量度宇宙的節奏，時間科學與人類文明的演進：當人類第一次開始感知「時間的流動」，時間就開始無孔不入地影響人們的生活！

從恆星到原子，「時間」在每一瞬間編織宇宙的絲線，
塑造古老文明、演繹著自然界的生命律動、推動科技知識進步……
從古老神話到現代科學，揭開時間與人類千絲萬縷的關係！

▎宇宙的節奏：日月星辰流轉
本書是一部深入探討時間概念及其對人類社會影響的著作。從天文學的宏觀視角到人類文化的微觀解析，作者以豐富的知識和細膩的筆觸，揭示了時間測量、感知以及其在各文化中的表現方式如何塑造了人類文明的歷程。書中不僅探討了時間的科學基礎，如天體運動的週期性，還深入到時間在人類社會中的角色，包括曆法的發展、時間測量工具的進步，以及時間觀念如何影響人類歷史和日常生活。

▎時間感知：當人類開始知道「時間」
在書的一開頭，作者著重於宇宙與天體如何定義時間的基本框架，從恆星日與太陽日的差異，到格林威治標準時間的確立，展示了人類如何從觀察自然現象中逐步建立起對時間的共同認知。此外，書中還探討了各種曆法的演變，從農曆到格里曆，展示了人類如何根據不同的文化和生活需求，創造出符合自己的時間記錄系統。這不僅是對時間測量技術的探索，也反映了人類對時間無窮無盡的好奇與追求。

▎結繩記日到原子鐘：時間測量技術的演進
第二部分則轉向了時間觀念的形成與演變，以及自古以來不同的計時方式。從古代的觀天授時到現代的原子鐘，人類如何逐步精確地測量時間，更因此推動了科學、航海甚至是經濟的發展。此外，本部分還涵蓋了時間在不同文化中的象徵意義，以及它如何被賦予神話與宗教的意涵，從而豐富了人類對時間的感知與理解。

▎生物學角度看「時間」：生理時鐘
在探討了時間的物理與文化層面後，第三部分專注於生物學角度下的時間，探索了自然界中的「時間奇蹟」。從生理時鐘到季節性行為，作者談論了時間如何在自然界中扮演關鍵角色，並探討了人類如何從自然界學習，以及如何應用這些知識來改善我們的生活和健康。這一部分不僅呈現了時間與生命緊密相連的關係，也強調了解自然時間節律對於現代社會的重要性。

【本書特色】：
本書深入剖析時間的本質及其對人類文明的深遠影響，不僅談論了時間測量的科學原理和技術演進，還探討了時間在不同文化中的象徵意義和生物學中的作用，豐富了我們對時間的理解，包括中國的二十四節氣與農曆、生物特殊的生理時鐘、時間的悖論與相對性、曆法的演變等等，展現時間在不同的科學、技術、文化背景下的理解和應用。

侯東政，物理系出身，卻對生物與化學有濃厚的興趣，每次轉到國家地理頻道都看得非常入迷。平時除了在研究室做實驗，喜歡到一旁的河濱公園打球紓壓，最喜歡的書是康拉德《所羅門王的指環》。著有《這堂生物課很會》、《0負擔天文課》等多本暢銷作。

