60进制

60进制,第1张

60进制 时间为什么以60为一单位

施郁(复旦大学物理学系教授)1小时等于60分钟,1分钟等于60秒。

这里采用了60进制。

就是逢60进一。

60进制是巴比伦从苏美尔人那里继承并用于天文学和数学。

苏美尔人公元前两三千年就开始用60进制。

60有很多优点,因为它有很多因子:2,3,6,10,12,15,20,30,所以便于分割。

目前除了时间外,角度也用60进制。

古希腊的Eratosthenes将一个圆分为60份,用于一个地理纬度系统。

一个世纪后,Hipparchus设计了包含360度的纬度。

公元150年,托勒密将360度纬度的每度分为60份,每份叫做一分,每分又分为60秒。

又过了几个世纪后,分和秒才用于时间。

但是当时实际中的时钟通常将每小时分为两份、3份、4份乃至12份,但是没有60份。

直到16世纪末最早的机械钟才显示分钟。

现在我们仍然使用分、秒、时作为计时单位。

但是现在是用原子钟定义1秒:1秒是铯133原子基态的两个精细能级之间的辐射的周期的9192631770倍。

这个问题很有意思,为什么十进制这么方便,但是时间的单位偏偏要逢60进1呢?时间这个概念很早以前是与地球围绕太阳的转动、地球的自转和月亮绕地球的转动展开的,虽然古人不太明白天体运动的本质,但是他们大概知道这些天体的运动跟圆周有关。

而古人注意到一年大概是360天,月亮绕地球一圈的时间大概是三十天,这样的话大概就是12个月亮周期约等于一年,所以360是个用起来很方便的数字,他们于是就把圆周划分成了360份,用来记录角度,并且在时间上通过一定的修正方法来修正这些周期中的误差。

而在划分更小的时间单位的时候,比如说一天中的某个时刻的时候,人们还是用圆来表示——比如说日晷就是太阳影子在表盘上运动。

而在圆周上精确画出十等分的刻度是比较困难的,相比之下,2等分和3等分比较容易,因此选择一个合适的2和3的公倍数就是一个比较好的选择,比如说6,12,24等,而12这个数字跟一年有12个月又不谋而合(西方人就是根据月份把黄道上的星星分成12个星座——也就是所谓的黄道十二宫),所以12这个数字不约而同地出现在各个国家的时间单位中,比如说中国的十二个时辰和西方的2*12小时(他们认为白天晚上各有12个小时)。

在更加详细的机械表出现之后,为了让时针、分针和秒针对应的刻度同时出现在一个表盘上,就需要一个12的公倍数,这个时候60这个数字又出现了——于是同一个表盘既可以显示12个小时,又可以显示60分钟和60秒。

当然了,60这个数字只是一个巧合(也有可能是因为60是10和12的最小公倍数,方便同时考虑十进制和12个小时),因为原来还是有过36/72刻度的日晷方案【如下图所示】。

正是因为时间和圆周之间紧密的联系,现在的分/秒既是时间单位,也是角度单位。

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