■日晷依賴太陽在天空中的位置來告訴我們現在是什麼時間，世界各個古舊文明好像都有製作過。 資料圖片日夜更替、四季換轉，是人類在文明啟蒙時期就已開始留意的現象。我們本身看來就很喜歡將重複的規律記錄、歸納，縱使我們在最初這樣做的時候，可能還沒有什麼很特別的原因。及後隨着社會、文明的發展，能夠準確地記錄時間變得愈來愈有用、重要：有效的農業活動，要求我們能夠精準地記下並預視季節、天氣的變換，以求確定何時進行合適的農業活動，例如播種、收割等。
人與人之間在社會裡緊密的社交活動，更是互為因果地提高了大家對準確時間的要求：火車、飛機等交通工具，需要精準的時刻表，才不會讓乘客的交通安排發生大亂；演唱會、課堂等集體活動，需要利用大家贊同的時間去確保所有相關人士能夠適時到場。其後近世紀科學的高度發展，更加推使我們對時間的量度愈發精良，設法準確地量度愈來愈短的時間間隔。今天就和各位談一談人類計時工具的發展歷史。
早期用自然規律 伽利略帶來創新
我們的計時工具發展史，其實也可以看成是一部人類科技史。最早的時候我們祖先掌握的科技不多，因此需得仰賴大自然中的固定規律來用作時間的計算。這其中最早的例子應該要算是世界各個古舊文明好像都有過的日晷：依賴太陽在天空中的位置來告訴我們現在是什麼時間。其後人類發明的沙漏、銅壺滴漏，也都在運用沙粒、水滴流動的速度是相對固定的這個特質來計算時間。利用太陽、沙粒、水滴等等，自然是因為它們隨處可見。
著名的意大利科學家伽利略為時計的設計打開了新的一章：他發現了鐘擺的運作原理，讓人們知道固定重量及長度的鐘擺，每一次擺動所需的時間大致上也是固定的，因此可以用來造成另一類的計時器。一方面來看，這種時鐘自然較以前的準確：鐘擺設計相對簡單，容易控制；反過來說太陽在天空中的行動不一定是絕對固定的，而且一大問題是我們根本無法改變它的移動方式，只能被動地絞盡腦汁，思考如何可以令日晷更加精準。另一方面，鐘擺這種「機械性」的計時器反映出我們在科技上的進步，展示我們如何應用學術上的知識去解決問題。伽利略的這個發現，其後更開始了各種各樣愈來愈複雜的機械鐘錶製作：當中的佼佼者，包括了世界著名的瑞士布穀鳥大鐘。
進入原子世代 輻射計算準確
隨着上世紀我們對原子的了解愈來愈深入，計時器的設計也進入了「原子的世代」。
我們知道了在特定的狀況下，某些原子會釋出固定頻率的輻射。固定的頻率就是說輻射光波與光波之間分隔的時間是固定的，因此也可以用來作計時之用（也就是我們常說的原子鐘）。
這些光波相隔的時間極短，因而所造出來的原子鐘也就極其準確。
總的來說，藉由我們對大自然更深入的理解和科技的進步，我們在努力去更準確地量度時間，也在努力讓我們的計時器變得愈來愈小。
一些科學家們現在正研究如何利用原子核去計算時間。他們成功的時候，我們的計時器又要再進一步了。
■張文彥 香港大學理學院講師
短暫任職見習土木工程師後，決定追隨對科學的興趣，在加拿大多倫多大學取得理學士及哲學博士學位，修讀理論粒子物理。現任香港大學理學院講師，教授基礎科學及通識課程，不時參與科學普及與知識交流活動。
