時(shí)間的故事

前言

時(shí)間是我們使用最多的一個(gè)詞，無論我們作任何事情，都離不開時(shí)間。揮手召喚之間，低頭沉思之際，時(shí)間會(huì)不經(jīng)意地從我們身邊流逝。歷史上眾多文人墨客都對時(shí)間的流逝發(fā)出了無盡的感慨，也對時(shí)間的本質(zhì)進(jìn)行了深入的研究。    但直到現(xiàn)在，還沒有哪一種關(guān)于時(shí)間本質(zhì)的學(xué)說被世人一致認(rèn)同，也就是說人們并沒有搞清楚時(shí)間是什么。借用古希臘哲學(xué)家奧古斯丁的話來說——“時(shí)間是什么？沒有人間我，我很清楚；有人間我，我想說明，便茫然不解了?！泵總€(gè)人對時(shí)間的感覺正是如此，好像知道時(shí)間是什么，但要說清楚時(shí)間是什么的時(shí)候，就不知道時(shí)間是什么了。    現(xiàn)代人對時(shí)間有明確的定義，但只是時(shí)間功能的定義，就是確定一個(gè)維度的坐標(biāo)，這與空間坐標(biāo)類似，人們把時(shí)間和空間統(tǒng)稱為四維時(shí)空。定義時(shí)間的目的就是確定事件發(fā)生的時(shí)刻，這樣，可以比較兩個(gè)事件發(fā)生的先后順序。從這種意義上來說，我們生活的空間和時(shí)間是組合在一起的，三維空間分上下、左右、前后，還要增加時(shí)間的一維：過去、現(xiàn)在和未來。    本書沒有對時(shí)間的本質(zhì)進(jìn)行任何研究和說明，只是力圖用淺顯、生動(dòng)的語言說明現(xiàn)代人定義的時(shí)間，說明時(shí)間傳遞的各種方法，說明時(shí)間在各行各業(yè)的用途。    鑒于時(shí)間和空間的耦合關(guān)系，本書的第六章是關(guān)鍵內(nèi)容，說明了導(dǎo)航和時(shí)間的相互促進(jìn)、相互發(fā)展，這一章是本書的中間環(huán)節(jié)，承前啟后。    第六章之前是時(shí)間產(chǎn)生的各個(gè)環(huán)節(jié)，在對時(shí)間的作用進(jìn)行展示的基礎(chǔ)上，讓人從各方面感受時(shí)間，也從古代和現(xiàn)代的各個(gè)方面分析了時(shí)間的重要性。實(shí)際上，時(shí)間的產(chǎn)生也是人類社會(huì)各種需要促進(jìn)的結(jié)果，生產(chǎn)、生活和交流的需要，產(chǎn)生了時(shí)間的各種單位，也產(chǎn)生了不同的時(shí)間定義，而時(shí)間產(chǎn)生出來以后，只有通過各種方式傳送到用戶，才是有效的時(shí)間，為此，人們幾乎利用了所有的通信手段來傳遞時(shí)間。    第六章之后是時(shí)間在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用，總的來說，時(shí)間在各個(gè)行業(yè)的主要功能是進(jìn)行時(shí)間同步，但不同行業(yè)，時(shí)間同步的作用并不相同。在通信行業(yè)，時(shí)間同步以后，才能正確地翻譯出需要的信息，時(shí)間充當(dāng)翻譯的角色；在電力行業(yè)，時(shí)間又充當(dāng)著故障探測的角色；到了深空探測行業(yè)，時(shí)間則控制著火箭的發(fā)射和望遠(yuǎn)鏡單元的協(xié)同工作……本書形象地展示出了時(shí)間在不同行業(yè)扮演的不同角色。    最后，本書對時(shí)間的最終命運(yùn)也進(jìn)行了說明。需要說明的是，時(shí)間的最終發(fā)展方向是當(dāng)前宇宙學(xué)研究的熱點(diǎn)，仍然有很多爭議，本書只是選擇了其中的部分研究成果，如果讀者有興趣的話，可以查閱相關(guān)的文獻(xiàn)進(jìn)一步了解。    本書從最初的創(chuàng)意到提綱的確定，再到最后書稿的完成，畢穎編輯都投入了大量的心血。本書在編寫過程中，得到了邊玉敬研究員、李志剛研究員、漆貫榮研究員、王丹妮研究員、盧曉春研究員、楊旭海研究員、華宇研究員的大力幫助，張慧君博士、許龍霞博士、薛艷榮博士、劉婭博士、施韶華博士、朱峰博士等人收集了詳細(xì)的資料，在此表示感謝。路凱、韓博等人為本書繪制了大量插圖，李靜怡同學(xué)為本書的插圖提出了不少的修改意見，徐剛和郭綱兩位集郵愛好者提供了相關(guān)郵票圖案，在此一并表示感謝。同時(shí)還要感謝國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(110033004)提供的科研條件。    由于作者水平有限，其中難免存在一些疏漏之處，懇請廣大讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　每個(gè)人都離不開時(shí)間，每個(gè)人都使用時(shí)間，但時(shí)間是什么，卻很難說清楚。《時(shí)間的故事》力圖用淺顯生動(dòng)的語言，說明時(shí)間是如何產(chǎn)生的，并分析了時(shí)間的重要性，介紹了歷史上時(shí)間的各種定義、時(shí)間的傳遞方式、時(shí)間的各種單位，以及時(shí)間在各行各業(yè)的應(yīng)用?！　　稌r(shí)間的故事》適合具有中等文化程度的讀者閱讀，也可作為衛(wèi)星導(dǎo)航、時(shí)間頻率領(lǐng)域的工程技術(shù)人員的入門讀物。

