《時間之旅——人類測度與紀量時間的歷程》

古埃及的歷法、方尖碑和日晷

古埃及的方尖碑（obelisk）是一根石柱，其計時原理如圖1.2所示。這種日晷叫作水平式日晷。據考證，最早的方尖碑是在公元前3500年左右建造的，后來陸續建造了多個。這些大碑除了用作日影計時外，還用作紀念碑，碑上的文字記載著建碑法老的功勛。古埃及人得到尼羅河的恩賜，每年一度的尼羅河水泛濫使土地肥沃，農耕便利，因此得以生息繁衍，創造了偉大的古埃及文明。

古埃及人發明了自己的文字和歷法，對數學、宗教、天文學等都有杰出的貢獻，直到今天還影響著世界。尤其是他們的金字塔（pyramid），堪稱世界奇跡。著名的吉薩（Giza）金字塔建于公元前 2600年，高達 143米，這一人類建筑的高度紀錄直至3000多年后才被英國倫敦的圣保羅大教堂所超越。許多人認為金字塔只是法老們炫耀權貴及夢想永生的陵墓，是勞民傷財的“大白象”工程，其實修建金字塔對古埃及的繁榮起了重要的作用。首先，它使得人們能夠大規模地組織起來，高效率地進行工作和戰爭;其次，它促進了采礦、貿易、交通、科技的發展及文化交流;再次，它還培育了一批領袖人才、工程師和技師，使古埃及得以興旺富強，統治延續了數千年之久。

然而隨著古埃及帝國的衰落以及時間的消磨，金字塔和方尖碑都漸漸傾倒或頹廢。金字塔搬不動，但許多方尖碑被作為戰利品運到了不同的地方。據記載，目前還完好的方尖碑約有29座，其中9座在埃及，11座在意大利，其他的散布在世界各地。作者曾經在美國紐約、英國倫敦、意大利羅馬、法國巴黎以及土耳其伊斯坦布爾見過這類方尖碑，其中最著名的是位于美國紐約及英國倫敦的一對方尖碑，它們叫作“克利奧帕特拉之針（ Cleopatra’s Needle）”。這兩個方尖碑建于公元前1450年左右，高21米，重224噸。碑上原來無字，200年后（公元前1250年左右）古埃及國王拉美西斯二世（Ramesses Ⅱ，公元前1303—公元前1213）下令在上面刻字，其中有一段是這樣寫的：“阿蒙（太陽神）的選君、太陽的兒子、上下埃及的國王拉美西斯，年輕、美麗、光榮，就像太陽從地平線升起，光照大地。”拉美西斯二世是古埃及第十三王朝的國王，18歲登基，在位60多年。他年輕時曾組建了一支10萬人的軍隊，南征北戰，中年后則注重和平。在他的統領下，埃及空前強大，其版圖擴展到今天的埃及、巴勒斯坦、以色列、敘利亞及伊拉克的一部分。后來，埃及艷后克利奧帕特拉（Cleopatra，公元前69—公元前30）為了紀念她的丈夫愷撒（Gaius Julius Caesar，公元前100—公元前44）（也有人說是為了紀念她的第二任丈夫安東尼（Mark Antony，公元前83—公元前30）把這對方尖碑移到了亞歷山大城（這一段故事后面會講）。隨著時間的推移，兩個大碑都倒塌在沙漠之中。后來埃及多次被征服，到了近代更是一蹶不振，任由西方列強宰割。1877年，其中一個大碑被搬到倫敦。1881年，另一個大碑被搬到紐約，當時的搬運頗費周折。這些高聳的大碑至今還宣示著古埃及人的智慧，給人以震撼的感覺。