李慕楠，專職編者。

宇宙節奏：天體週期的奧祕
人類與時間：從認知到定義
時間感知：從具體到抽象
發展驅動：人類對時間認知的演進
神話中的時間：傳說與故事
星與日：恆星日與太陽日的差異
地方時的多樣性
格林威治標準時間的形成
曆法演變：世界公曆的淵源
月亮與陰曆：天然的時間記錄者
農曆：獨特的陰陽曆體系
二十四節氣的文化意義
生肖與干支：時間的華夏印記
西方月份：名稱背後的故事
星期與禮拜：時間的社會節奏
探索未來：明日世界的曆法
時間測量：從古至今
時間觀念的形成與演變
瞬間與持續：「時刻」與「時間間隔」
計時方法的演變
天空座標：天文時間的測量
時間再測量
從世界時到各區標準時間
人類歷史的軌跡：曆法的發展
結繩記日刻木相會
什麼是曆法
公曆的紀元
歷史上不同的計時工具
生理時鐘：自然界的時間奇蹟
自然界的奇妙鐘錶—地質鐘
生物界的「潮汐鐘」
總是朝向太陽的「向日葵」
花開花落總有時
蟑螂身體裡的「鐘」
秋去春回的候鳥
樹木的年齡—年輪
生理時鐘與時差症候群
生理時鐘與合理支配時間
生理時鐘的調整
為什麼要研究生理時鐘
時間的軼事：趣味與奇觀
有趣的時差
顛倒的季節
洞中方七日，世上已千年
倒數計時的由來
失蹤了的時間
利用地球的自轉確定秒長—世界時
利用地球的公轉確定秒長—曆書時
原子時與協調世界時、閏秒
協調時間的國際組織
新的挑戰
百萬分之一秒的用途
準確時間的傳遞
時間到底是什麼
時間不會倒流的證明
亞里斯多德的悖論
牛頓的「絕對時間」觀念
時間的相對性
赤道上的時鐘走得慢
逐漸減慢的重力鐘
時間有無開頭和終結
世界之最
最大的日晷
最早的電子手錶
歷時最久的戰爭
發出時間最長的信
統治時間最長的君主

宇宙節奏：天體週期的奧祕

人類與時間：從認知到定義

在日常生活中，我們每天都會不止一次地提到「時間」這個詞。但是，如果有人問你：「什麼是時間？」你該怎麼回答呢？

你乍聽之下或許會覺得這個問題很簡單，但當你開始組織語言試圖回答的時候，可能又會感到茫然，不知應該如何措詞才好。

這種直覺和行為之間的衝突，恰好反映了多數人對時間的模糊見解。

然而，不管人們的感覺和認知如何，時間總是一刻不離地伴隨著我們的日常生活與活動。壯觀的黎明、綺麗的晚霞；楓葉由綠轉紅；候鳥南來北往；天體的形成與演化、乃至於人類的出生到死亡，無一不是在時間的規範之下所運作著的。

時間也是一個基本的物理單位，它與科學技術的發展密切相關。自古以來，人類曾經利用各種不同的週期運動作為標準去測量時間，並創造出巧奪天工的計量時間的工具——時鐘。

時間感知：從具體到抽象

在人類對於客觀世界的感知中，最難掌握的可能就是時間——它看不見、摸不到，且永遠固執地向前奔馳。人類在時間的長河中誕生、成長，也在這條長河裡衰老、死亡；人生中的一些重要經歷，包含童年、嫁娶、事業上的失敗和成功，無不以時間來劃分。因此，如何在有限的時間裡做出更多有益於人類的行動，創造出生命的最高價值，就成為人們對時間投以莫大關注的一個重要原因。

人類在與大自然的相處過程中，不但很早就知道依照天象、星辰變化的規律制定曆法，編排年、月、日，並用這個規則來記錄包括他們自身經歷在內的重要事件，還逐步學會製造各式各樣的時鐘，為自己的起居作息提供參考。隨著科學技術的進步，人類控制和駕馭時間的能力也在不斷提高。

但奇怪的是，一直以來人類卻沒有找到科學的時間定義，換言之，人類並不知道時間到底是什麼。心理學家認為時間是人的感覺意識；物理學家視時間為運動的單位；而對於某些哲學家來說，時間則是另外一種東西。儘管這些人各自都可以撰寫有關時間的著作，但卻沒有一個人能以讓其他人滿意的詞彙說出時間的定義。

第一個說出定義「時間」相當困難的人，是距今1,500多年以前的西羅馬帝國主教奧古斯丁（Augustine），他說：「什麼是時間？如果有人問我，我知道；如果要求我解釋，我就不知道。」

奧古斯丁對時間進行過許多研究，他還發表過其他一些似是而非的言論。可以推想，奧古斯丁所知道的，可能是人類對於時間的意識或感覺；而他所不知道的，恐怕正是產生這些意識或感覺的客觀的時間本體。

在科學概念和日常生活中，「時間」這個詞包含各自獨立卻又相互關聯的兩種涵義：時刻和時間間隔。前者表示時間長河裡的某一個瞬間，後者表示一段時間的間距。例如「第一節課從幾點開始？」指的是時刻；而「第一節課要上多久？」則指的是時間間隔。

