帝俊妻常羲生月十有二，此始浴之。”成为十二地支的来历。神话故事是无所考的，但每天十二等分的时辰，在殷朝以前就已使用。殷朝后期还把十二等分化为十六个时段，白天十段：日出、食时、莫食……晚上六段：日人、黄昏、人定……到秦朝后期，星官们根据北斗星的斗柄所指定的方向，又把天划成十二等分，每月斗柄指一辰，每年一个周天的特点所指的辰位为月健，规定冬至月为子月（阴历的十一月），就把十六时段定为十二时段，即至今所用的十二个月。古时敲梆巡夜，以防范盗贼，故有梆敲漏点勤报更之说。漏，是漏壶，也叫漏刻，把一昼夜分成100刻度。更，乃是一夜分五更（约一个时辰），一更分五点，每进入更初时报更，每隔约24分钟报一次点。记更的始末是以“西见长庚始记更，东见启明为更尽”，就是日落后，从西方天空能见到长庚星开始记更，第二天天亮在东方能见到启明星为五更。到了宋代又出香篆、更香、辊弹等，记时方法就更多了。《中国古钟》邮票“唐代景云钟”也是专供击钟报时用的。但不管哪一种，都是非常辛苦，非常认真地敬授人时，无论晴天雨夜，一年四季昼夜不停，从不漏报。王安石有诗曰：“占星昏晓中，寒暑已不疑。田家更置漏，寸晷亦欲知。汗与水俱滴，身随阴屡移。谁当哀此劳，往往夺其时”。特别是白天因地域和四季造成昼夜长短不一，就得以两分制定出日落日出和昼夜长短的准确时刻，同时还得参照星宿。如《礼记月令》“孟春之月，日在营室，昏参中，旦尾中，其日甲乙……”古人以此来定出天亮后，马上再观日出，就这样连续不断，时刻推算，直到清代出现机械钟才逐一简化下来。

外国时间的由来！

几十个世纪以来，宗教的教条和僧侣都参与时间计算，在历法史上有关科学和宗教的头绪，都起自於人类预期未来和为之准备的需要。有些观察家相信，月亮是人类第一个用以记载时节的工具。然而，大多数天文历史学家不同意这个看法。研究残存的原始社会证明，以星辰估计时序比以月球估计者为普遍。与太阳同时起落的星球出现於地平线附近--是个很好的指标。原始的农业民族尤其依赖星辰。例如，巴西西北部的突堪诺印地安人，观察昂星团(Pleiades)而估计季节时序。许多原始部落，由天体移转可指示季节轮换的观念，转而到天体的移转控制了季节变迁。同时，他们更认为，若是部落想要兴旺，非先得宠於天体不可。今日仍有极多人相信占星术。即使在最原始的社会，时序估计仍是一项繁复的工作。婆罗洲的肯亚族以观察太阳的高度来计时，他们的方法非常复杂，需要一群专家才能完成。一旦计时的方法与需要祭天的古老信仰攀上关系，有个人物就出现：一位祭司天文家，他观察天体，并向次重要的人们解释，他可循由念咒和祭祀而使得天体对部落会有善意的影响。最早这样的社会，太约出现於在五千年前的底格里斯河和幼发拉底河流域，属於撒马利亚人 ,他们有制定历法的专家：祭司书记，他们无疑是职业化的计时者。在撒马利亚的每个小城邦中，祭司就代表了诸神和神的地面代理的职权，负起统治领土的责任。由推算时序的观点来看，最重要的是，灌溉的小麦和大麦田、洋葱和黄瓜圃，必需在每年的固定时间耕种、照料和收割。撒马利亚祭司的历制是以月亮为依据，将一年分十二个阴历月份，每月各有30天。这种方法，必需面对几千年来一直困扰制历者之天文问题。主要的问题是由於：年、月、日衍生的天文周期，不互相吻合。年来自地球绕日旋转，约为365 1/4 天。月当然是以月亮的盈亏为准，其一周期比29 1/2天多一点。结果，一年并不由12个相等的月组成，而是由大约 12 1/3 月组成。除非作适当的修正，否则一个月30天的巴比伦历法就不能和月亮及太阳一直同步。撒马利亚的祭司必定修正过这种历法，但他们真正所用的方法已失传了。只是我们可以知道，巴比伦人能使各月份和月亮的行动保持同步，他们所采取的办法是拿30天一月和29天一月交替轮换，另再加入30天的一个月以弥补剩余的日数。同样地，他们大约每隔三年就加进额外的一个月，使得年和太阳保持同步。此主题相关如下：screenwidth-333)thiswidth=screenwidth-333" border=0> 甚至早在史前时期，人类循著往日的足迹，已经可以知道何时可以猎获迁移的野兽，何时可为即将来到的冬季寻找疪护所。但就在底格里斯- 幼发拉底河谷的高度文明尚未显现之前，由於决定该种植何种作物或预备洪水期的需要所激，真正的历制即首次应运而生。在大约纪元前两千年，巴比伦人设计了一个以两朔月29 1/2天平均周期为基本的历制。在这个历制中，一年分为十二个阴历月，总计354 日。由於这套算法比太阳日少了11天，不久后收获祭典举行的季节不对了。为了保证祭典和季节之间的正确关系，祭司忽然想出一套仍在使用的办法--闰法，将额外的日或月加入，以修正不吻合的天文周期，而使得历制和自然节期调和。起初，月的添加是凭祭司的高兴，但不久则在一定程式出现：将七个额外的月散布地置入19年的周期，使得月和年同步。巴比伦历制是希伯来历和回历的模型，但这两种历制都已有了一个重大的改变：犹太人采用七日周--一个相当於四分之一阴历月的时间单位；但使用回历的回教徒则摒弃修正历，纯粹使用阴历，至今仍是。