作者簡介

李孝輝,國家授時(shí)中心博士生導(dǎo)師,長期研究時(shí)間的傳遞和應(yīng)用,經(jīng)常舉辦關(guān)于時(shí)間的科普講座.

書籍目錄

第一章　感受時(shí)間　
　獨(dú)特的時(shí)間　
　豐富的時(shí)間　
　文學(xué)的時(shí)間　
　生物的時(shí)間　
　四個(gè)人的時(shí)間　
第二章　時(shí)間很重要　
　古代時(shí)間的重要性　
　現(xiàn)代時(shí)間的重要性　
第三章　時(shí)間的單位根據(jù)需要產(chǎn)生　
　生存的需要產(chǎn)生了日　
　生產(chǎn)的需要產(chǎn)生了日歷　
　生活的需要產(chǎn)生了時(shí)、分、秒　
　航海的需要產(chǎn)生了時(shí)區(qū)　
第四章　時(shí)間的定義　
　時(shí)間與鐘表　
　近代的時(shí)間　
　現(xiàn)代的時(shí)間　
　我國的時(shí)間　
　計(jì)時(shí)工具的發(fā)展　
第五章　時(shí)間使用各種方式傳遞　
　什么是時(shí)間傳遞　
　古代的授時(shí)　
　現(xiàn)代的授時(shí)　
　現(xiàn)代的時(shí)間傳遞　
　實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的時(shí)間傳遞　
第六章　時(shí)間與導(dǎo)航定位密不可分　
　時(shí)間與空間是結(jié)合在一起的　
　依靠位置的時(shí)間測量　
　在地球上畫出網(wǎng)格　
　月距法與時(shí)鐘法的交戰(zhàn)　
　現(xiàn)代無線電導(dǎo)航　
第七章　時(shí)間是信息交換的翻譯官　
　時(shí)間引起的通信問題　
　想通信先同步　
　靠時(shí)間區(qū)分用戶　
　通信網(wǎng)與時(shí)間同步網(wǎng)　
第八章　時(shí)間是輸電線上的偵察兵　
　直流電和交流電　
　智能電網(wǎng)中的時(shí)間　
　使用時(shí)間的電網(wǎng)黑匣子　
第九章　時(shí)間是深空探測的司令員　
　深空探測的含義　
　深空探測的眼和腿　
　依靠時(shí)間的深空探測千里眼　
　定時(shí)啟動(dòng)的深空探測飛毛腿　
第十章　時(shí)間是互聯(lián)網(wǎng)上的大法官　
　一個(gè)應(yīng)用時(shí)間戳的商人　
　時(shí)間戳是如何工作的　
　時(shí)間戳的應(yīng)用　
第十一章　時(shí)間是交通運(yùn)輸?shù)募t綠燈　
　交通運(yùn)輸與時(shí)間　
　水運(yùn)航標(biāo)的指揮棒　
　時(shí)間對交通運(yùn)輸?shù)墓芾怼?br />第十二章 時(shí)間的最終命運(yùn)　
　時(shí)間開始于大爆炸　
　時(shí)間的單向流動(dòng)　
　時(shí)間結(jié)束于大擠壓　

