維基百科,自由的百科全書
跳轉到: 導覽搜尋
兔子鹿:來自阿茲提克曆石中,阿茲提克20天曆法中的三個符號。

英語day),地球日的簡稱,時間單位。

  • 時長單位,也稱,地球日的簡稱,通俗講是地球自轉一周的時長。自1967年後,科學上「」已經被國際度量衡局 (BIPM)人為規定為86400一日 = 24 小時 = 86400
  • 時刻單位,也稱日期的簡稱,如:今天是2014年4月17,這裡的「日」是指4月的第17天,這裡的「日」遇到閏秒跳秒,分別會變為為86401秒和86399秒。

注意:「日」有時指每星期日。口語中, 「日」或者「天」有時也可能特指不包括晚上的半天時間即白天。。

介紹[編輯]

達古北歐的日神,這幅騎在馬上的繪畫是19世紀的彼得·尼可萊·阿部(Peter Nicolai Arbo)所繪。

一般的定義是某天體(可以是行星或者行星的天然衛星)以其所環繞的公轉天體為參照物,自轉一周的時長。最準確的測量方法是從當地的正午至該地下一個正午。假定面對的是一顆遙遠、固定不動的恆星,一顆行星純粹完成自轉一周的時間,就是恆星日,如太陽日。這種假定實際上把恆星當成了沒有大小並且固定不動的點,而實際上因為天體的軌道是橢圓而不是圓形,天體在軌道上不同的位置有不同的速度,而且恆星的大小不能忽略不計,所以在一個軌道週期內,也就是一年的時間中,太陽日每天都不一樣長,太陽日並不等於一顆天體繞自轉軸旋轉一週的自轉週期 。事實上,還有一個額外因素影響行星等天體自轉週期,這就是潮汐效應[1]

在1967年之前,國際上以的1900年太陽年為時間基準,其他較小的時間單位()以此來定義的, 太陽日的平均時間長,被規定86,400秒(24小時)[2]

在1967年,重新以波長來定義,並且成為時間國際基礎單位(SI)。稱為「日」的時間測量單位定義為86,400SI秒,並且標示的符號為d,但它雖然不是SI單位,但被接受並且在SI中使用[3]

它等於民用日,與協調世界時(UTC)以加或減一秒的閏秒來調整。不過,地球上的太陽日是許多種自然現象中的一種,它們構成類似程式或模式的生理節奏

除了一日24小時(86,400秒)之外,基於地球繞其自轉軸的旋轉,「日」這個字還有幾種不同的跨度。太陽日是其中很重要的一種,它的定義是太陽重返到其在天空中的最高點所經歷的時間。因為地球是在一個橢圓且自轉傾斜的軌道上,因此它的週期每24小時會增長或縮短7.9秒,在一年當中的平均值就等於24小時(86,400秒)。

一日,在感覺上白天是有別於晚上的時間,通常定義為陽光能夠沒有阻礙的直接抵達該地區地面的時間,白天的平均長度略為超過每天24小時的一半。有兩個原因使平均的白天比較長:太陽不是一個點,它的視直徑有32弧分;另一方面,大氣層折射陽光,這樣的效應使在地平線下約34弧分的太陽光仍到達地平線上。所以當太陽仍在地平線下50弧分時,第一線陽光就已經抵達地面。如此造成的時間差異與當地的地理緯度有關,但至少都有7分鐘的差別。

古代人還自行制定了新的一日是開始於太陽於當地的地平線升起或是沉下(例如,義大利的船位測定)的確切時刻和間隔,而兩次的日出或日落時間與間隔取決於當地的地理位置(包括經度和緯度),和一當中的時間。這些在古代是由半球日晷來顯示。

更明確的一日由太陽兩次通過地方子午線的時間間隔來定義,這出現在當地的正午(上中天)或子夜(下中天),確切的時刻取決於當地的經度,並且與在一年當中的時間也有一些關係。樣這樣的一日長度接近於常數(24小時± 30秒),可以用現代的日晷來顯示。

進一步的改革是以在赤道上以等速運動的虛擬太陽來定義,速度是真實太陽的平均值;但是這樣就刪除了地球在一年當中沿著軌道的變化(包括地軸的傾斜與速度變化)。

地球的日隨著時間的推移是逐日增長的。經由電腦的模擬,在地球新生的45億年前,一日原本的長度大約只是現今的6小時。而依據交替層 (交替的砂岩)的紀錄,在6億2000萬年前大約是21.9小時。這種現象是因為月球引起的潮汐使地球自轉變慢。因為秒是以地球自轉週期為依據定義,使得現在一天的平均長度大約是86,400.002秒,平均每個世紀增加1.7微秒(取過去2,700年的平均),細節請參見潮汐加速

語源[編輯]

day這個名詞來自古英語dæg,在所有其它的印歐語系中也有相似的名詞:在德國Tag、在拉丁dies、在威爾斯dydd、在梵文dive、在挪威丹麥瑞典dag

國際基礎單位 (SI)[編輯]