時刻和時間間隔可以用相同的單位——日、時、分、秒等來表示，但它們之間是有區別的，且它們雖然可以對時間作出一種具體的描述，但對於了解時間的本質卻沒有任何幫助。

「什麼是時間？」這個問題歸根究柢是與認識論（Epistemic）中一些基本問題的解答連結在一起的。這些基本問題包括：人的感覺是客觀存在的反應、還是說客觀存在其實是人的感覺的集合體？

唯心主義的作家們對於時間所作的種種論述，差不多都以後者為依據。儘管他們也可以對時間的某些特徵作出相當詳細的描述，但他們終究不可能揭示時間的本質；而當他們難以在自己製造出來的時間迷霧中為自己的觀點找到一個經得起辯證的說法時，又往往不得不求助於神靈，或者把時間解釋為未知的怪物。

時間本質問題開始真正被解決是馬克思主義（Marxism）誕生以後的事。馬克思主義認為，時間的本質在於它的物質性，它並不依賴於人類的意志而客觀存在——時間是物質存在和運動的一種最基本的形式，具有宇宙以及宇宙和觀察者之間相互連繫的基本屬性，「時間以外的存在和空間以外的存在，都是非常荒誕的事情。」（恩格斯《反杜林論》）物質運動、變化的永恆性，賦予時間無限性。馬克思主義哲學對於時間本質的論述，為人類對時間的認知開闢了一條正確的道路。

日、月、年的概念的產生，以及時間均勻流逝的理論的建立，意味著人類對時間的認知已經由經驗感覺達到理性思維的階段；而同時的相對性（Relativity of Simultaneity）以及重力時間膨脹（Gravitational Time Dilation）等理論，更是這一理性思維的進一步深化。

發展驅動：人類對時間認知的演進

在人類發展的史前階段，由目前的資料可以推測至少有3個原因，促使人類去了解時間，並不斷地推動既有認知向前發展和深化。

首先是生存的需求。遠古時代，人類使用最簡陋的工具，靠採集和漁獵等方式獲取食物，藉以延續自己的生存。如果情況順利，每天所得的食物尚能勉強果腹；如果剛好遇到災禍，就只好忍飢挨餓。為了遮風避雨，他們往往把森林、洞穴等天然場所作為固定的居住地點，過著「日出而作，日落而息」的規律生活。而正是出於這種生存競爭的需求，這個時期的人類不得不對因太陽東升西落所引起的時間變化有最粗淺的了解和認知，例如什麼時候出發、到多遠的地方去採獵，才能在日落前趕回居住地點——因為如果在日落之前回不到居住的洞穴，對他們來說是很危險的，因此可以推測，這或許就是人類認知到晝夜交替和白晝長短的開始。當然，此時期的認知應該還是十分膚淺、甚至可以說並不比某些動物高明多少的，因為此時期的人類活動範圍還很狹窄，大腦的抽象思維和判斷能力也還很差。

第二是發展的需求。隨著生產方式的改變，以採集漁獵為生的原始人類逐步過渡到農業社會，在農牧業生產中，作物的播種、耕耘、收穫、貯藏，都要與季節變化密切配合——如果能與季節變化好好搭配，便可以得到好的收成，稍有差錯就會造成歉收。如果說原始漁獵社會離不開「日」這個概念的話，那麼對於農業社會來說，就不能沒有月份、季節和年的知識。古人最初是根據草木枯榮、鳥獸出沒等現象來確定月份和季節，並藉以搭配農牧業生產，動植物與自然環境的變遷一次又一次重複地印入人類的腦海，同時天象重複且規律的呈現同樣留給人們深刻的印象，它們之間的相互關係便逐漸被人類了解，於是，透過觀察日月星辰的運動變化來確定這些比日更長的時間單位就是很自然的事了。

