人们的计时工具发生了什么变化？
几千年来，人类使用各种装置来计时和报时。目前使用的六十进制时间系统可以追溯到公元前2000年左右的苏美尔。古埃及将一天分为两部分，每一部分又分为12小时，用一个大方尖碑来跟踪太阳的运动。他们还发明了水钟。Amun-Re的管区大概是最早使用水钟的地方，后来也在埃及以外使用；古希腊人经常使用一种叫做clepsydrae的水钟。大约在同一时期，人们认为商朝已经使用了漏水钟——漏壶；漏壶可能早在公元前2000年就从美索不达米亚引进了。其他古代钟表包括蜡烛钟——用于中国、日本、英国和伊拉克；日晷——在印度和欧洲一些地方广泛使用；此外，还有一个沙漏，其工作原理类似于水钟。
最早的计时工具是靠太阳的影子来报时的，所以在阴天或者晚上是没有用的；而如果“针”与地轴不一致，这些计时工具就要根据季节变化重新校准。
第一个使用擒纵机构的钟出现在8世纪的中国。165438+20世纪，穆斯林工程师发明了重量驱动时钟。14世纪初，欧洲发明了机械钟。直到20世纪，机械钟还是标准的计时设备。20世纪，发明了应时振荡器，然后是原子钟。应时振荡器最初只在实验室使用，但后来被用于手表，因为它容易生产和准确。原子钟比所有的计时装置都精确，所以可以用来校准其他的钟表。并用于计算原子时和协调世界时。
早期计时工具
许多古代文明通过观察天体——通常是太阳和月亮——来确定时间、日期和季节。当今西方社会普遍使用的六十进制时间体系，可以追溯到大约四千年前的美索不达米亚和古埃及；后来，中美洲发展了类似的系统。
第一个日历可能是由冰河时代末期的狩猎采集者创造的。他们用树枝和骨头等工具来记录月相和季节。巨石阵在世界各地都存在，尤其是在史前的欧洲，比如英国的巨石阵。巨石阵被认为是用来预测二分点或至日(也被称为第二个至日；二至点)等等。那些巨石文明没有留下任何历史记录；因此，现代人对他们的历法或计时方法知之甚少。
公元前3500年至公元前500年
日影钟是第一个可以测量时间的装置[9]。据了解，最古老的日影钟来自埃及，由绿色片岩制成。公元前3500年左右在古埃及建造的方尖碑也是最早的日影钟之一。
埃及的太阳钟将一天分为十个部分，加上四个“黄昏时刻”——两个在早上，两个在晚上。有一种日影钟，由一根长杆和一根架空横杆组成。长杆上有五个不相等的标记，横杆的影子会投射到标记上。横杆早上指向东方，中午指向西方。方尖碑以类似的方式工作:阴影投射在它周围的标记上，这样埃及人就可以计算时间。方尖碑可以指示早晨或下午，夏天的至日或冬天的至日。
已知最古老的水钟发现于法老阿蒙霍特普一世(公元前1525-1504)的墓中，这表明水钟最早用于古埃及。另一方面，人们认为沙漏也是古埃及人发明的。此外，从公元前600年开始，埃及开始使用一种叫做默克特的铅垂线来测量夜间时间。这个工具的铅垂线与苟陈一(北极星)的铅垂线一致，形成南北子午环。当特定的恒星越过这条线时，它可以准确地说出时间。
公元前500年至公元前1年
柏拉图将水钟(漏壶)引入古希腊后，水钟成为古希腊广泛使用的计时工具。柏拉图还在水钟的基础上发明了闹钟。希腊人和新巴比伦王国把时间记录作为天体观测的一个重要部分。漏壶也在希腊法庭和后来的罗马法庭使用。
虽然水钟比日影钟好——室内、夜间、阴天都可以用；但是不准确。因此，希腊人想方设法改进他们的水钟[18]。到公元前325年，水钟的精度有了很大的提高，虽然还是不如日影钟。这时的钟有一个钟面，钟面上有时针，更容易准确地读出时间。水钟的常见问题是水压:当容器装满水时，增加的水压使水流得更快。公元前100年，希腊和罗马的钟表专家开始解决这个问题；在随后的几个世纪里，这方面得到了不断的改进。为了抵消由高水压引起的增加的水流量的影响，盛水的容器是圆锥形的，具有宽的顶部和窄的底部。所以，虽然水位下降了同样的距离，但是容器满的时候会比半满的时候流出更多的水。但是有些问题还没有解决，比如温度的影响。天气寒冷时，水流缓慢，甚至可能结冰。
虽然希腊人和罗马人大大改进了水钟的技术，但他们仍然继续使用影子钟。据说是数学家兼天文学家迪奥多发明了宇宙日晷。这个日晷可以准确地告诉地球上任何地方的时间，但现代人对它知之甚少。奥古斯都大帝统治时期，罗马人建造了历史上最大的日晷——奥古斯都日晷(en:Solarium Augusti)。它的针是赫利奥波利斯的方尖碑。
公元1-1500
水钟
