《时间之旅——人类测度与纪量时间的历程》

古埃及的历法、方尖碑和日晷

古埃及的方尖碑（obelisk）是一根石柱，其计时原理如图1.2所示。这种日晷叫作水平式日晷。据考证，最早的方尖碑是在公元前3500年左右建造的，后来陆续建造了多个。这些大碑除了用作日影计时外，还用作纪念碑，碑上的文字记载着建碑法老的功勋。古埃及人得到尼罗河的恩赐，每年一度的尼罗河水泛滥使土地肥沃，农耕便利，因此得以生息繁衍，创造了伟大的古埃及文明。

古埃及人发明了自己的文字和历法，对数学、宗教、天文学等都有杰出的贡献，直到今天还影响着世界。尤其是他们的金字塔（pyramid），堪称世界奇迹。著名的吉萨（Giza）金字塔建于公元前 2600年，高达 143米，这一人类建筑的高度纪录直至3000多年后才被英国伦敦的圣保罗大教堂所超越。许多人认为金字塔只是法老们炫耀权贵及梦想永生的陵墓，是劳民伤财的“大白象”工程，其实修建金字塔对古埃及的繁荣起了重要的作用。首先，它使得人们能够大规模地组织起来，高效率地进行工作和战争;其次，它促进了采矿、贸易、交通、科技的发展及文化交流;再次，它还培育了一批领袖人才、工程师和技师，使古埃及得以兴旺富强，统治延续了数千年之久。

然而随着古埃及帝国的衰落以及时间的消磨，金字塔和方尖碑都渐渐倾倒或颓废。金字塔搬不动，但许多方尖碑被作为战利品运到了不同的地方。据记载，目前还完好的方尖碑约有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。作者曾经在美国纽约、英国伦敦、意大利罗马、法国巴黎以及土耳其伊斯坦布尔见过这类方尖碑，其中最著名的是位于美国纽约及英国伦敦的一对方尖碑，它们叫作“克利奥帕特拉之针（ Cleopatra’s Needle）”。这两个方尖碑建于公元前1450年左右，高21米，重224吨。碑上原来无字，200年后（公元前1250年左右）古埃及国王拉美西斯二世（Ramesses Ⅱ，公元前1303—公元前1213）下令在上面刻字，其中有一段是这样写的：“阿蒙（太阳神）的选君、太阳的儿子、上下埃及的国王拉美西斯，年轻、美丽、光荣，就像太阳从地平线升起，光照大地。”拉美西斯二世是古埃及第十三王朝的国王，18岁登基，在位60多年。他年轻时曾组建了一支10万人的军队，南征北战，中年后则注重和平。在他的统领下，埃及空前强大，其版图扩展到今天的埃及、巴勒斯坦、以色列、叙利亚及伊拉克的一部分。后来，埃及艳后克利奥帕特拉（Cleopatra，公元前69—公元前30）为了纪念她的丈夫恺撒（Gaius Julius Caesar，公元前100—公元前44）（也有人说是为了纪念她的第二任丈夫安东尼（Mark Antony，公元前83—公元前30）把这对方尖碑移到了亚历山大城（这一段故事后面会讲）。随着时间的推移，两个大碑都倒塌在沙漠之中。后来埃及多次被征服，到了近代更是一蹶不振，任由西方列强宰割。1877年，其中一个大碑被搬到伦敦。1881年，另一个大碑被搬到纽约，当时的搬运颇费周折。这些高耸的大碑至今还宣示着古埃及人的智慧，给人以震撼的感觉。

到了公元前500年左右，世界上许多国家与地区都能制作日晷，日晷的设计也五花八门。除了方尖碑这样的水平式日晷外，还有斜晷（又称赤道式日晷）、极地式日晷、垂直式日晷、投影式日晷、等高式日晷等。图1.6所示是一个古埃及制造的斜晷，外圈用罗马字母标记月份，内圈用刻度标记时刻。这个日晷制作于公元前10年左右。此时古埃及托勒密王朝的最后一任女法老克利奥帕特拉早已过世，埃及不再有王室，只是罗马帝国的一个行省，所以用罗马字母标示。日晷只能在白天使用，古埃及人还制作了用于晚上观星的装置，这一装置叫作“迈克歇（Merkhet）”（图 1.7）。迈克歇由两个部分组成：一部分是一个水平杆，一端吊着一个用于测量水平度的重锤;另一部分是一个用于目测的垂直杆，上面有个“V”形的观测槽，两部分同时使用可测量星座与地面所形成的俯仰角。实际使用时需要两套装置一起使用，一套对准一个标准的星座，另一套对准待测的星座，根据两套装置中间的夹角及俯仰角就可以确定晚上的时间。这是人类历史上第一套有文字记录的天文观测装置。

凭借天文观测，古埃及人在公元前3000年左右创造了相当精准的历法（图1.8）。他们把今天的一天看作“两天”，即白天是一天，黑夜又是一天。白天分成10个时段，这些时段通过日晷来确定。黑夜则分成12个时段，他们发现有12个星座，这些星座依次升降，就把黑夜平均地分成12段。白天与黑夜的分野由日出（黎明）与日落（黄昏）而定。因此，每个白天与黑夜共有10（白天）+12（黑夜）+2（黎明及黄昏）=24段，这就是每天24小时的前身。他们还注意到每隔10天就有一颗新星随着太阳一起升起，在新星偕日升起后的9天里，每过一天，升起的时间就提前4分钟。这样的星星一共有36个，这样就有10×36=360天。此后加上5天，一年共有360+5=365天。不过时过境迁，到今天这些星座已经不再能准确地计时了。另外，在古埃及历中，一年的开始（岁首）是参照天狼星（Sirius）而定。天狼星位于南部偏东，是南方夜空中最亮的星星之一，它在每年7月的一天与太阳一起升起，然后消失在晨曦之中。这意味着尼罗河将开始周而复始的泛滥，因此埃及人把这一天定为每年的岁首。此外，他们还注意到天狼星出现的周期是365.25天，而不是 365 天，所以一年实际上是365.25天（这就是恒星年）。天狼星可以根据猎户座（Orion）的腰带来找。据考证，上面提到的吉萨金字塔就是根据天狼星与猎户座的星象而建的（图1.9a）。

古代中国也有天狼星的记录，天狼星与附近弧矢九星组成一个星座。天狼星最亮，弧矢九星居天狼之东南，八星如弓弧，另外一星如矢，对着天狼星，故称弧矢（图1.9b）。屈原（公元前342—公元前278）的《楚辞·九歌》中就有“举长矢兮射天狼，操余弧兮反沦降”。这里的天狼指的是秦国，楚国弧矢在手，却反遭沦降。不过古代中国更重视北极星与北斗星座，这将在下一章中讲述。

古时候科学技术还没有发展起来，天文测量也不准确，西方与东方的星座大多是古人們构想出来的，并没有什么严格的依据。同一个星座，西方与东方的命名也不同。

《时间之旅——人类测度与纪量时间的历程》

杜如虚 杨晖 著/高等教育出版社

2022.1/89.00元

杜如虚

加拿大工程院院士，国际制造工程师协会（SME）Fellow，美国机械工程师协会（ASME）Fellow，珠江学者、泰山学者。主要从事精密工程与精密制造，生产制造过程及工艺，机器人与自动化，在线监测、诊断与控制等领域的研究。

本书系统讲述了人类千年来为计时（测量时间）、纪时（厘定历法）和认识时间所走过的曲折道路，其中不乏有趣的历史事件和重要历史人物的精彩故事。内容生动有趣、简洁易懂。