第三是建立唯物主義（Materialism）宇宙觀的需求。時間問題是人類了解宇宙的兩個基本組成要素（另一個是空間）之一，亦即是，它是人類世界觀的主要內容。而既然牽涉到世界觀，就有唯心和唯物之分——之於前者，我們可說自從人類社會產生階級以後，統治階級總是針對時間和空間編造種種荒誕怪論，藉以欺騙人民，達到鞏固其統治權力的目的；而之於後者，則基本上任何一個對自然現象進行客觀研究的人，都承認時間的客觀存在性。因此某程度而言，科學化的時間知識，與天文學、生物學、地質學、人類學等比較古老的科學知識一樣，是在與唯心主義（宗教迷信）的搏鬥中被建立起來的。

神話中的時間：傳說與故事

我們還可以透過那些遙遠時代所流傳下來的神話傳說，去尋找鳳毛麟角，推斷古人對於時間的認知程度。從神話或者傳說中研究科學議題，乍看之下似乎令人難以理解，畢竟在現今社會，神話與科學是對立的；但在古代，尤其是遙遠的古代，神話作為一種意識形態，卻能夠反映原始人類希望改變自然的樸素想像，也反映了他們對自然界的認知程度。

關於時間觀念的種種傳說，幾乎都是與宇宙起源的神話連結在一起的。比如中國，時間起源的概念就被包含在盤古開天闢地的神話之中——據《三五曆紀》載：「天地渾沌如雞子，盤古生其中。」後來，盤古把太陽和星星從渾沌的懸崖上鑿開，因此「陽清為天，陰濁為地。」從而創造出宇宙，時間也就從這時開始流逝。

另外還有《尚書．堯典》，其中載明了約於西元前22世紀，就存在著專管「曆象日月星辰，敬授人時」—即負責觀察天象和確定時間—的官員，反映出當時這項工作在農業社會中的重要地位，直到今天，則成為這類型確定及提供時間資訊的工作被稱為「校時」的由來。

與上述十分類似者還有《山海經．大荒西經》：「大荒之中，有女子方浴月。帝俊妻常羲，生月十有二，此始浴之。」其中提到了天帝的妻子常羲生了十二個月亮，恰好可以說明農曆一年之中有十二個月的原因。

若談到一個月之中關於天數的典故，則還有《緯史》卷九引〈田俅子〉可供參考：「堯為天子，蓂莢生於庭，為帝成歷。」《述異記》中也說：「堯為仁君，歷草生階。」這裡的所謂的「蓂莢」或「歷草」，都是指生於臺階旁邊的一種植物，這種植物從每月初一起，一天會結出1個豆莢，到月中共會結出15個；從第16天開始，每天又會掉下1個豆莢。因此，如果是共有30天的月份，它就會在最後一天掉光；如果只有29天的月份，它就會剩下1個枯萎而掉不下來的豆莢。到了漢代，張衡甚至根據這個概念製做出一個木製的豆莢，作為當時的日曆用以參考。

除了東方世界，其他大陸關於時間的典故也相當豐富。在古埃及的神話傳說中，大地是身披植物的男神「蓋布」的身軀，天空是姿態優美的女神「努特」。最初，蓋布和努特緊緊相連於靜止的水中，後來，有一個新的空氣之神「舒」由原始的水中出現，把他們分開，創造了天地。而從創世之日起，智慧之神「托特」就開始計算時間——這也是在埃及的曆法中，一年的第一個月份以托特命名的由來。

在古巴比倫，由於人們生活在幼發拉底河流域的平坦平原上，他們在觀察遠處景物時，往往只見到在地平線上有「消逝」的景象，因此觀念中認為大地是一塊四周被海洋所包圍的平板，海洋外側則有陡峭的大山支撐著天空，天空內側羅列著星辰；而白天和黑夜的變化，則是因為大地之下有一根巨大的管子，太陽白天在天空中，隨著時時間越來越晚逐漸往西移動，夜裡就潛入管中，到了隔天早上才又從東邊的開口跑出來。

上述這些神話與傳說，部分是出自於人類的直覺，也有部分是被杜撰出來的，在今天看來，或許會感到十分荒唐可笑，但這卻是人類在「認知時間」的歷史上一個具有意義的階段——它反映出人類利用並借助想像的力量去征服和支配自然的願望。但是，隨著階級社會的產生，統治階級卻反過來利用這類神話，使其完全喪失原來的意義，而成為對科學的反動了。