时间为什么以60为一单位?

施郁(复旦大学物理学系教授)1小时等于60分钟,1分钟等于60秒。这里采用了60进制。就是逢60进一。60进制是巴比伦从苏美尔人那里继承并用于天文学和数学。 苏美尔人公元前两三千年就开始用60进制。60有很多优点,因为它有很多因子:2,3,6,10,12,15,20,30,所以便于分割。目前除了时间外,角度也用60进制。

古希腊的Eratosthenes将一个圆分为60份,用于一个地理纬度系统。一个世纪后,Hipparchus设计了包含360度的纬度。公元150年,托勒密将360度纬度的每度分为60份,每份叫做一分,每分又分为60秒。又过了几个世纪后,分和秒才用于时间。但是当时实际中的时钟通常将每小时分为两份、3份、4份乃至12份,但是没有60份。

如果把π定义为一,那么我们的世界将会是什么样的?

这是可能的,Pi为1的数学体系是不适用于我们这个世界的。首先需要强调一下,“1”这个数字在数学界是神圣不可侵犯的存在——你可以把Pi定义为任何数字,但唯独不能是1。有人就奇怪了,1这个数字有什么特别的吗?1,2,3,4……这些数字,为什么就1最特殊呢?因为“1”在数学里代表的不仅仅是一个数字,而是代表了一种关系,这个关系就是“相等”,比如说2/2=1,不是说2除以2的结果是1这么简单,而是代表了数字“2”和数字“2”在数学上的效果是等效的。

所以说,“1”是一把衡量一切的尺子,这把尺子是不能变的。简单说,两个数学量相等,那就是唯一的情况,两个数学量不相等,那么就有无数种衡量他们之间关系的方法,可以是线性的、可以是非线性的,等等。这也是为什么“1”是神圣不可侵犯的原因。而Pi是什么?Pi真实的定义不是“3.14159……”这个数,真正的定义是“一个圆周长与直径的比值”。

而联系起来“1”在所有数字的存在意义,如果Pi=1,那么代表的含义就是圆的直径和周长是相等的——在现实世界里这是错的。只要Pi不定义为神圣的1,那这个世界还有救,比如说我可以说这个世界上所有长度的比例不是线性变换的,那么理论上是可以创造出来一套Pi=2或者Pi=3的数学体系的。这也是为什么线性代数里面单位矩阵是如此重要的原因。


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