时钟起源于巴比伦，六千年前的巴比伦人制作出了日晷，通过太阳影子判断时间，后来为了弥补日晷在无光环境下的不足，设计出了滴漏，用水流速度判断时间，1283年，英格兰出现了首个机械钟，并逐渐设计出钟楼、钟表等计时工具。

时钟的起源和发展是什么

1、起源介绍

原始社会时期，人们会利用天空的颜色以及太阳的亮度判断时间，古埃及时期，发现影子会随着时间而变化，六千多年前的巴比伦，则利用石头建造出了日晷，利用阳光判断时间，这也是最早期的时钟。

2、发展历史

最初的时钟较为笨重，而且在无光的环境下无法得知时间，因此出现了铜壶滴漏，利用水流速度判断时间，公元前140年，古希腊人用齿轮组成了计时器，十七世纪逐渐出现了钟摆和发条，让时间更为精确，1840年，出现了电钟，20世纪则进入了石英钟时代。

3、主要分类

时钟主要分为两类，分别是原动力有机械力和电力，其中机械钟表是一种将重锤或者弹簧的释放能量作为动力，推动齿轮转动的计时器，比如老式座钟，而电子钟则代表将电能作为动力的计时器，比如电子手表。

大爆炸真的是时间的起点吗？抑或宇宙在大爆炸之前就已经存在？如果在10年前提出这样的问题，那简直是对宇宙学大逆不道了；绝大多数宇宙学家会认为，思考大爆炸以前的时间，就像打听北极以北的地方在哪里一样。然而，理论物理学的发展，尤其是弦论的出现，大大改变了宇宙学家的视角，大爆炸前的宇宙已成了宇宙学的研究前沿。

探索大爆炸之前发生过什么的新思潮，其实只是数千年来的理性钟摆的最新一次摆动。几乎在每一种文明中，终极起源的问题都会让哲学家和神学家忙个没完没了。它所关怀的问题让人应接不暇，其中著名的一个出现在Paul Gaugin(高更)1897年的名画中：我们从哪里来？我们是什么？我们往哪里去？这幅作品描绘了生老病死的轮回：每个人的起源、身份与宿命，而这份对个人的关怀，直接连系着宇宙的命运。人类可以寻根，追溯自身的血统，穿越世世代代，回到我们的动物祖先，再溯及生命的早期形式和初始生命，然后回到原生宇宙中合成的元素，再到更早期空间中的飘渺能量。我们的谱系树是否可以这样一直无休止地延伸下去呢？抑或它会终止于某处？宇宙是否也像人类一样，并非永恒的？

古希腊人曾就时间的起源有过激烈的争论。亚里斯多德主张无不能生有，而站在了时间没有起点的阵营。如果宇宙不能无中生有，那它过去必然是一直存在的。基于这些理论，时间必定是朝着过去和未来两端无限延伸。而基督教神学家则倾向于相反的观点。奥古斯丁坚决主张，神存在于空间和时间之外，而且创造了时空和整个世界。有人问道：神在创造这个世界之前在做什么？奥古斯丁答道：时间本身就是神创造的产物之一，所以根本就没有之前可言！

爱因斯坦的广义相对论，引导当代宇宙学家得出了几乎一样的结论。广义相对论认为，空间和时间是柔软可塑的实体。在大尺度上，空间本质上是动态的，会随时间而膨胀或收缩；它承载物质的方式，就像海浪承载浮物一样。1920年代，天文学家观测到遥远的星系正在彼此远离，从而证实宇宙正在膨胀。接着，物理学家Stephen Hawking(霍金)与Roger Penrose(彭若斯)在1960年代证明，时间不可能一直回溯下去。如果你把宇宙历史一直往回倒退，所有的星系终会挤到一个无穷小的点(称为即奇点)上，这与它们掉进黑洞的意思差不多。每个星系或其前身都被压缩到零尺寸，而密度、温度和时空曲率等物理量则变成无穷大。奇点就是宇宙万物的起点，超过这一界限，我们的宇宙谱系树就无法再往前延伸了。

宇宙是均匀的？

这个无法避免的奇点，给宇宙学家带来了令人不安的严重问题。特别是，奇点与宇宙在大尺度上所展示的高度均匀性及各向同性似乎有矛盾。由于宇宙在大尺度上到处都相同，因此在相距遥远的区域之间，必以某种方式传递信息，以协调彼此的性质。然而，这与旧的宇宙学规范相抵触。

具体来说，不妨想一下从宇宙微波背景辐射释放后，这137亿年来发生的事情：由于宇宙的膨胀，星系间距离增大了1000倍，而可观测宇宙的半径，则增大了10万倍之多(由于光速超过宇宙膨胀速度)。我们今天看到的宇宙，有很大一部分是我们在137亿年所看不到的。的确，在宇宙历史上，现在那些来自最遥远星系的光，还是第一次到达银河系。

尽管如此，银河系与那些遥远星系的性质，竟然基本上是一样的。这就好比你参加一个聚会，发现自己穿的衣服与十多位好友的一模一样。如果只有两人衣着相同，用巧合还可以解释得过去。可是如果十几个人衣着都相同，那八成是他们事先约好了。在宇宙学中，这个数字不是十几个，而是数万个--这是全天域微波背景中的天区数量，它们彼此独立，但统计上却完全等同。