到了公元前500年左右，世界上許多國家與地區都能制作日晷，日晷的設計也五花八門。除了方尖碑這樣的水平式日晷外，還有斜晷（又稱赤道式日晷）、極地式日晷、垂直式日晷、投影式日晷、等高式日晷等。圖1.6所示是一個古埃及制造的斜晷，外圈用羅馬字母標記月份，內圈用刻度標記時刻。這個日晷制作于公元前10年左右。此時古埃及托勒密王朝的最后一任女法老克利奧帕特拉早已過世，埃及不再有王室，只是羅馬帝國的一個行省，所以用羅馬字母標示。日晷只能在白天使用，古埃及人還制作了用于晚上觀星的裝置，這一裝置叫作“邁克歇（Merkhet）”（圖 1.7）。邁克歇由兩個部分組成：一部分是一個水平桿，一端吊著一個用于測量水平度的重錘;另一部分是一個用于目測的垂直桿，上面有個“V”形的觀測槽，兩部分同時使用可測量星座與地面所形成的俯仰角。實際使用時需要兩套裝置一起使用，一套對準一個標準的星座，另一套對準待測的星座，根據兩套裝置中間的夾角及俯仰角就可以確定晚上的時間。這是人類歷史上第一套有文字記錄的天文觀測裝置。

憑借天文觀測，古埃及人在公元前3000年左右創造了相當精準的歷法（圖1.8）。他們把今天的一天看作“兩天”，即白天是一天，黑夜又是一天。白天分成10個時段，這些時段通過日晷來確定。黑夜則分成12個時段，他們發現有12個星座，這些星座依次升降，就把黑夜平均地分成12段。白天與黑夜的分野由日出（黎明）與日落（黃昏）而定。因此，每個白天與黑夜共有10（白天）+12（黑夜）+2（黎明及黃昏）=24段，這就是每天24小時的前身。他們還注意到每隔10天就有一顆新星隨著太陽一起升起，在新星偕日升起后的9天里，每過一天，升起的時間就提前4分鐘。這樣的星星一共有36個，這樣就有10×36=360天。此后加上5天，一年共有360+5=365天。不過時過境遷，到今天這些星座已經不再能準確地計時了。另外，在古埃及歷中，一年的開始（歲首）是參照天狼星（Sirius）而定。天狼星位于南部偏東，是南方夜空中最亮的星星之一，它在每年7月的一天與太陽一起升起，然后消失在晨曦之中。這意味著尼羅河將開始周而復始的泛濫，因此埃及人把這一天定為每年的歲首。此外，他們還注意到天狼星出現的周期是365.25天，而不是 365 天，所以一年實際上是365.25天（這就是恒星年）。天狼星可以根據獵戶座（Orion）的腰帶來找。據考證，上面提到的吉薩金字塔就是根據天狼星與獵戶座的星象而建的（圖1.9a）。

古代中國也有天狼星的記錄，天狼星與附近弧矢九星組成一個星座。天狼星最亮，弧矢九星居天狼之東南，八星如弓弧，另外一星如矢，對著天狼星，故稱弧矢（圖1.9b）。屈原（公元前342—公元前278）的《楚辭·九歌》中就有“舉長矢兮射天狼，操余弧兮反淪降”。這里的天狼指的是秦國，楚國弧矢在手，卻反遭淪降。不過古代中國更重視北極星與北斗星座，這將在下一章中講述。

古時候科學技術還沒有發展起來，天文測量也不準確，西方與東方的星座大多是古人們構想出來的，并沒有什么嚴格的依據。同一個星座，西方與東方的命名也不同。

《時間之旅——人類測度與紀量時間的歷程》

杜如虛 楊暉 著/高等教育出版社

2022.1/89.00元

杜如虛

加拿大工程院院士，國際制造工程師協會（SME）Fellow，美國機械工程師協會（ASME）Fellow，珠江學者、泰山學者。主要從事精密工程與精密制造，生產制造過程及工藝，機器人與自動化，在線監測、診斷與控制等領域的研究。

本書系統講述了人類千年來為計時（測量時間）、紀時（厘定歷法）和認識時間所走過的曲折道路，其中不乏有趣的歷史事件和重要歷史人物的精彩故事。內容生動有趣、簡潔易懂。