探访“时间”的奥秘

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  在系鞋带的一刹那,时间已从脚上跨过;上学的路上,时间又从熙来攘往的车流和人潮中溜走;在课堂上朗朗的读书声中,时间又随着求知的心一步步地走过;即使在玩儿躲避球的游戏中,也阻挡不了时间的匆匆流逝。
  小朋友,你是不是也和上面描述的一样,觉得每天的时间过得太快,想抓都抓不住呢?
  立竿见影的日晷仪
  即使人们可以将时间细分为每一天,但是一天的时间还是很长。人们发现,不同的时间点,物体在阳光下所产生的影子位置不同,于是人们就利用这种现象来测量一天的时间。最初的计时工具叫作“日圭”,日圭是一块刻有刻度的长方形土板,上面插着一根竹竿,当太阳照射时,看竹竿的影子落在何处,就知道是什么时刻。后来人们把长方形的圭制成圆盘形,并把一天12个时辰,即子、丑、寅、卯、辰、巳、午、末、申、酉、戌、亥刻在圆盘上,就成了较精确的日晷仪。
  没有阳光的计时法
  “立竿见影”的日晷仪给人们带来了莫大的便利,但是晚上或阴雨天时,日晷仪就不能发挥作用了,于是人们开始尝试用生活中常用的蜡烛、香来测量时间。他们在蜡烛上画上刻度,依蜡烛燃烧程度来计时,又将具有香味的木头磨成碎末,用长纸条把香末卷在里面,然后把它放在刻有“时刻”的铜盘内,看它烧到哪儿,就知道是什么时刻。
  我国古代一到晚上,就会有一位“更夫”绕着大街小巷为人们报时。前半夜更夫大都敲着锣,到了深夜就改敲梆子,以免吵醒别人。一更敲一下,二更敲两下,一直敲到五更天亮为止。
  用水来计时
  后来人们设计出以水计时的工具,称为“水钟”,也就是“滴漏”。滴漏是一个盛水的罐或壶,内壁有刻痕,下方有一个小洞可以让水一滴滴地流出来,人们只要观察水位的变化就可以度量时间。
  我国南宋有个人叫苏颂,他利用滴漏的特性建造一座大水钟,不但能测量时间,还能指示星象。每到一个时刻,附设的锣会敲一下,并出现一个拿着报时牌的小雕像。这种报时方式颇为巧妙,可惜金人攻陷南宋京城时,大水钟被摧毁了。
  用沙来计时
  除了用水计时外,也可以用沙计时。这种用沙来计时的工具被称为“沙漏”。
  沙漏是由上下两个容器组成,中间有细孔,可以让沙由上往下流,人们根据沙流完的时间来计时,流完后,再把瓶子倒过来继续计时。
  由于沙漏中的沙量是固定的,每次流完的时间都相同,方便做定时、计时工具使用。旅行者经常使用沙漏来记录时间,15世纪的麦哲伦在漫长的海洋旅途中,就是靠船上18个大小不一的沙漏来计算时间的。
  巨大的塔钟
  当凛冽的寒冬来临时,水钟里的水就会结冰,无法用来计时;用沙漏计时的话,得有人在一旁看着,稍一疏忽没把流完的沙漏倒过来,就无法得知准确的时间。于是人们不断地思考、改进,终于在13世纪发明了“塔钟”。塔钟的动力是来自细索或链条悬挂着的重锤。重锤下降转动了逃脱轮,而钟摆的来回摆动是擒纵爪的动力来源。当一端钩爪翘起时,逃脱轮就会转动,而另一端的钩爪会适时地卡住逃脱轮,使重锤不会落得太快。如此一放松,一卡住,就发出嘀嗒嘀嗒的声响。
  金字塔影子的秘密
  坐落在埃及尼罗河两岸的金字塔,象征着古埃及文明的巅峰,也让现代人得以了解4500年前的古埃及人是怎样计算时间的。
  我们现在看到的金字塔,四个面都正对东、西、南、北方向,误差在5厘米以内;基底边长为230.36米,底面积达5.3公顷,边长误差也不超过80厘米。冬天时,金字塔影子长达80米以上;夏天时,金字塔影子非常短,所以科学家认为埃及人可能是借塔的影子来测知四季的转换、一年的更替和一天的长短。
  古文明的日晷仪
  13世纪时,南美洲的印加帝国达到全盛时期,帝国的领土范围为现今秘鲁面积的两倍大,又被称为“黄金之国”。印加人相信日月星辰是宇宙之主,周围的云雨风雷与山川大河是自然之神。
  印加的马丘比丘古城位于秘鲁的群山丛林中,在这座雄伟的古城中,有“日晷石碑”和“南十字星石”,古印加人就是借由它们来观测日月并推测时间的轨迹。
  位于古城中最高位置的这座石碑,被称为“印蒂瓦塔纳”,是“拴日石”的意思。推测在每年冬至时,当太阳的位置越来越低,像是要消失不见时,祭司就会在此举行仪式,寓意将太阳拴在石头上,让太阳永不消失。
  聊天的生理时钟
  除了我们平时看到的各种钟表外,你是否能想象自己身体内也有一个时钟呢?确实,我们体内都有一个被称为“生理时钟”的隐形时钟。
  生理时钟和我们体内器官的运作息息相关。它配合着外界的环境,使人们白天活动、晚上休息,过着规律的生活。同样,动物、植物也有生理时钟。它使动物知道何时必须储存粮食,何时必须进行冬眠或迁移。也让植物知道何时该开花,何时该结果……生理时钟让生物界生生不息,使世界更加多姿多彩。
  时光隧道存在吗?
  你听过“时光隧道”这个词吗?科幻作家常让小说中的主角在时光隧道中任意穿梭,但就物理学的观点而言,时间是不可能倒转的,时光之旅更不可能实现。在宇宙现象里,时间和空间是无法分割的,我们现在看到的夜空中灿烂的星空可能是千百年前发出的光辉,而现在见到的阳光更是太阳在8分钟前发出的光芒。
  我们看到的宇宙现象都不是现在的它们,这些现象与运动速度有很大的关系。甚至科学家还指出,快速运动会使一切时钟变慢,包括人的心跳、老化现象及时间。譬如一个人以近乎光速的速度在宇宙遨游十年,他自己并不会觉得有那么久,但生活在地球的我们已经过了十年。对于这种说法,你是不是觉得很神奇呢? (责任编辑 赵艳芳)
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