一种可能性是，这些空间区域诞生伊始便被赋予了相同的性质，换言之，均匀性只不过是个巧合。然而，物理学家想出了两种更自然的途径来摆脱僵局：让早期宇宙要么比标准宇宙小得多，要么老得多。任一条件(或者两者一起)，都有可能实现各个空间区域之间的相互联系。

当前最流行的是第一种途径。假设宇宙在早期历史中曾经历一次快速膨胀，称为暴胀。在暴胀之前，星系或其前身全都紧密地挤在一起，因此可以容易地协调它们的性质。在暴胀阶段，由于光速赶不上暴胀的速度，它们便彼此失去了联系。暴胀结束后，膨胀速度开始放慢，因此各星系间又逐渐恢复了联系。

物理学家将暴胀所迸出的能量，归因于大爆炸之后约10-35秒一个新的量子场暴胀子中所储存的势能。势能与静质能和动能不同，它可以产生引力排斥效应。通常的物质引力会减慢宇宙膨胀，但暴胀子却会加速宇宙膨胀。暴胀理论于1981年问世，至今已经解释了众多的精确观测结果[参见本刊1984年第9期Alan H·Guth与Paul J·Steinhardt所著《爆胀宇宙》和2004年第4期的专题报道《打开宇宙的四把钥匙》]。不过，还有一系列潜在的理论问题没有解决，首当其冲的是，暴胀场子究竟是什么？以及如此巨大的初始势能从何而来？

第二种途径喜晃�怂��蔷褪潜芸�娴恪H绻�奔洳皇鞘加诖蟊�ǎ�绻�谀壳暗呐蛘涂�贾�埃�钪婢鸵丫�嬖诤艹ひ欢问奔淞耍�敲次镏示陀谐湓5氖奔浒炎约旱姆植及才诺帽冉掀交�R虼搜芯咳嗽币芽�贾匦录焓拥汲銎娴愕耐频脊�獭

推导过程中假设相对论始终有效，看来是大有问题的。在接近一般认定的奇点时，量子效应必定越来越重要，甚至起到主导的作用。正统的相对论没有考虑到这类效应，因此，认定奇点不可避免，无疑是过份相信了相对论。要弄清真正发生的情况，物理学家必须把相对论纳入到量子引力理论中。这个任务让爱因斯坦以后的物理学家伤透脑筋，直到1980年代中期，进展还几乎等于零。

弦论的革命

如今，有两个好方案出现了。第一个叫圈量子引力，它完整保留了爱因斯坦理论的精髓，只是改变了欲符合量子力学条件的程序[参见本刊2004年第3期Lee Smolin所著《量子化时空》一文]。过去几年中，圈量子引力的研究者取得了长足的进展，获得了非常深刻的认识。然而，或许对传统理论的革命不够深入，因而无法解决引力量子化的根本问题。类似的问题在1934年也出现过，当时费米(Enrico Fermi)提出了他的弱核力有效理论，令粒子物理学家大伤脑筋。所有建立量子费米理论的努力，全都悲惨地一无所获。结果真正需要的，并不是新的枝巧，而是在1960年代后期，格拉肖(Sheldon L·Glashow)、温伯格(Steven Weinberg)和萨拉姆(Abdus Salam)的电弱理论所带来的根本翻修。

第二个就是弦论，我认为比较有前途。弦论对爱因斯坦理论进行了真正的革命性改造，本文将着重讨论；尽管圈量子引力的支持者声称，他们也得出了许多相同的结论。

弦论萌生于1968年，那是我用于描述核子(质子和中子)及其作用力的模型。尽管在问世之初引起不小的轰动，这一模型最终还是失败了，让位给了量子色动力学。后者用更基本的夸克来描述核子，而弦论就被舍弃了。夸克被禁锢在质子或中子内，彼此就好似用橡皮弦把它们拴在一起。现在回顾起来，最初的弦论其实已经抓住了核子世界中弦的要素。沉寂一段时间之后，弦论又以结合广义相对论和量子理论的姿态，东山再起了。

弦论的核心概念，是基本粒子并非点状物，而是无限细的一维实体，也就是弦。在基本粒子庞大的家族中，每种粒子都有自己的特性，这反映在一根弦有多种可能的振动模式上。这样一个看似简单的理论，如何能够描述粒子及其作用力的复杂世界呢？答案可以在我们所说的量子弦魔术中找到。一旦把量子力学套用到振动的弦(与小提琴弦没两样，只不过其上的振动以光速传播)上面，崭新的性质便出现了。所有这些性质，对于粒子物理学和宇宙学具有深刻的启示。

首先，量子弦的尺度有限。如果不考虑量子效应，一根小提琴弦可以一分为二，再一分为二，这样一直分割下去，直至最后变成一些无质量的点状粒子。但是分割到一定程度，海森堡的测不准原理就会介入，防止最轻的弦被分割到10-34米以下。这个不能再分割的长度量子，用ls表示，是弦论引入的一个全新的自然常数，与光速C和普朗克常数h并列。它在弦论的几乎所有方面都起着决定性的作用，为各种物理量设定了上下限，防止它们变成零或无穷大。