章節(jié)摘錄

在古代，生產(chǎn)力相對低下，人們?nèi)粘龆鳎章涠?，對時(shí)間的需求主要表現(xiàn)在農(nóng)時(shí)的需求，為安排農(nóng)時(shí)，需要準(zhǔn)確的日歷。日歷和法律的結(jié)合就形成了歷法，中國古代歷法自秦漢以來共有100種以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了對普通法律的更改次數(shù)。為什么歷代如此頻繁地更改歷法呢？這是有其原因的。    歷法是權(quán)力的象征    首先，歷法是一種權(quán)力的象征。封建社會(huì)的皇帝宣稱其統(tǒng)治是順天意，皇帝登基以后，都宣稱其比前朝皇帝更是真命天子，他給出的歷法也比前朝更準(zhǔn)，需要重新頒布?xì)v法，紀(jì)年等都要重新開始。    其次，古代所有的活動(dòng)都要講究吉時(shí)。如皇帝登基要選擇吉時(shí)，處決犯人限定在午時(shí)三刻，民間婚喪嫁娶都對時(shí)間有嚴(yán)格要求，需要?dú)v法對吉時(shí)能準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，并且在重要的時(shí)刻，專門有欽天監(jiān)等類似官署進(jìn)行天文觀測，宣布吉時(shí)的到來，如果錯(cuò)過，欽天監(jiān)官員是要被間斬的。    對于間斬的時(shí)間，也是非常有講究的，古代處斬犯人是按照時(shí)辰執(zhí)行的，不同時(shí)辰間斬的處罰是有輕有重的。一般斬刑是正午開刀，讓犯人可以轉(zhuǎn)世作鬼；重犯或十惡不赦的犯人，一定選午時(shí)三刻開刀，是最嚴(yán)厲的懲罰，讓犯人連鬼都作不了，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候陽氣最盛，陰氣立刻消散。小說有“午時(shí)三刻開斬”之說，就是這個(gè)意思。    對于日食等異常情況，古人認(rèn)為是不吉利的，歷法就需要及早預(yù)報(bào)，以便人們及早避開，需要不斷更新歷法，對日食等進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報(bào)。    鑒于時(shí)間的重要性，歷代都由當(dāng)時(shí)的精英人物進(jìn)行天文觀測，確定歷法，歷法是皇權(quán)的象征，是非常重要的東西。    歷法是為統(tǒng)治者服務(wù)的    為什么要有歷法？歷法建立的本意是為農(nóng)業(yè)服務(wù)，即說明季節(jié)及其他天時(shí)的變化，以便農(nóng)民安排生產(chǎn)、生活。在原始的農(nóng)業(yè)社會(huì)，人們主要靠農(nóng)業(yè)生活，歷法是相當(dāng)重要的。但隨著歷法重要性的提高，它的作用不再局限于為農(nóng)業(yè)服務(wù)了。    隨著統(tǒng)治者對“天”的神秘性的認(rèn)識(shí)逐漸強(qiáng)化，特別是統(tǒng)治者為強(qiáng)化其統(tǒng)治的神圣性、正統(tǒng)性、合法性、穩(wěn)定性等的需要，歷法的主要功能開始發(fā)生轉(zhuǎn)移，除了客觀上仍為農(nóng)業(yè)提供時(shí)間安排外，更多的是偏向非農(nóng)業(yè)的目的——為占星服務(wù)、為政治服務(wù)，最終為王權(quán)統(tǒng)治的建立和穩(wěn)定服務(wù)。    古代有專門的欽天監(jiān)等專職天象觀測的機(jī)構(gòu)，通過觀測確定日歷，但這時(shí)并不能發(fā)布，需要皇帝認(rèn)定以后，才能以法律的形式頒布，皇帝的欽定即賦予了歷法的國家屬性，而詔令頒行則將歷法直接賦予了國家法律的屬性。中國絕大多數(shù)歷法是由皇帝詔令天文機(jī)構(gòu)和天學(xué)人員提出改進(jìn)或改革方案，最后由皇帝欽定而下詔發(fā)布，欽定形式是歷法頒行的一個(gè)傳統(tǒng)。    與一般法律的頒布不同，歷法頒布的儀式非常講究，說明朝廷對歷法的重視。從史料可見，早期歷法的頒布在儀式上似乎還并沒引起朝廷的高度重視，隨著統(tǒng)治者對歷法意義越來越深入的認(rèn)識(shí)，在頒行的儀式上也就越來越隆重。比如明代頒歷，洪武時(shí)在九月初一日，永樂時(shí)改在十一月初一日，萬歷后又改為十月初一日，地點(diǎn)先在南京，遷都北京后在奉天門(后改稱皇極門，即今太和門)。雖然時(shí)間和地點(diǎn)不同，但都十分重視頒歷典禮，有記載這樣說：“是日御殿，比于大朝會(huì)，一切士民虎拜于廷者，例俱得賜”。到了清代，頒歷典禮更為隆重。在每年的十月初一日，都要在午門舉行儀式。乾隆后為避其“弘歷”名諱，將“頒歷”改稱“頒朔”。由于清代的頒朔典禮十分隆重，故在乾隆五年頒朔時(shí)，乾隆一時(shí)興起，作了一首詩《十月朔日頒時(shí)憲書》，以表其一統(tǒng)天下之得意心態(tài)。歷法越來越隆重的頒布儀式，說明歷法本身有著非同尋常的意義。P23-25

