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从《长安十二时辰》浅谈时间计量

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从《长安十二时辰》浅谈时间计量

江苏省计量科学研究院赵波 李冰莹 孙晓春


     2019年夏天, 连续剧《长安十二时辰》大热。这部剧情节跌宕起伏、节奏紧凑连贯且细节处处展现大唐风华, 迅速成为国产剧口碑冠军。该剧以我国古代计时法为轴线, 讲述了唐朝长安城内一个24小时的故事, 剧中有大量关于时间计量的元素, 让观众被剧情深深吸引的同时, 也对很多古代时间计量有了直观印象。剧中有一个人物, 虽然不是主角, 却贯穿于全剧始终, 平时不显山露水, 关键时刻却让观众大呼意外。此人便是身为右相暗桩(卧底) 的报时博士庞灵,他的每次报时, 留给剧中各方的时间就越来越少, 剧情就越来越紧凑。这里的报时博士不是学位,而是古代主管时间计量的官位“漏刻博士”的俗称, 这个官位只是从九品, 但责任重大, 要考量各种时间计量器具, 同时观察日月变化, 通过敲击鼓、钟等进行报时。

剧中庞灵的仕途立场且不论, 业务水平还是很不错的, 难怪他总是眉头紧锁, 一脸严肃,严守岗位, 寸步不离。每集剧的片头都有日晷, 这是古代常用的时间计量器具, 标志着古代时间计量遵循“天文时”。日晷看似简单, 却内藏玄机, 一般由晷针和晷面组成,两者相当于钟表的指针和表面。晷针垂直穿过晷面中心, 晷面外延一般有三个圆圈, 内圈标示天干地支, 中圈刻有十二时辰,外圈对应每个时辰, 再分“初”“正”两格, 由此将一天的时间划分为十二时辰、二十四小时。也是古代常用的时间计量器具, 一般分为两种: “泄水型” 和“受水型”。“泄水型” 水钟在壶中壶内注水后, 时间计量便开始了, 随着时间的流逝,壶内的水位逐渐下降, 人们可以通过刻度知晓时间。“受水型” 水钟匀速向一个有刻度的容器内注水, 当容器内的水被注满时或者到达某个刻度时, 即代表过了一个固定的时长。剧中的靖安司内在报时博士庞灵的办公桌旁, 所用的就是“受水型” 水钟, 四周有四个铜人手持铜壶, 铜壶壶嘴有水流向下方造型特殊的容器。剧中还出现了一种古代时间计量器具“火闹钟”, 其通过香料“燃烧”进行时间计量。在燃烧时, 只要周围环境变化不大, 香料燃烧的速度也就基本相同。在香料上放置丝线, 丝线一段为铃铛, 每当燃烧一段, 就有一个铃铛掉落, 发出声响作为提醒。剧中的火闹钟在室内使用, 没有加盖, 如果处于室外, 增加一个盖子可以有效减少环境因素对香料燃烧的影响。与“十二时辰制”时间计量方法相配合的, 还有“百刻制”。中国古代将一昼夜分为100刻, 再等分为十二份, 对应“十二时辰”。每一个时辰为8 刻加1/6刻, 每刻约14分24秒, 这1/6又称为小刻, 古人就是用这种办法使二者统一起来, 用“某时某刻” 来表示具体时间。“百刻制” 使用了很长时间, 直到清政府正式规定实行一日“96刻制” 后, 一个时辰才分为八刻,一刻才等于今天的15 分钟。

 古代时间信息传递方式也很有意思, 剧中是通过报时博士庞灵观测并大声报时,再通过望楼上专人打鼓传递出去。因此古代城市中都有僬楼更鼓, 城市中心还有钟楼和鼓楼, 早晨晚上都会鸣钟击鼓报时。

《长安十二时辰》中的古代时间计量器具和时间计量方法, 是我国古代科技史上的优秀代表, 集中体现了我们祖先的智慧, 对古代经济社会发展起到了重要作用。但不可否认, 这些时间计量器具都有很多局限性, 易受外界干扰。1583年, 随着伽利略发现了钟摆的等时性, 近现代钟表走上历史舞台。在明末传教士的影响下, 近现代西方机械钟表传入中国, 改变了中国人的时间计量方法和时间观念。无论是古代的日晷, 还是近现代的钟表, 都是以太阳公转和地球自转为基础的“天文时” 计量方法。随着现代物理学的发展, 到20世纪初, 以原子内部发射的电磁振荡频率为基准的时间计量系统稳定度和准确度已经远远高于各种“天文时”计时系统。

1967年, 第13届国际计量大会决定用“原子时” 取代“天文时”, 时间计量国际单位“秒(s) ”定义为金属铯133同位素(133Cs)基态两个超精细能级跃迁辐射的9192631770 个周期所需要的时间。进入21世纪, 计量研究逐渐“量子化”,2018年第26届国际计量大会对国际单位制(SI)进行了历史性变革投票, 包括时间计量单位“秒” 在内的7大计量单位全面进入“量子时代”。这次变革最主要的特征是突显时间计量单位“秒”在新SI中的基础地位, 除了物质的量的单位摩尔之外, 其他基本单位都可以通过“秒” 和量子化自然表示, 而“秒”的定义不依赖于其他任何单位, 具有绝对独立性, 如此便形成了以“秒” 为中心导出新SI 其他5个基本单位的关联关系,“秒”在新SI中处于核心地位。令我们自豪的是, 由我国国家计量院研制并运行的铯原子喷泉基准钟技术处于国际领先地位, 我国是对国际标准时间具有表决权的少数国家之一。

人类探索时间计量科技的脚步从未停止。未来的时间计量可能会进入原子核, 以更加稳定的原子核能级跃迁振荡作为时间计量基准。还有人畅想, 如果将来我们进行星际旅行, 脉冲星可以作为星际通讯中可靠的同步时钟。历史的长河静静流淌, 关于时间的计量科技始终伴随着人类的生活与生产。时间计量影响着人类的认知, 推动着社会进步, 见证着人类文明创造一个又一个新的辉煌。