李约瑟推测，水钟——漏壶可能是从美索不达米亚传入中国的，可能早于公元前二世纪的商朝，但不晚于公元前一世纪。自汉代(公元前202年)开始，破釜酒逐渐被破釜酒所取代，破釜酒的特点是壶面上漂浮着一个破箭头，随着水面的上升指示时间。
蜡烛钟
无法考证蜡烛钟第一次使用的时间和地点。然而，最早提到蜡烛钟的是中国在520年写的一首诗。这首诗说燃烧蜡烛是在晚上测量时间的一种方式。直到10世纪初，日本还在使用类似的蜡烛钟。
湘中
除了水钟、机械钟和蜡烛钟之外，熏香钟也在远东使用。大约在6世纪，中国首次使用了熏香钟。在日本的正仓，至今还保存着一口香钟，但上面的文字是梵文而不是中文。由于佛教中经常使用梵语，爱德华·沙菲尔推测香钟是用于佛教仪式中，是印度人发明的。熏香钟类似蜡烛钟，但燃烧均匀，没有火焰，所以在室内使用时比蜡烛钟更准确，也更安全。
使用擒纵机构的水钟
第一个使用擒纵机构的水钟是由一群密宗僧侣和数学家以及政府官员梁灵赞在长安建造的。这个擒纵水钟是一种天文仪器。一排的擒纵钟还是水钟，所以会受到温度变化的影响。976年，张思训解决了这个问题。他用水银代替了水，当温度下降到零下39摄氏度时，水银仍然是液体。
精密计时计
水运图像表
元佑元年(1086)，苏颂视察太史局浑天仪时，决心将浑天仪、大象、报时器合二为一。苏颂拜访吏部尚书韩公廉，获得张衡、张思训的《法器纲》。元佑三年(1088)动工，元佑七年(1092)“水运仪台”建成。
水运仪图像平台类似天文台，高约12米，宽7米，分为三层。上层是浑天仪(用于天体测量)，中层是浑天仪(天体运行演示)，下层是陈思(自动计时器)。整个过程由水力驱动，可以准确报时。李约瑟指出，这是欧洲天文钟的直接祖先。余少生初年，苏颂写了一本书《新仪像精要》，详细介绍了水运仪像平台的整体功能、150多个零件和60多幅插图。
靖康(1127)灾变期间，金兵将水运仪相机掠夺到燕京(北京)，放在四天台上。晋二年(1214)，因交通不便而废弃，但南宋谢肃保存的手稿却无人看懂。
现代计时工具
机械钟
机械钟是由一群和尚和一位官员梁令赞发明的。从元代到明代，计时器摆脱了天文仪器的结构，得到了突破性的新发展。元初郭守敬、明初詹西元创作了《大灯漏》、《五轮沙漏》。通过采用机械结构并增加表盘和指针来指示时间，其机械先进性得以清晰展现，电的时效性更加准确。
到公元14世纪，机械钟在西方国家广泛使用。16世纪，奥斯曼科学家恩:塔齐·阿尔丁发明了机械闹钟。
摆钟
1583年，意大利人伽利略建立了著名的等时性理论，这是摆的理论基础。1656年，荷兰科学家恩:克里斯蒂安·惠更斯应用伽利略的理论设计了钟摆。次年，在他的指导下，年轻的钟表匠S.Coster成功制造了第一只摆钟。1675年，他用游丝代替了原来的钟摆，从而形成了以发条为动力，游丝为调速机构的小钟表，同时也为制造便携式怀表提供了条件。
怀表
18世纪期间，发明了各种擒纵机构，为怀表的发展奠定了基础。英国人佐治·格拉咸在1726年完善了I轮擒纵机构；与之前发明的竖轴擒纵结构不同，所以怀表机芯比较薄。此外，1757年左右，英国人托马斯·穆奇(Thomas Mudge)发明了拨叉式擒纵结构，进一步提高了怀表的计时精度。在此期间，直到19世纪，产生了大量的手表制造商，促进了怀表的发展。
看
在1904年，飞行员阿尔贝托·桑托斯-杜蒙特要求他的朋友，法国钟表匠路易·卡地亚设计一块可以在飞行中使用的手表。其实在1868年的时候，帕特菲拉就已经发明了手表，只不过在当时，这种女士手链表只是作为首饰使用。路易·卡地亚创造了桑托斯手表，这是第一款为男士设计的实用手表。
水晶振子
1921年，en: Walter G. Cady制造了第一台石英晶体振荡器。1927年，沃伦·马瑞森和JW·霍顿在加拿大贝尔实验室制造了第一只石英钟。在随后的几十年里，由于真空管组成的石英钟体积庞大，只能在实验室里设置。
从65438年到0969年，精工制作了世界上第一块石英表——Astron。其准确性和低生产成本使应时手表非常受欢迎。
原子钟
原子钟比所有的计时装置都精确，几万年后也就几秒钟的时间，所以可以用来校准其他钟表。第一个原子钟发明于1949年，现在在史密森尼学会展出。美国国家标准局(又称EN:美国国家标准与技术研究所)的铯原子钟，每年的误差只有300亿分之一秒。
参考数据
时间的测量:时间、频率和原子钟
剑桥大学出版社，2001
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