媒體關(guān)注與評論

這本書為我們展示了人類計(jì)時(shí)和授時(shí)技術(shù)發(fā)展的歷程，描繪了精密時(shí)間在現(xiàn)代生活中的種種應(yīng)用，尤其是對時(shí)間應(yīng)用的介紹，非常生動(dòng)有趣，值得一讀。國家授時(shí)中心主任原中國天文學(xué)會(huì)副理事長  郭際古人云：上下四方曰宇，往古今來曰宙。空間和時(shí)間構(gòu)成了世界萬物賴以生存和發(fā)展的宇宙，時(shí)間串起了空間，使得宇宙演化清晰而靈動(dòng)起來。本書以通俗的語言和生動(dòng)的故事為讀者展示時(shí)間科學(xué)的方方面面，值得我們?nèi)ゼ?xì)細(xì)體會(huì)。原國家天文臺(tái)臺(tái)長中科院院士    艾國祥當(dāng)我閱讀了全書后，感到這是一本可讀性強(qiáng)、文圖皆好的書，里面的許多插畫十分有趣。要寫出一本好的科普讀物，作者當(dāng)然要是這方面的行家里手，而且還要有科普創(chuàng)作的激情和動(dòng)力，本書的作者就做到了這點(diǎn)。著名天文學(xué)家    李元本書是近年來出版的最為通俗、最為實(shí)用、內(nèi)容最新的一本關(guān)于時(shí)間的書，可以說，中國也有自己的時(shí)間科普了。                                         一位喜歡讀書的科學(xué)愛好者

編輯推薦

《時(shí)間的故事》是一本比霍金的《時(shí)間簡史》理解起來容易得多的科普書.中國科普研究所研究員、中國天文館事業(yè)的先驅(qū)者李元先生作序推薦第一次科學(xué)、生動(dòng)、有趣、全面地講述了時(shí)間的基本知識(shí)。第一次介紹了秒以下的時(shí)間。所有的時(shí)間科普書籍都集中說明天、月、年等歷法方面，但目前科技發(fā)展，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了這些內(nèi)容，目前時(shí)間工作者主要處理秒以下的部分，精度到達(dá)納秒、皮秒。第一次介紹時(shí)間的應(yīng)用。目前時(shí)間幾乎涉及到我們生活的每一個(gè)方面，通信、交通、網(wǎng)絡(luò)、航空航天等都離不開時(shí)間的幫助。第一次加入了關(guān)于時(shí)間的故事，如古代人為什么做事要選擇時(shí)辰？海盜為什么總要蒙著一只眼？日子有時(shí)候還會(huì)丟掉？發(fā)明可以計(jì)時(shí)的鐘表原來還頗費(fèi)周章等等，通過這些故事我們可以記住時(shí)間對人類的貢獻(xiàn)。

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