十進位是人類最早掌握的,最廣泛使用的計數方法。現行的公制單位裡,長度、重量等採用的都是十進位(或者是10的整倍數)。那為什麼時、分、秒之間的換算,採用的是六十進位而不是十進位?
時、分、秒是六十進位的,而角度的度量單位度、分、秒也使六十進位的,這之間沒有聯繫呢?答案當然是肯定的。古代人對於時間的測量是基於天文曆法和生活的需要。而在地球上,時間流逝最重要的特徵就是晝夜變化——即地球的自轉。
太陽的東升西落,(古代人由於沒有確立起日心說,所以大多把地球作為參照系,把太陽的當作圍繞地球做圓周運動的天體)是古代人認識時間的重要現象[1]。而角度在天文觀測中的作用十分突出,時間和角度的測量就緊密地聯繫起來了。
那為什麼角度要用六十進位呢?現代六十進位的雛形起源於兩河流域(今伊拉克境內),當地人在天文觀測中經常要用到角度的概念(天體視位置之間的距離用角度表示)。而在這裡就一定會涉及到等分角和小數的問題。
二等分、三等分、四等分、五等分、六等分……為了方便計算,最好使它們經過等分仍然是一個比較整的數。這一點就是六十進位相較於十進位方便的地方了:60是2、3、4、5、6的公倍數,而如果用十進位(或者100進位)記錄角度的話,遇到三等分、六等分;三分之一度、六分之一度時,只能用無限循環小數表示,不方便記錄和後續的計算。所以在時間和角度這兩個領域,十進位和六十進位的比較中,六十進位勝出。
六十進位誕生後在天文曆法方面得到了長期的使用並一直延續至今[2],獲得人們普遍的認可,成為了我們在日常生活中計時的重要工具。
除了時、分、秒,度量時間的單位有很多:大的單位有世紀、年、月、周、日;小的有釐秒、毫秒、微妙、納秒等等。它們依照的換算方式並不是六十進位。年月日之間的關係要遵循曆法確定。
比秒更小的時間單位是隨著科技進步,測量精確度的提高而產生的,它們之間的換算關係採用的是十進位,1釐秒=0.01秒、1毫秒=0.001秒、1微妙=0.000001秒……
隨著我們對自然界不斷地探索,我們也在不斷地追求更高的精確度,追求對時間更精準的把握。
[1]用於認識時間的自然現象有很多,比如月相的陰晴圓缺、夜晚恆星位置的變化等等。以天文現象來測量時間的原理基本上都是相同的。[2]我國古代天文學創造出過許多突出的成就,在曆法和計時方面發揮了重要的作用。我國古代天文學觀測天體時,將天體運行的圓周平均分為365段,一段稱為1度,而不是用六十進位。所以這裡說的六十進位在天文學的廣泛應用,指的是受古巴比倫、古埃及、古希臘影響較大的西方天文學。
文字來源:蒼鰭
圖片來源:網絡
本期責編:艫韽