Page 87 - 標檢局雙月刊197期

廣 角 鏡 時間計量的演變 陳兩興／工業技術研究院量測技術發展中心工程師 一、時間的計量 支持現代人生活的科技中，最基本的就是計量標準，如眾所皆知的長度、質量、 時間、溫度、電量、物量等各種計量標準。在世界各國的同意下，計量標準已被廣泛 使用並受到嚴謹管理。在此所述的時間頻率標準，其地位可以說是標準中的標準，理 由是時間標準在眾多領域的標準中能實現到較高的準確度；甚至目前長度及電量最高 標準的實現，仍得仰賴高準確度的時間標準。 古代文明國家很早就用地球公轉週期來定義時間標度。古人根據長期對天象的觀 察經驗，知道每一天或每一個月的時間長度會隨季節而變化，但兩個冬至 (正午影子 最長的那一刻) 或兩個夏至 (正午影子最短的那一刻) 的時間長度卻很穩定，大約是 365.25 日，幾乎所有的文明古國都以此定義「年」。 由於「年」的單位畢竟太大，日常生活中我們必須知道時、分、秒等時間長度。 古代天文學家以日圭、日晷、水鐘等儀器觀測日影或水位的變化來計算時間，再以年 的長度來校正月、日、時、分等更細的時間單位。隨著科技進步，科學家應用單擺或 石英晶體的振盪週期來計算時間。但上述計時方式易受環境、溫度、材質、電磁場影 響，穩定度不是很好。一直到近代原子鐘的發明，才有比平均太陽年更穩定的時間計 量標準。 二、時間觀念 人類一開始先有計數的行為，接著才有計量的行為，最初被人用來計量的對象很 可能就是時間。依據舊約聖經創世紀第一章的記載：「神說：『天上要有光體，可以分 晝夜、作記號、定節令、日子、年歲，並要發光在天空，普照在地上。』事就這樣成 了。」人被創造之後，即利用日出日落作為一天的時間，觀月亮的變化而定一個月的 時間。 古代的人長期觀察大自然及天體，發現某些自然現象一再重複地出現；如四季變 ʕശ͏਷ɓ´ʞϋɘ˜ 197 ಂ 81