其次，就算没有质量的量子弦，也可以有角动量。在经典物理学中，角动量是绕轴旋转的物体所具有的一种性质。计算角动量的公式是速度、质量以及物体到转轴距离三者之乘积，因此无质量的物体不可能具有角动量。但在微观世界中，由于存在量子涨落，情况有所不同。一根微小的弦即使没有任何质量，也可以获得不超过2h的角动量。这一性质令物理学家喜出望外，因为它同所有已知的基本作用力载体(如传播电磁力的光子或者传播引子的引力子)的性质不谋而合。回顾历史，正是角动量让物理学家注意到弦论中含有量子引力。

第三，量子弦要求在通常的3维之外，还存在额外的空间维度。经典的小提琴弦，不管时空的性质如何，都可以振动，而量子弦就挑剔多了。要使描述量子弦振动的方程能够自洽，时空必须是高度弯曲的(这与观测结果相矛盾)，否则它就应该含有6个额外的空间维。

第四，物理常数(出现在物理方程中并决定自然界性质，例如牛顿常数与库仑常数)不再具有任意给定的固定值。它们在弦论中以场的形式出现，就如电磁场一样，可以动态地调整它们的数值。在不同的宇宙时期或者在相隔遥远的空间区域，这些场可能取不同的值；即使到了今天，这些常数可能还会有微小幅度的变化。只要观测到任何这类变化，可就是弦论的一大进展了[相关文章即将在本刊登载]。

这其中的所谓膨胀子场是整个弦论的关键，它决定了所有作用力的总强度。弦论学家对膨胀子特别感兴趣，因为它的量值可以重新解释为一个额外空间维的尺度，从而给出一个11维时空。

系紧松头

量子弦使物理学家最终认识到，自然界存在新的重要对称，称为对偶性(duality)，它改变了我们对尺度极小的微观世界的直觉。我曾提到一种对偶性：通常情况下弦越短便越轻，但如果我们想要把弦的长度缩短到基本长度ls以下，那么弦反而会重新变重。

另一种对称称为T对偶性，它指出，额外的维度都是等价的，而与其尺度无关。之所以会出现这种对称，是因为弦的运动方式可以比点状粒子更复杂。试考虑一个圆柱状空间上的一根闭合弦(称为圈)，此空间的圆形横截面代表一个有限的额外维。除了振动之外，该弦还能整个地绕圆柱转动，或者缠绕于圆柱一圈或数圈，就象橡皮筋绕在纸筒上一样[见40页图文]。

这两种状态下，弦的能量消耗与圆柱尺度有关。卷绕的能量与圆柱的半径成正比。圆柱越大，弦就拉伸得越厉害，因此其卷绕所含的能量也就越多。但是，当整个弦绕圆柱运动时，其能量就与圆柱半径成反比了。圆柱越大，波长就越大(相当于频率越低)，因而能量就越小。如果用一个大圆柱取代小圆柱，那么两种运动状态就可以互换角色。先前由圆周产生的能量现在改由卷绕产生，而先前由卷绕产生的能量则通过圆周运动产生。外部观测者看到的只是能量的大小而不是其起源。对外部观测者而言，圆柱半径无论大小在物理学上都是等价的。

T对偶性通常用圆周状空间来描述(这种空间的一个维度即圆周是有限的)，但它的一个变种适用于通常的3维空间，这种空间的每一维都可以无限地延伸下去。在谈论无限空间的扩展时务必谨慎。无限空间总的大小是不会变化的；它永远都是无限大。但这种空间内所包容的诸如星系之类的天体却可以彼此相距越来越远，从这个意义上说，无限空间仍然能够膨胀。关键的变量不是整个空间的大小，而是它的尺度系数，即衡量星系间距离变化的数值，它表现为天文学家所观测到的星系红移。根据T对偶性，尺度系数较小的宇宙等价于尺度系数较大的宇宙。爱因斯坦的方程里不存在这类对称性；弦论实现了相对论和量子论的统一，此种对称性也就自然地脱颖而出，膨胀子则在其中起了关键的作用。

多年来弦理论家曾认为T对偶性仅适用于闭弦而非开弦(开弦的端头是松开的，因此这种弦不能卷绕。)1995年，美国加州大学圣巴巴拉分校的joseph Polchinski意识到，如果在半径出现由大到小或由小到大的转换时，弦端点处的条件也发生相应的变化，那么T对偶性就适用于开弦。此前物理学家所假定的边界条件是弦的端点不受任何力的作用，因此可以自由地甩来甩去。而T对偶性则要求这些条件变成所谓Dirichlet边界条件，即端点处于固定状态。

任何给定的弦可以兼有两类边界条件。例如，电子所对应的弦其端点或许可以在10个空间维的3维中自由运动，但在其余7维中却是固定的。这3个维构成了一个名为Dirichlet膜(D-膜)的子空间。1996年，加州大学伯克利分校的Petr Horava和美国普林斯顿高级研究所的Edward Witten提出，我们的宇宙就位于这样一种膜上。电子和其他粒子只能在一部分维中运动，这就说明了我们为何无法领略空间的整个10维风光。

格林尼治标准时间（GMT）作为一种通用时间参考标准，已经使用了120多年。

现在，由于地球自转速度的减慢，格林尼治标准时间可能有一些误差。因此，科学家们正在讨论用基于原子振荡周期的“原子时”取代基于地球自转的“世界时”。从古人最初尝试用日晷测量时间，到原子钟精度记录达到“17亿年仅1秒”（2009年记录）的先进设备，人类一直在为精确测量时间而奋斗。然而，一个人的生活中几乎没有任何活动需要精确到少于几秒的时间。那么，这样精确的时钟能工作吗？我们来谈谈时间测量之类的话题。

