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《 计量史 》研究生课程论文
课程论文成绩： 评语： 任课教师签字： 年 月 日 从日晷的发展浅析计时的重要性
时间的计量是计量学的重要研究内容之一，时间计量的要素是计时方法。时间的单位确定以后，如何选用合适的计时仪器反映出时间的流逝，则是计时方法所要解决的问题。本文主要从计时仪器日晷的发展过程来解析计时的重要性。
1 日晷的发展
时间概念的产生，源于人们对太阳视运动的感受。这启发人们只要观察太阳在空中的方位就可以计量时间，但是太阳在空中，缺乏观测背景，无法标示其具体方位，而且阳光直射人目，也不利于观察。因此，人们想到在平地上立一个杆子，然后观察其影子的变化，就可以逆推太阳的位置，从而得知相应的时刻。这种方法的实践，就形成了日晷计时的雏形。
早期的日晷的比较简陋，选取一块平坦的地面，中间竖立一根杆子，然后在杆子周围画上一些表示时刻的线条，根据杆影落在这些线条之间的位置，来读取时刻。晷面水平放置的日晷叫做地平式日晷，这是早期日晷计时的产物。日晷计时在中国古代究竟何时产生，现在尚无可靠的文字记载。最早出现在《史记?司马穰苴列传》，里面描述了一架地平式日晷。这说明在战国时期日晷已经司空见惯，由此可以推断日晷产生应该在战国之前。早期日晷的出现并不是偶然的，它是劳动人们长期实践总结的产物，古代人民已经意识到计时的重要性。
随着历史上不断前进，日晷画在地上不便移动，秦汉时期的日晷采用石板制成，例如内蒙古出土的托克托城日晷和如图所示的洛阳出土金村日晷。它们是在石板上画一个大圆圈，杆处于圆心出，把外围的圆周等分为100份，与一天分为100刻是对应的。对于它们的使用方法，学术界有不同的看法，但认为它是地平式日晷的观点应该说是合乎历史发展过程的。根据出土的地点来看，它们当时已经在很大的局域内被使用了。但是，这类日晷存在着较大的计时误差。日晷平放在地面上，日出及日落时，表影移动的较快，而日中时移动的慢，这就会产生误差。由此，地平式日晷晷面如果是均匀刻度，就不能反映真正的时刻。此时，人们已经想到把白天的时刻进行划分，进而进行更加准确的计时。
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图1 洛阳金村日晷
随着科学技术的不提升，人们逐渐意识到均匀刻度的误差较大，隋朝时期天文学家袁充以均匀刻度的地平式日晷为计时依据，把均匀刻度改为不均匀的。这一改革，虽然使时间刻度与日晷显示的时间做到一致，但它与传统习惯不一致，也与其他计时仪器相矛盾，遭到了人们的抵制。
南宋时期赤道式日晷广为流行，晷面放置与赤道面平行，晷面上刻度是均匀的，上下两面均有刻度，春分到秋分看上盘面，另外半年看下盘面。根据这种计时原理，人们对其做了种种改进，如图2所示的便携式日晷，不仅能随时随地的计测时间，还能分辨方向，方便携带。这种日晷的出现显示出古代人们对计时的重视，可以随时随地的读取时间，对社会的生产和发展具有重要的意义。
图2 便携式木制赤道式日晷
除了地平式和赤道式日晷，还有一种球面日晷，其中最著名的是元代天文学家郭守敬所发明
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《 计量史 》研究生课程论文 的仰仪。仰仪不仅能够进行计时，而且还可以测知相应节气的发生时刻，这对农民的生产生活具有重大的意义。仰仪是中国日晷计时发展的巅峰，它的精确度是最高的。这也说明人们对于计时的需求越来越高，计时涉及到生活生产的方方面面。
2 计时的重要意义
计时从古至今都是一个重要的话题，贯穿于社会历史发展的各个角落。从历史来看，每个朝代都设有专门从事时间计量的机构，这就说明统治者对计时的重视。上到国家，皇帝的生活作息都需要制定专门的时间表，大臣们上朝也必须按照规定的时间，分秒必争；国家的祭祀等重大活动都有专门的部门进行时间的规划计测，在这个层面对计时要求非常严格。下至黎民百姓，在进行播种，收割等生产活动都离不开时间的指导，这样才能获得最好的收成。在生活中，人们社交活动也需要时间来进行规划，例如宴会等一些集体性的活动，这样才能达到更好的效果。现代社会更离不开计时，它存在我们的生产，生活，工作的各个方面。我们的上学放学，上班的打卡签到都需要准确的计时，手机、手表时刻提醒着我们要注意时间。在铁路运输事业上如果没有精准的时间控制列车的运行，其后果是不堪设想的。在国民经济的有关部门中，在国防事业建设上，在航天科学和有关的科研领域中，都离不开精准的时间计测工作。在科研中计时显得尤为重要，甚至要精确到微秒纳秒的级别，只有做好时间的计量，才能取得预想的结果。在各种工作中，时间是我们安排工作，协调统一的关键，只有时间把握的好，我们才能成功。
随着现代科技的不断发展，人们对于计时精度的要求越来越高，计时器的研制也显得尤为重要。美国科学家马瑞松在1929年研制出了石英晶体钟，最好的石英晶体钟的守时精度为每月一毫秒，误差大大的减小。计时器另一个重大的进步是原子钟，包括氨原子钟、铯原子钟、铷原子钟等，其中铯原子钟可以做到40万年误差一秒钟，计时精度非常的高。目前技术还在不断的发展，肯定可以做出更好的计时器。现代的技术虽然发展很快，但是很多都是建立在电磁基础上的，如果有电磁干扰，这些计时器就会失灵，日晷不会受这些因素影响，在现代的关键时刻依然有它的作用。
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