为什么规定周角为360度?

作者: 张小英 罗长文

来源: 原点阅读

发布日期: 2024-01-10 11:45:54

本文探讨了为什么周角被规定为360度,并分析了这一规定对几何学和天文学的影响。文章还讨论了古巴比伦和古希腊在角度测量上的贡献,以及现代社会如何利用小数简化角度换算。

大家都

知道

1

米等于

100

厘米,

1

吨等于

1000

千克。这样的单位换算非常方便,只要移动小数点就可以完成转换,例如

0.47

吨等于

470

千克。相比之下,有些计量单位不是十进制,换算起来就麻烦。比如,问

0.5

年是多少天,就需要用

0.5

乘以相应的进制

365。同样地,求

0.4

小时有多少分钟,就要用

0.4

乘以时间进制

60;求

0.3

圈是多少度,就要用

0.3

乘以角度进制

360。

在这些单位换算中,日、月、年是自然单位,之间的换算比率由地球和月亮的运动规律决定,即使换算烦琐也无法人为调整。而小时、分、秒、度都是人为规定的单位,既然换算起来这么麻烦,为什么人们不彻底统一成十进制呢?

为了解释这个问题,我们需要从角度的由来讲起。在古代,人们最常在天文测量中接触角度。从地球上看,太阳每年会绕地球公转

1

圈。由于

1

年约是

365

天,那么太阳每天绕地球公转的角度是

1/365

圈。于是,我国古代就规定

1

圈,也就是

1

个周角为

365

度。这样,太阳每天公转的角度就可以被记作

1

度,看起来很方便。但是,这种规定应用在几何学中却出现了问题,比如,直角就会被记作

91.25

度,数值很零散。

在古代,古巴比伦人一直惯用

60

进制,他们发现如果规定

1

个周角是

360

度,那么这个数值与

1

年的天数非常接近,仍然可以将太阳每天公转的角度近似当作

1

度。而且这样规定之后的好处是,常见的特殊角都可表示为整数度,例如直角为

90

度,等边三角形内角为

60

度,对天文学和几何学都很方便。

这个规定慢慢传到了周围的国家,后来古希腊科学家提升了角的测量精度。遵循古巴比伦的

60

进制传统,古希腊人又把

1

度的角记作

1°,并将其

60

等分,每份称为

1

分的角,记作

1';

1

分的角继续

60

等分,每份称为

1

秒的角,记作

1"。看到分、秒这样的词汇,你一定联想起时间的单位。既然同样是

60

进制,角度的换算是借鉴了时间单位的规定吗?

不,恰恰相反,历史上是时间单位名称借鉴了角度单位。西方人在古代就利用日晷将

1

天划分为

24

小时,类似我国古代把

1

天划分为

12

个时辰。随着计时精度的提高,人们需要更短的时间单位。大约在我国宋朝时期,西方人仿照角度制,将

1

小时等分为

60

分钟,

1

分钟等分为

60

秒。到了

17

世纪,西方发明了摆钟,普及了如今

60

格的表盘。清朝时,小时、分、秒等时间单位也随钟表传入了我国。

18

世纪末期,法国大革命推翻了旧的政治制度。为了表示与传统决裂,法国科学家们废除了法国旧的度量衡制度,希望设计出一种科学的新单位制为各国所公认。新单位制规定

1

千米为

1000

米,

1

千克为

1000

克等,这些单位沿用至今。为了贯彻“十进制”的原则,法国人也曾规定

1

天为

10

小时,

1

小时为

100

分钟,

1

分钟为

100

秒,直角为

100

百分度。这时问题就出现了,根据这一规定制作出来的钟表,表盘有

100

个小格,太过奇怪,反而不为其他国家接受。

几何领域也是如此,等边三角形的内角就成了

66

2/3

百分度,不是整数。最终,时间和角度恢复了传统的

60

进制,虽然百分度这个单位已经废弃不用,但它是科学家们勇于突破传统束缚、追求简洁的一座丰碑,值得我们永远铭记。

现代社会普及了小数的使用,可以用一个单位表示所有的角,减少了不同单位之间的换算。在

60

进制的情况下,

15'是

1°(

60')的

1/4,也就是

0.25°;

45'

1°(

60')的

3/4,也就是

0.75°。于是,像

1°15'+2°45'=4°

这种角的加法,可以写作

1.25°+2.75°=4°,已经不再涉及角度单位之间的换算。梳理数学的历史,既涉及自然,又依照逻辑、遵循习惯。

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