作为时间测量这个话题的先行者，我们首先应该谈谈时间概念本身的起源，虽然这不是一件容易验证的事情。人们普遍认为，自然界中的周期现象是启发人们产生时间概念的原因之一。例如，“年”的概念来源于四季循环，“月”的概念来源于月相盈亏，“日”的概念来源于昼夜交替，构成了一个粗略的时间尺度。

然而，根据日常经验，要找到一个比“天”短、足够可靠的周期运动并不容易，因此需要人工方法来测量较短的时间。我们聪明的祖先发明了钟。最早的钟出现在五六千年前。它利用太阳阴影的变化来标记时间。这叫日晷。

但是，日影的变化与地点和季节有关，在多云的白天和夜晚将不再存在。我们该怎么办？所以古人又发明了水钟。它用稳定的水流来标记时间，出现在三四千年前。但是水钟也有缺点，就是不能在太冷的气候下使用，那我该怎么办呢？人们又发明了沙漏。

在中国宋代，人们也用烧香的蜡烛来祭祀。武侠小说中经常提到的“一炷香”概念，估计就是由此而来的。

此外，人们的脉搏也曾被用作粗略的计时依据，但脉搏的频率不仅因人而异，而且受情绪、运动、健康等因素的影响甚至对同一个人来说也是如此，所以效用相当有限。

水钟、沙漏和香烛的燃烧都试图使用统一的物理过程来计时。不幸的是，那些被认为是统一的过程实际上并不统一，每天至少有10分钟的误差。这些粗糙的时钟伴随着人类社会走过漫长的中世纪，进入了文艺复兴时期。此后，随着海上贸易的兴起，时钟成为船舶定位的工具。在船舶定位中，纬度可以通过观测太阳或北极星的角度来确定，而经纬度则需要时钟的帮助。

航海时代，荷兰科学家惠更斯于1656年发明了一种新的钟——钟摆钟。

半个多世纪前，伽利略发现了摆的等时性，即摆的周期与其振幅无关，这实际上是摆钟的原理。伽利略自己就利用这一原理设计了一个钟摆钟，但未能付诸实践。惠更斯在研究中注意到伽利略发现的摆的等时性并不严格，严格的等时性需要摆线。

钟摆钟的出现给钟族带来了前所未有的繁荣，但钟的精度仍然不高。此后，半个世纪后，一场严重的沉船事故终于把钟的精度推到了最前线。这是1707年10月的一个晚上，英国肖恩海军上将率领的舰队由于定位错误，在英格兰西南部的西里岛附近触礁。英国皇家海军最好的四艘军舰沉没，大约2000名官兵被埋在海底。

这消息震惊了英国。在军方和商界的再三催促下，英国议会于1714年悬赏一个时钟，可以将船只的定位精度提高到20海里。在靠近英国的纬度，相当于整个航程的时间误差不超过2分钟。最终，英国钟表制造商哈里森（Harrison）赢得了这项奖励，他在1761年冬天的一次海试中设计了一款81天5秒的钟表。1773年，哈里森80岁时，这个奖励终于实现了。以今天的货币计算，这个奖项的价值约为200万美元，超过了诺贝尔奖的奖金。

此后，人们不断提高摆的精度。1921年，英国铁路工程师肖特制作的钟摆钟创下了每年只有一秒的新纪录，被一些天文站视为标准钟。但这是摆钟最后的荣耀，因为仅仅六年后，新一代的石英钟在美国贝尔实验室问世。

石英钟利用石英晶体的一种特殊特性，称为压电效应。利用这一特性，人们可以使适当频率的电场与适当形状的石英晶体发生共振，然后利用共振频率测量时间。石英钟的出现，消除了过于复杂的齿轮系统给摆钟带来的磨损和阻尼，其精度很快就超过了摆钟。

除了高精度外，石英钟还有一个很大的优点，那就是它可以测量非常小的时间间隔。如前所述，人们发明钟表的原因是不容易发现比“月”短的自然周期运动，因此不可能测量比“日”短的时间。摆钟也存在这个问题，但程度不同，因为摆钟的周期通常在秒的量级上，所以不可能测量到比秒短的时间。但是石英钟的振动周期只有几万甚至几千万秒，所以它可以测量很小的时间间隔。1932年，科学家利用石英钟研究地球自转，发现我们居住的巨型太空陀螺仪有轻微的“震动”——地球自转周期有非常小的短期变化。

石英钟虽然具有突出的优点，但也有一个致命的缺点，即其精度会随着石英晶体的老化而下降。即使是最好的石英钟，误差也是千年一秒，使用时间越长，误差就越大。幸运的是，就在石英钟问世20多年后，一种新的时钟出现在了历史的舞台上，那就是原子钟，它是1955年由英国科学家首次研制出来的。

顾名思义，原子钟依赖于微观世界中的周期现象（特别是跃迁辐射中的周期现象），这是自然界中最完美、最纯粹的周期现象。它不损耗，不老化，振动周期比石英晶体短，所以原子钟的精度远高于以往任何一种钟，而且还可以测量更精细的时间间隔。

英国科学家最早研制的原子钟是转原子钟。铯在早期原子钟的生产中发挥了重要作用，由于其超精细能距大，在微波波段的跃迁辐射相对容易测定，而且它只有一种稳定的同位素，避免了提纯的麻烦。此外，应该提到的是，美国和国家标准计量研究所于1949年研制的氨分子钟有时被称为第一原子钟。