一天定義為86,400

協調世界時時標下的一天可以包含正或負的閏秒,因此一天可以有86,399秒或86,401秒。

國際度量衡局 (BIPM)目前對秒的定義如下:

…一秒相當於133原子的超精細結構基態這兩個能階之間持續9,192,631,770次躍遷輻射的時間[4]

這使得在SI基礎下的一天精確值是794,243,384,928,000 個上述的週期。-

日和更小的計時單位的確定[編輯]

「日」是人類所知的最早及最準確的時間單位之一。為了更精確的確定一日里地時間,人們又在日的基礎上劃分更小的時間單位。在天文學家知道地球在自轉軸上的自轉不夠穩定,不足以作為時間的標準後,標準的計時單位才不再以日為基礎,開始轉為更小更精確的單位,如「」。

十進時[編輯]

中國古代也有曾經使用十進時。漏壺的計時方法,將整天分為100份,每份稱為「刻」[5],每刻等如現時的14.4分鐘。但大部分時間,中國是將一天劃分為12個時辰,時辰以下的劃分多採用十進制的方式。[6][7][8]

在19世紀,也曾有人建議以一個天文日的小數分數(110,0001100,000)做為時間的基本單位,即十進時[9][10][11]這曾經在十進位制法國共和曆中實施過。在法國大革命期間的1793年11月24日,法國政府明確規定每天分成10小時(現時的144分鐘),每小時分成100「十進分鐘」(現時的86.4秒),每「十進分鐘」分成100「十進秒」(現時的0.864秒)。子夜為10時正,正午則為5時正。[12]十進時於1805年廢除。

六十進制[編輯]

現在常用的24小時計時方式來自古埃及古巴比倫。古埃及使用日冕時開始將一日分為12時的白天和12時的夜晚。60分和60秒的用法則來自古巴比倫。[13]

天文學[編輯]

一天86,400秒的精確數值是天文學上的時間單位,但「秒」並不非常合適在天文學上應用。[14]

天文學,對一顆行星,有三種方法定義他的一日:

對地球而言,恆星日大約比太陽日短約3分56秒[15]。事實上,在一年365天當中,地球繞著自轉軸轉了366圈,這是因為地球繞日公轉抵消了一個視太陽日的轉動。

通俗用法[編輯]

這個名詞有各種不同的含意,包括以下這些:

  • 24小時(精確的);
  • 太陽出現在當地地平線以上的期間,也就是從日出日落的時段;
  • 包含光明與黑暗的一整天,開始於黑暗期間的開始或是接進黑暗期間的中間;
  • 包含光明與黑暗的一整天,在英文中有時稱為nychthemeron,這是源自希臘night-day
  • 從6:00 AM到6:00 PM或9:00 PM,或與其他一些固定的時鐘週期重疊,或是以其它的時間週期另行制定,像是"早晨"、"黃昏"、或"夜晚"。

民用日[編輯]

基於民用的目地的共同時間,是以某一條中央子午線來定義整個地區的平均太陽時。這種時區的採用開始於19世紀中葉,在鐵路的時刻表中採用的,到1929年大多數的主要國家都加入使用。全世界使用的時區大約有40種,最主要的是"世界時 (World time)"或協調世界時 (UTC)。

民用時的一日共同約定開始於子夜,這相當接近太陽在時區中央子午線下中天的位置。一天通常分割為24小時,每小時60分鐘,每分鐘60秒。

閏秒[編輯]

為維持民用時與視太陽運動的一致性,會加入正或負的閏秒

一個民用時鐘的一天通常是86,400SI秒,但是在插入閏秒時將成為86,401秒或86,399秒。

是否要插入閏秒是依據國際地球自轉和參考座標系統服務測量的地球自轉,提前公布。閏秒的插入只能在6月30日和12月31日結束時調整[16]

日的界限[編輯]

太陽月亮,1493年紐倫堡編年史的插圖

對大多數的晝行性動物,日開始於自然的黎明和結束於日落。人類,基於我們的文化背景和科學知識的不同,有幾個不同的概念取代了日的自然邊界,分別為猶太希臘制以日落為日界、羅馬制以午夜為日界、及、巴比倫制以日出為日界。

日落為日界[編輯]

猶太人的日開始於日落或傍晚[17](當三分之二-星等恆星出現)。穆斯林齋戒月的每一天固定從黎明到日落。大馬士革檔案英語Damascus Document,在死海古卷中也相同的發現,在安息日的陳述被認為在看見太陽盤面在地平線上的距離與它的直徑相同時,「沒有人需要在禮拜五工作」,這大概表示負責這項工作的寺院社會將一天的結束定為日落前的不久,並將日落做為一天的開始。

中世紀歐洲遵循著這一傳統,稱為佛羅倫斯曆英語Florentine calendar推算:在這個系統中,一天開始於日落後的兩小時,因此黃昏的時間在現在的推算必須要退回一日曆天;像是聖誕夜萬聖節前夕、和聖安吉英語Agnes_of_Rome的前夕,這些在舊曆法留存的節日,都是在節慶日的前一天晚上。

