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做时光的旅行者 寻找时间的答案

发布:2019-12-23

人类从太阳东升西落、月亮阴晴圆缺和四季交换更替之中,得到了时间的概念。可是,时间的本质究竟是什么?时间在哪里?它从哪里来?又到哪里去?古往今来,人们从未停止对时间的探索,我们虽置身于时间之中,却难以把握其中的奥妙。

11月3日下午,南山博士论坛在南山图书馆报告厅如期举行。论坛邀请北京大学深圳研究生院教授汪波,从物理、生物、天文和音乐4个不同的学科揭示出时间背后的奥秘,通过时间这个媒介把不同学科的知识关联、融合起来,带给听众一个崭新的视野。


机械钟与生物钟有相似的“滴答声”

“把不同的学科找一种媒介关联起来,我选用的媒介就是时间。时间作为一种媒介,它存在在很多不同的学科里,无论天文、物理、机械、电子还是生物等等学科。”王波在论坛中主要谈了物理和生物两个学科。王波表示,物理学科中最常见的就是钟表,机械的钟表。生物学科方面就是生物钟,如果确切一点叫作分子的生物钟。这两者都有一种“滴答”的机制,在钟表里可以听得到这样的声音,在分子里可能听不到滴答声,但是我们也会看到它的机制和钟表的机制是非常相似的。

汪波提到,如果把DNA的转录叫作“滴”,蛋白质进入细胞核里开始抑制转录叫做“答”,这两个相反的过程就构成了分子钟滴答的声音,这样就把生物里的生物钟和物理里的机械钟关联了起来。汪波还提到了英国一部非常有名的诗集《荒原》,里面有一句写道:“我们叫作开始的地方往往就是结束,而宣告结束也就是着手开始”。这一观点就跟生物钟和机械钟周而复始的循环非常相似。

汪波介绍,生物钟是受到光线的影响,这个光线是地球自转的规律,所以说生物钟跟天文也有关系,人类包括地球上的生命都受到地球自转的影响,形成一个非常有规律的节奏。除了每天的周期之外,每年的周期决定了公历年的长短,每月决定了历法,决定了很多日常工作周期。

宇宙的和谐是一种音乐

西方有一种传统,他们认为宇宙的和谐是和音乐相关,因为音乐是非常和谐的。所以在西方自古以来就有一种说法叫作“宇宙的和谐就是一种音乐”。汪老师讲道,中国古代明朝有一个王子叫作朱载堉,他提出了一种新的生成音乐的方法,他将二十四节气与音律相对比,发现相邻音阶之间的频率是等比数列,因此提出了“十二等程律”。

汪老师还介绍到关于时钟和生物关联起来的研究。比如说在芯片上做一个比较稳定的时钟,但是时钟会随着温度的变化产生影响,会变得不准。最后借鉴一位英国工匠哈里森做的大海定位时钟的启发,另一种随着温度的变化是负向的,它们两个相互抵消掉绝大部分的误差,这样误差就会降到很小。而这一机制在生物里的生物钟也是同样存在的。

本次论坛还增加了有奖问答的环节,共准备了3本由汪波老师著作的新书《时间之问》给现场的听众,这本书以时间为主线,通过师生对话讨论天文、历法、物理、数学、音律、生物等跨学科主题及科学与人文的融合。现场的听众踊跃参与,现场氛围十分热烈。

互动问答

  • 听众:除了您刚才说的回到终点圆通性来看有没有其他的共同点?
  • 汪波:如果有的话是在中国很多的皇宫贵族里,每个月份要祭祀祖先的时候要奏乐,一年大概12个月,音程大概也是12个音程,所以按照中国传统的礼,每个月份规定了一个参考音,比如正月就规定黄钟作为整个乐谱的参考音。到了二月就将比黄钟高两度的音作为参考音。这样月份的变化就和音乐之间的关系。所以中国古代为什么是朱载堉最终发明了十二等程律,和皇家贵族非常重视礼乐有关系。
  • 听众:生辰八字也是个时间,十二星座月份对一个人的运势有影响,星座确实会有特质,时间真的会对有人有影响吗?
  • 汪波:这个星座从哪里来呢?是2000多年前古希腊人发明的概念,他们观察到当我们在夜空中看到或者推算到太阳在星座的位置,那么比如2月-3月的月份就定为双鱼座。但是经过了2000多年由于地球的自转轴的偏转,我们现在在2月和3月看到的星座已经不是双鱼座了,而是白羊座了。

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