原子钟的出现不仅改变了时间测量，也改变了空间测量。1967年，人们将“秒”的定义从最初的天文定义改为原子钟的定义，即1秒等于“铯-133原子基态两个超精细能级跃迁对应的9192631770个辐射周期的持续时间”；1983年，人们进一步联系起来“米”与“秒”的定义，即一米等于“真空中的光1/299792458秒”。在人类计量史上，这是一个引人注目的结果，因为传统上人们用空间距离（如日晷和时钟的刻度）来标记时间，但现在空间计量依赖于时间计量。

原子钟在诞生之初，其精度仅为每300年一秒。经过半个多世纪的发展，其精度提高了几百万倍，而且还在不断提高。同时，原子钟的种类也增加了。工作物质已从镉和梗原子扩展到钙、U甚至汞。2009年，美国国家标准与计量研究所（NIST）的科学家研制出一种原子钟，其精度记录仅比每17亿年减少1秒。原子钟是以汞离子为基础的。它的工作波段在光学波段（传统的椭原子钟在微波波段），所以又称光学钟。光学钟的振动周期比带原子钟短，所以除了精度更高外，可以测量的时间间隔也更精细。

虽然时钟越精确越好，但世界上很多东西都有度，一旦过了，就会变成浪费，所以有一个问题我们在本文开头问过：这样精确的时钟有用吗？

答案是肯定的，答案首先来自科学研究。我们可以举很多例子，比如爱因斯坦的相对论告诉我们，在运动的参照系和引力场中，时间的流逝都会减慢。

这是一个很好的结论，但是我们如何测试它呢？最直接的方法之一是把时钟带到飞机上，让它移动，改变它在地球引力场中的位置，看看它的行走速度是否改变。这个想法很简单，但并不容易做到，因为对于相对论来说，飞机太慢，地球的引力场太弱，相对论效应只有1万亿左右。我该怎么办？科学家们想到了原子钟。1971年，几颗原子钟被带上飞机，在世界各地旅行。通过实验验证了相对论的时滞效应。

当然，当时原子钟的精度没有现在高。如果用比每17亿年少1秒的时钟来验证同样的效果，不仅可以大大提高实验的精度，而且可以检测出普通住宅楼上下两层之间的时差。我们会发现，如果其他条件相同，一个人在楼下比在楼上多活一百万分之一秒，在平原比在高地多活一百万分之一秒，尽管这一次与一个人的生活相比是非常小的。

不同于一般情况下的相对论效应，自然界中仍然存在一些现象。它们不仅不微妙，而且规模惊人。例如，一种叫做类星体的天体，在20世纪50年代末被发现，它所释放的能量比整个星系要多得多。它们离地球非常遥远，通常距离地球数十亿光年，因此当它到达我们这里时，那里的信息变得非常微弱。

对于这样一个遥远的物体，普通的望远镜已经无能为力，于是天文学家们建造了一个巨大的射电干涉仪，它包含了一个长达数百公里的巨大天线阵列，正是原子钟使这些天线在时间上保持同步。从某种意义上说，通过研究细微的物理效应或遥远的星光来探索自然奥秘的科学家就像福尔摩斯，他们从留下的线索中推断出真相。对他们来说，原子钟和放大镜一样不可或缺。

原子钟不仅是象牙塔中的瑰宝，而且渗透到我们的日常生活中。其中一个最好的例子是全球定位系统（GPS），它为人们提供汽车、船只、飞机甚至个人（如登山者）的定位支持。这个系统的原理很简单。它是通过定位仪器与空间中的几个定位卫星之间的无线电波来确定它们之间的距离，然后确定它们在地球表面的位置。最重要的一点是准确测量接收和发射电波的时间，因为只有准确测量时间，才能计算出准确的距离和位置，但由于无线电波的速度高达每秒30万公里，即使测量的传输时间只有百万分之一秒的误差，也会导致数百米甚至更大的定位误差。因此，GPS的关键是精确定时，而能够胜任这一任务的是原子钟。

除了全球定位系统，我们日常生活中使用的其他技术，如全球电信网络，都离不开原子钟的帮助。而且，历史上的许多技术发展都是由科学研究成果转化而来的，所以归根结底，原子钟在科学研究中的应用也是一种技术潜力，今天的科学可能就是明天的技术。正因为如此，尽管原子钟已经达到了惊人的精度，但科学家对此并不满意。他们仍在开发更精确的时钟。即使时钟从大爆炸开始运行，今天的误差也不会超过一秒钟。科学家们希望精密度将有助于一系列更为复杂的科学研究，例如测试自然常数是否随时间而变化。人们对科学技术的追求是无穷无尽的。它是人类社会不断发展的重要动力。

★1时间是对物体之间相对运动快慢的一种描述

量度两个时刻之间的间隔长短的物理量叫做“时间”。它表征物质运动过程的持续性和顺序性。任何一种周期运动的周期都可作为时间标准，如中国古代的水漏，十二地支（子，丑，寅，卯……）都是利用周期性的计时方法。时间是物理学中的一个基本物理量。一段时间在时间坐标轴上用一线段表示。为了用具体数字说明时间，必须选择某一时刻作为计时起点，这是人为的。计时起点不一定是物体开始运动的时刻。在物理学中，将太阳每连续两次经过观察者所在的子午线的时间称为一个太阳日，即一昼夜。因太阳日略有差异，取一年中所有太阳日的平均值作为时间的标准，称为一个平均太阳日，简称1日。1日分为24小时，1小时分为60分，1分又分为60秒，于是规定1日的86400分之一为1秒作为时间标准。但是这样规定的秒是不精确的。1967年在第13届国际计量大会上，规定以基态铯133原子的两超精细结构能级之间的辐射周期的9192631770倍为1标准秒。国际上规定，取1958年1月1日世界时零时零分零秒的瞬间作为原子时的起点。时间常跟位移或平均速度相对应，例如：“五秒钟内所发生的位移”或“头两秒内的平均速度”。