午夜為日界[編輯]

目前全球大部份地區共同約定的民用日開始於子夜乃沿用古羅馬帝國制度,也就是由0:00開始計算完整的24小時直到24:00前;並以正午為一完整日之半分間。

日出為日界[編輯]

古埃及及古巴比倫,從日出到日出被認為是一天;在美國 ,夜晚是接在日之後的,換言之,所謂的「星期五晚上」通常是在星期五和星期六之間的整個夜晚。這是與猶太人不同的模式,而這種差異在民用日常會造成混亂。

發生在子夜前後得事件,通常都會被宣布成發生在前一天的夜晚。雖然VCR的程式設計,遵循的邏輯嚴格的將一天開始於子夜的0:00(錄影機設置的12小時標示法,將這個時間標示為「12:00 AM」,更容易造成混淆),但是電視節目指引仍然將日出前的節目列在前一天的節目表中,這使得像是「今天」、「昨天」和「明天」的夜晚,更為含糊不清。

其他日界[編輯]

在較早期,票劵、宣判、等等具有一天或多天的有效期,或結束期,通常都會在子夜。但是,如果是一種服務(例如大眾運輸)的操作可能是從凌晨6:00至次日的凌晨1:00(可能會表示為25:00),最後這一小時可以算做前一天的一部分(也適用於時刻表)。依據日期的服務(「星期日關閉」、「不適用於星期五」,等等),都有含糊不清的風險。例如,在荷蘭鐵路一日票的有效時間是28小時,從0:00至28:00 (也就是第二天的凌晨4:00)。另一個例子是倫敦區域運輸服務的有效時間是「運輸日」,也就是說終止時間是票劵「到期」日期之後的凌晨4:30am。

24小時相對於白天[編輯]

要區分全天和白天,之前英文是使用通俗的單字nychthemeron或更通俗的24小時;在其它的語言,通常是使用後者。其它的語言也有單獨的字詞來表示完整的一天,像是希伯來文的יממה、瑞士的dygn 、荷蘭的etmaal、波蘭的doba和俄文的сутки。在西班牙,使用singladura,但只是作為航海的時間單位,並且涵蓋在24小時的時間之內[18]

相關條目[編輯]

註解和參考資料[編輯]

  1. ^ 潮汐摩擦對地球的影響. 人民網. 2007-10-16 [2013-10-14]. 
  2. ^ Leap Seconds. Time Service Department, United States Naval Observatory. [2006-12-31]. 
  3. ^ Non-SI units accepted for use with the SI, and units based on fundamental constants. 
  4. ^ Resolution 1 of the 13th meeting of the CGPM (1967/68)
  5. ^ 說文》:「漏以銅盛水.刻節.晝夜百刻」
  6. ^ Nachum Dershowitz, Edward M. Reingold, Calendrical calculations, page 207
  7. ^ Joseph Needham, Ling Wang, and Derek John de Solla Price Heavenly clockwork: the great astronomical clocks of medieval China (Cambridge: Cambridge University Press, 1986) 199-202, ISBN 0-521-32276-6.
  8. ^ Jean-Claude Martzloff, "Chinese mathematical astronomy", in Helaine Selin, ed., Mathematics across cultures (Dordrecht: Kluwer, 2000) 373–407, p.393, ISBN 0-7923-6481-3.
  9. ^ Vera, Hector. Decimal Time: Misadventures of a Revolutionary Idea, 1793–2008. KronoScope (Brill). 2009, 9 (1-2): 31–32. doi:10.1163/156771509X12638154745382. ISSN 1567-715x. 
  10. ^ d'Alembert, Jean le Rond. Encyclopédie. 1754. 
  11. ^ Collignon, Claude Boniface. Découverte d'étalons justes, naturels, invariables et universels. 1788: 39–40. 
  12. ^ James Guillaume, Procès-verbaux du Comité d'instruction publique de la Convention nationale, t. I, pp. 227–228 et t. II, pp. 440–448 ; Michel Froechlé, « Le calendrier républicain correspondait-il à une nécessité scientifique ? », Congrès national des sociétés savantes : scientifiques et sociétés, Paris, 1989, pp. 453–465.
  13. ^ National Institute of Standards and Technology: A Walk Through Time - Early Clocks. [2011-03-21] 
  14. ^ P. Kenneth Seidelmann, ed., Explanatory Supplement to the Astronomical Almanac, (Mill Valley, CA: Uni versity Science Books, 1992) 696.
  15. ^ 地球概貌. 中國科普博覽. [2013-10-14]. 
  16. ^ 7月1日時間將多一秒:出現「7:59:60」現象. 新浪上海. 2012-07-02 [2013-10-14]. 
  17. ^ 猶太人的三大節慶. 大紀元. 2008-05-23 [2013-10-14]. 
  18. ^ singladura - Definición. WordReference.com. [2009-03-22]. 

外部鏈結[編輯]

Wiktionary-logo-zh.png
維基詞典上的詞義解釋: