李鉴 霍智慧
从36旬星到12时辰
古埃及新王国时期哈索尔神庙天花板上的天文图案。中间是黄道星座，内圈上的人物是36旬星，它们是夜间时刻的指示者，同时也可能是参与仪式的神祗
公元前1500年以前，埃及人已经发明了日晷来计时，他们将日出和日落之间的时间分成了12段。到了夜间，通过天文观测来确定时间。具体来说就是，用36个恒星或旬星，将天球划分成基本均匀的36段，通过其中的18星的次第升起就可以知道夜晚的时刻。而在18星中，晨光和昏光时段各有3星不易观测，其中的12星则完全用于黑夜的计时。这相当于把夜晚的长度也分成了12段。另外，当时埃及发明了“水钟”用于夜间计时，水钟上的刻度就是12等分的，相当于中国古代的漏刻。而到了古埃及的新王国时期（公元前1550年至公元前1070年），观星计时系统简化成了24星，其中12星用于夜晚计时。从那时起，把白天和黑夜各分为12段、一天共计24段的传统就形成了。
不过因为昼夜的长度随着季节而发生变化，白天和夜晚这两个12段的长度，既不固定也不相等，也同样随季节变化着。几百年后，古希腊天文学家喜帕恰斯提出，可以按照春分日（昼夜等长）的昼夜时段将这两个12段固定下来，这样可以将一天均分为24段。但在接下来的1000多年里，人们还是习惯昼夜并不等长的时间划分。那时的计时工具包括圭表、日晷、漏刻、沙漏等，尽管精度通常也只有几十分钟，但并不影响日常生活。
水运仪象台以漏刻水力驱动，是集天文观测、天文演示和报时系统为一体的大型自动化天文仪器，标志着中国古代天文仪器制造史上的高峰，被誉为世界上最早的天文钟。图为复原的水运仪象台模型（图片来源/国家天文台）
故宫太和殿前的日晷，十二时辰各分成初、正两段，这种划分方式起源于宋朝
日本大阪天满宫关于十二时辰的雕刻（图片来源/维基百科）
在中国古代的殷商时期，人们将日出前到日落后的白天分为了个时段，夜晚分为5个时段，后世将夜晚分成五个更次可能就发端于此。到西周（早于喜帕恰斯几百年）时，已经建立了均匀的十二时辰划分法，以午夜作为子时的正中，和今天的24小时正好对应。宋代以后又将每个时辰平分为初、正两份，这就相当于24时制了。后来中华民国采用公历纪年和西方的24时制，每个时段是传统十二时辰的一半，因而称之为“小时”。另外，中国在秦汉时期就已发明了相当精确的漏刻，并把一天分成100刻，即百刻制。
十二时辰、百刻制和五更制已成为中国传统文化的重要组成部分。特别值得一提的是，宋代天文学家苏颂于公元1088年发明的水运仪象台，每天的计时误差仅为100秒左右，比欧洲同样精度的时钟早了400年。
中世纪的机械钟能精确到秒吗
机械钟14世纪首次在欧洲出现之后，小时的长度才固定下来，形成了均分的24时制。人们开始将一小时划分为60分钟，一分钟划分为60秒，1秒的长度即为1/86400天，这就是“秒”的由来。
公元1550年，机械钟钟面上首次出现了分针，计时精度开始达到分钟的量级。1675年，荷兰物理家惠更斯利用单摆的“等时性”制成第一台摆钟，每天的计时误差降到了10秒左右。1759年，英国钟表匠哈利森造出精密的航海钟，每天走时误差不超过1秒，机械钟钟面上第一次出现了秒针。在发明日晷3000多年、秒的概念提出400多年之后，人们终于可以计量秒的长度了。
1783年瑞士制造的铜镀金转花自鸣过枝雀笼钟，钟面上已经出现了秒针（图片来源/故宫博物院钟表馆）
19世纪末法国制造的铜镀金珐琅围屏式摆钟（图片来源/故宫博物院钟表馆）
知识链接
12时辰，60进制与度分秒
现在人们较广泛使用的数字系统是十进制，这可能和人们用+根手指计数有关。除了10，还有12和60也是沿袭至今的重要计量单位。例如12时辰、1度等于60分等。12可能来自于一年所包含的月数（12个）。再加上12这个数字本身可以被2、3、4整除，使用起来也很便利，例如将圆周12等分就要比10等分容易得多，这些可能都是原因之一。