定义

事实上，可以这样理解时间更全面的定义：

时间是与空间维相同的第四维。

在人类的宇宙模型中，必然要牵扯“时间”进行对宇宙的描述。而我们知道，宇宙模型的基本逻辑是：

如果在时空坐标系的区域A中发生了事件B,那么在时空坐标系中的区域C内必然发生事件D。

很明显，在用人类逻辑所建立的这样一个模型中，时间也只是用来描述某向量的位置的一个维而已。用我们平常的理解，也是这样。但为什么人类能在其他三个空间维中随意向四处移动，却只能在时间维中向前呢？

这只不过是人脑的冲突。

人类逻辑需要四个维度以解释宇宙，但人类用以获取信息的途径却只能确定三个维度。(人眼就不能看穿时间）在这样的冲突下，一方面人类在解释四个维，另一方面人类却只能确定三个维，这样，人类便只能感受着第四个维（时间）的流逝与另三个维在第四维中的变化了。这就是我们现在对时间的感受产生的原因。

时间理论、本质、因子

时间是啥关于这个问题就有很多假想无论如何,我们要用科学的方法来解释时间

定义;

1时空面积相等原理;运动系1或观测系1'中的长度为固有长度,时间为固有时间如果把长度和时间相乘,两个时空坐标系都是相等的

2时空偏转原理;若运动系相对观测系运动,在某一时刻相对速为u或u',运动系与关测系沿相对运动产生偏转,偏转角θ为时空偏转角,时空偏转角的大小与相对速度有关,即sinθ=u/c这就是时间因子

时间的本质

时间是宇宙固有物质位移的进程．

时间的本质指的是物质变化发展的过程，因而是物质的．

时间的长短指的是人为的进程度量，因而是意识的．

时间的哲学定义

时间的哲学定义：时间是具体事物的组成部分，是人脑对具体事物进行逐级思维分解形成和产生的绝对抽象事物，是同空间以对立统一方式存在的元本体，是具体事物普遍具有的一般规定和本质，是运动、行为和变化的一般表现形式。

时间是人脑从具体事物中分解和抽象出来的认识对象。

事物是无限可分的。人为了获得世界万物的知识，运用大脑的思维分解和抽象能力对具体事物进行层层分解和逐级抽象，把具体事物分解为多样式、多级别的抽象事物。

行为和存在、事情和现象是具体事物的形式，是人脑对具体事物进行初级分解和抽象形成和产生的认识对象。时间和空间是行为和存在、事情和现象的形式，是人脑对行为和存在、事物和现象，对具体事物的形式、对相对抽象事物进行高级思维分解形成和产生的认识对象，是来源于具体事物的抽象事物。

时间是世界万物的内在规定和组成部分。

世界万物是由时间作为内在规定的世界万物，没有时间规定的具体事物是不存在的，离开一定的时间，任何物体都不可能存在。

例如，一个人有生卒年月；一棵树有生存年限；地球、太阳和银河系也是存在于一定的时间段里的物体。超过了一定的时间段，人就不是现实的人，树就不是现实的树，地球、太阳和银河系也就不是现实的地球、太阳和银河系了。

时间是运动、变化的必要条件和表现形式。

运动和变化只有在一定的时间段里才能发生，在一个固定的时间点上，世界和万物就不会发生任何运动和变化。我们观察世界和万物的运动和变化，必须有一个特定的时间段作为观察的条件，没有一个特定的时间段作为观察的条件，就不能发现任何运动和变化的特征。

例如，飞矢不动。说的是用弓射出去的飞箭如果在一个时间点上它是固定不动的，只有在一个时间段里，箭矢才会从一个地点运动到另外一个地点。

行为和存在、事情和现象是时间和空间的内容，时间和空间是行为和存在、事情和现象的形式。没有时间和空间就没有行为和存在，就没有事情和现象，就没有具体事物。同样道理，没有行为和存在、没有事情和现象就没有时间和空间，就没有具体事物。

时间和空间是相互联系和相互包容的。具有一定时间规定的具体事物也必然具有一定的空间规定，具有一定空间规定的具体事物也比然具有一定的时间规定。一定量的时间必定和一定量的空间相联系。行为是相对显著的运动，存在是相对静止的运动。时间和空间都是运动的存在形式。时间和空间都包含行为和存在的内容。

释义

①物质存在的可用钟表来量度的属性。某一过程的发生、发展、终止，既反映了过程的持续性也反映了顺序性。过程的持续性表现为时间间隔，顺序性表现为日期和时刻。

②运动着的物质存在的基本形式。时间是物质运动的延续性、间隔性和顺序性，空间是物质的广延性和伸张性。时间的特点是一维性即不可逆性，空间的特点是三维性。时空同物质运动不可分离，没有离开物质和物质运动的时空，也没有离开时空的物质。物质是永恒的、绝对的，作为物质存在基本形式的时空也是永恒的、绝对的，但时空的具体表现形态和特性是多样的、可变的、相对的。

