當(dāng)今世界使用最廣泛的數(shù)字系統(tǒng)是十進(jìn)制的,這一系統(tǒng)很可能起源于早期人使用手指進(jìn)行計(jì)數(shù)。而人類文明一開始把一天分的更細(xì)時(shí),則是基于二進(jìn)制和六進(jìn)制的。
大多數(shù)歷史學(xué)家認(rèn)為古埃及人首先將一天分的更細(xì),他們使用日晷計(jì)時(shí)。一開始,日晷只是放置在地面上的樁,標(biāo)明所產(chǎn)生的影子的長(zhǎng)度和方向。而早在公元前1500年,埃及人就發(fā)明了一種更高級(jí)的日晷,埃及人將 T 形桿放置在地上并且校準(zhǔn),能夠?qū)⒁惶鞆娜粘龅饺章鋭澐譃?12 個(gè)部分,之所以劃分為 12 個(gè)部分,是因?yàn)楣虐<叭水?dāng)時(shí)使用的是 12 進(jìn)制的數(shù)字系統(tǒng)。古埃及人使用 12 進(jìn)制,是因?yàn)樵聢A 12 次就是一年,而且 12 也恰好等于手指關(guān)節(jié)數(shù)(每四個(gè)手指中有三個(gè),不包括拇指)
這就是“第一代”的 12 小時(shí)制。不過,雖然這種 12 小時(shí)制計(jì)時(shí)在每天大致想到,但是它們的長(zhǎng)度在一年中是變化的,例如夏季的時(shí)間就比冬天的時(shí)間長(zhǎng)得多。
在沒有燈的古代,人類把白天和夜晚認(rèn)為是兩個(gè)對(duì)立的部分,而不是現(xiàn)在我們認(rèn)為白天和夜晚組成同一天。夜晚,無法使用日晷計(jì)時(shí),劃分時(shí)間更為復(fù)雜,早期的古埃及天文學(xué)家利用 36 顆恒星劃分夜晚,這 36 顆恒星在夜晚的不同時(shí)間依次出現(xiàn),因此可以通過觀察出現(xiàn)的恒星數(shù)目計(jì)時(shí)。
不過,由于有些恒星難以觀測(cè),所以逐漸簡(jiǎn)化到用 12 顆恒星計(jì)時(shí)夜晚。在埃及新王國(guó)期間(公元前1550年至公元前1070年),整個(gè)時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)被簡(jiǎn)化為使用一組24顆恒星,其中12顆用于計(jì)時(shí)夜晚。在此期間,古埃及人開始使用漏壺或水鐘計(jì)時(shí),內(nèi)部刻有鱗片,一共 12 個(gè)刻度,用于在晚上計(jì)時(shí)。
太陽光和黑暗時(shí)期視為兩個(gè)對(duì)立的領(lǐng)域而不是同一天的一部分。沒有日晷的幫助,劃分日落和日出之間的黑暗間隔比劃分陽光照射時(shí)期更為復(fù)雜。然而,在第一次使用日晷的時(shí)代,埃及天文學(xué)家也首次觀測(cè)到了一組36個(gè)恒星,它們將天空的圓分成相等的部分。夜晚的流逝可以通過18顆星星的出現(xiàn)來標(biāo)記,其中三個(gè)被分配到兩個(gè)黃昏時(shí)段,當(dāng)星星難以觀測(cè)時(shí)。整個(gè)黑暗的時(shí)期是由剩下的12顆星標(biāo)記的,這又導(dǎo)致了12個(gè)夜晚的劃分(另一個(gè)點(diǎn)頭到十二進(jìn)制)。在新王國(guó)期間(公元前1550年至公元前1070年),這個(gè)測(cè)量系統(tǒng)被簡(jiǎn)化為使用一組24顆恒星,其中12顆標(biāo)志著夜晚的通過。漏壺或水鐘也被用來記錄夜間的時(shí)間,也許是古代世界最精確的計(jì)時(shí)裝置。鐘表是卡納克阿蒙神廟中發(fā)現(xiàn)的一種標(biāo)本,距今約公元前1400年。它是一種傾斜的內(nèi)表面器皿,用來減少水壓,刻有鱗片,標(biāo)志著夜晚在不同月份分為12個(gè)部分。
這樣,白天和夜晚都被劃分成 12 個(gè)部分,24 小時(shí)制的概念就逐步確立了。
古埃及人制定的 24 小時(shí)制計(jì)時(shí),每個(gè)小時(shí)并不是等長(zhǎng)的,而是取決于幾節(jié)的變化,夏季的小時(shí)比冬季的小時(shí)長(zhǎng),固定長(zhǎng)度的小時(shí)僅在十四世紀(jì)在歐洲首次出現(xiàn)機(jī)械鐘之后才變得司空見慣。
希臘天文學(xué)家埃拉托色尼(大約生活在公元前276年至公元前194年)使用了一個(gè)六十進(jìn)制系統(tǒng)將一個(gè)圓分成60個(gè)部分,計(jì)出一個(gè)早期地理緯度系統(tǒng)。一個(gè)世紀(jì)后,希帕克將緯度線歸一化,使它們平行于地球幾何。他還設(shè)計(jì)了一個(gè)包含360度和南北向的經(jīng)線系統(tǒng)。大約公元150年,托勒密將360度緯度和經(jīng)度劃分為更細(xì)的讀數(shù),每個(gè)度數(shù)被分成60個(gè)部分,每個(gè)部分又被細(xì)分為60個(gè)較小的部分,構(gòu)成了 1 度 = 60 分,1 分 = 60 秒的概念,沿用至今
不過限于當(dāng)時(shí)的時(shí)間精度,分和秒的概念并不用于計(jì)時(shí),直到十六世紀(jì)末,第一個(gè)機(jī)械鐘的出現(xiàn),分鐘才進(jìn)入人類的計(jì)時(shí)體系?,F(xiàn)代社會(huì)逐步確立了一天 24 小時(shí),一小時(shí) 60 分鐘,一分鐘 60 秒的計(jì)時(shí)體系。