◎注：时间从学术上来说不是一维的，也不是不可逆转的流逝。时间是二维的，就像复数的平面。时间有实轴、虚轴之分。时间在实轴上时间是有意义的，也就是现实的时间，也就是我们所谓的时间：过去、现在、将来。而在虚轴上的点，只是时间的一种形式，一种可能发生的形势，在我们看来是毫无意义的。因为虚时间的存在根本不可能影响到我们。但是如果我们有一天能够像霍金所说的进行时间旅行的话，就会经过虚时间轴，到那时虚时间对咱们也就不难理解了，更加对咱们有影响。

更加详细的解释

有且只有物体与外体联系时，物体的时间属性方能存在。物体之间的时间属性，是由于物体之间保持同步性而存在。每一个物体都要影响与之联系物体的时间属性。他们使之同步。

就像黑洞一样，因为与外界分开，导致时间停滞。虽然有外物体进入里面，但是由于他们都受到黑洞的强大引力而使自己与黑洞同步。因而黑洞的时间属性只受自己影响。

现在是什么时间？”或者“现在离新年还有多长时间？”这恐怕连小学生也觉得是再简单不过的问题了。可如果把词序颠倒一下再问：“时间是什么？”恐怕绝大多数人都会顿觉茫然。事实的确如此。“时间”对我们是再重要、再平常、使用再多不过的概念了：“要抓紧时间”、“浪费时间就等于浪费生命”、“时间就是金钱”…

人们把时间看作是不依赖于任何其它事物而独立存在的、无休止地均匀流逝的客体；在中学生数学、物理课本中，时间被表述成一条有起点、有单位、有指向、有始无终的直线，这就是符合人们常识的牛顿“绝对时间”，也是直到本世纪初被普遍接受的科学的时间念。

真理是相对的，它总是随着科学的进步而发展，人类进入二十世纪后，物理学、天文学的新成果、新发现向“绝对时间”的基本观念提出了挑战。阿尔伯特·爱因斯坦狭义相对论指出，时间不能脱离宇宙及其事件的观察者而独立存在，时间是宇宙与其观察者之间的联系的一个方面。处于相对匀速运动的不同观察者，一般对同一事件总会测出不同的时间。例如，相对观察者作匀速运动的钟总是比相对于观察者静止的钟走得慢，钟的相对速度越大，越接近光速，效应越明显。另外，阿尔伯特·爱因斯坦广义相对论的一个直接推论是，由于引力场的原因处于地球表面不同高度的时钟走速不一样，海拔越高钟速越快，差值约为109×10-16秒/米（海拔），即每升高100米，时钟变快百万亿分之一秒。阿尔伯特·爱因斯坦相对论做出的这些预言已经被实验所验证。另外，如果承认根据阿尔伯特·爱因斯坦相对论和本世纪重大天文发现（河外星系谱线红移、微波背景辐射、不同星系上近似的氦丰度）提出的“大爆炸”宇宙模型，那就要接受我们这个宇宙必然有“开端”（至少在100亿年前吧），并且还可能有终结（至少在几百亿年以后），多么惊世骇俗的结论！

还好，由阿尔伯特·爱因斯坦广义相对论和量子力学得出的现代宇宙论的最新研究成果是：我们这个观测所及的宇宙（范围约150亿光年）是有限无界的，即在空间—时间尺度上有限但无边界（或边缘），无始无终，无生无灭！当然，这只是一种比较新的宇宙模型，由此做出的科学预言还要接受实际观测的验证。

总而言之“时间是什么？”的问题实质上是探索时间的本质，这只是极少数科学家、哲学家热心研究的课题，而且远没有得出一个令人满意的结果，看来还需要长期探索下去。好在对于时间的实际应用，按常规理解就够了，在个别领域，有时需要给时间加上相对论改正。

有关时间的名言

1时间，每天得到的都是24小时，可是一天的时间给勤勉的人带来智慧与力量，给懒散的人

只能留下一片悔恨。－－鲁迅

2盛年不再来，一日难再晨，及时当勉励，岁月不待人。－－陶渊明

3逆水行舟用力撑，一篙松劲退千寻。古云“此日足可惜”，吾辈更应惜秒阴。－－董必武

4我们若要生活，就该为自己建造一种充满感受、思索和行动的时钟，用它来代替这个枯燥、单调、以愁闷来扼杀心灵，带有责备意味和冷冷地滴答着的时间。－－高尔基

5凡事都要脚踏实地地去工作，不驰于空想，不鹜于虚声，惟以求真的态度作踏实的工夫。以此态度求学，则真理可明，以此态度作事，则功业可就。－－李大钊

6完成工作的方法是爱惜每一分钟。－－达尔文

7合理安排时间，就等于节约时间。－－培根

8过于求速是做事的最大危险之一。－－培根

9应当仔细地观察，为的是理解；应当努力地理解，为的是行动。－－罗曼罗兰

10每一点滴的进展都是缓慢而艰巨的，一个人一次只能着手解决一项有限的目标。－－贝弗里奇

11科学的灵感，决不是坐等可以等来的。如果说，科学上的发展有什么偶然的机遇的话，那么这种 “偶然的机遇”1只能给那些学有素养的人，给那些善于独立思考的人，给那些具有锲而不舍的精神的人，而不会给懒汉。－－华罗庚

天分高的人如果懒惰成性，亦即不自努力以发展他的才能，则其成就也不会很大，有时反会不如天分比他低些的人。－－茅盾

成功＝艰苦劳动＋正确的方法＋少说空话。－－爱因斯坦

时间是那个国家研究出来的

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