世界时间是如何统⼀的
世界时间是如何统⼀的?
1853年8⽉12⽇,美国东部罗德岛州,两辆⽕车迎头相撞,14⼈因此死亡。事故的原因在今天看来难以置信——两车⼯程师的⼿表差了2分钟。
在此之前,类似原因的刮蹭已发⽣多次。那时,⼯业⾰命进展迅速,但时间测量还沿⽤中世纪的⽅法:以⽇晷等测量的太阳时作地⽅标准。这是⽕车事故的重要原因:各地的时间标准不同。
(19世纪美国的主要城市时间参照表,共102个城市)
当美国⼈还在为此事故震惊时,在铁路轰鸣中,伦敦时间已经完成对英国各地⽅的统⼀。1855年,不列颠岛与爱尔兰98%的公共时钟调整为格林威治时间。这是第⼀个将时间统⼀的国家,此后,客观、精确的时间体系随着⼯业、贸易、殖民的发展,占据了世界的每⼀块⼟地。
【⽕车与电报的合谋】
现代时间标准的建⽴,离不开准确的钟表。最早能持续不断⼯作的机械钟,出现在14世纪初期欧洲的修道院,以满⾜僧侣们准时祈祷的需求。
这种钟⼗分笨重,只有时针,⽤整点报时的⽅式宣布时间。由于精度有限,僧侣每天⾄少要对时两次。机械钟楼也很快在市镇中出现,为世俗⽣活服务,1335年法国北部的Aire-sur-la-Lys镇建⽴单独的钟楼,因为需要“让布匹市场的雇员能按照特定的时间上下班”。
随着技术的完善,机械钟的精确度不断提⾼,1475年第⼀次出现“分针”,但直到1665年才将时间精确到秒。这⼀时期的钟表产量稀少,⼗分昂贵——中世纪缓慢的节奏,也没有出现对精密时间的需求。1851年钟表⼤规模⽣产前,它们只是贵族的玩物。
中世纪的节奏还体现在地⽅时上。甚⾄⼯业⾰命初期,各地时间仍然没有统⼀标准,散漫随意的设置仍然普遍。⼯程师Henry Booth在1847年的⼀本⼩册⼦中写道:“坎特伯雷,科尔切斯特,剑桥……⽆数的城镇,各⾃有教区时钟,市场钟,每个都在宣⽰其独特的时间”。即使严格按照太阳时,各地与伦敦也有差异:⽜津时间慢5分2秒,利兹慢6分10秒,康福斯慢11分5秒,巴罗则要慢12分54秒……
(英国Bristol的钟表,有两个时针,⼀个为当地时间,另⼀个指⽰伦敦时间)
这时,⽕车的出现改变了⼈们的时间观。铁路发展三⼗年后,1839年,出现了第⼀张⽕车时刻表。这是⼀种全新的管理⽅法,它把时间作为客观的控制对象,将运输的效率与时间的分割联系在⼀起,整个流程精确到分钟。这与中世纪散漫、差异的时间观迥然不同。
这⼀时期,另⼀件重要的发明也诞⽣了:电报。电报能跨越遥远的距离即时通讯,使得与格林威治标准时间的校对变得准确可⾏。1854年,通过电报线路,格林威治天⽂台与东南铁路站台相连,能准确的传递天⽂台时间信号。1860年,英国的主要城市都能由电报线接收格林威治的报时信号,⼀年后,印度,澳⼤利亚,加拿⼤都能由电报线与格林威治时间随时保持⼀致。
(1852年,⼀幅标注出仍使⽤地⽅时间市镇的地图)
在铁轨和电报⼤规模建设的帮助下,交通与通信⽹密集的相连,变得越来越复杂,对时间误差的容忍度越来越低。铁路公司开始强硬的要求经过的城镇,都修改为伦敦(格林威治)标准时。⼀些城市的居民为了交通和电报的⽅便,发起了“与伦敦时间⼀致”的请愿活动。社会的普遍要求下,虽然没有法律规定,英国⼤部
分的市镇都调整为伦敦时间。
这种调整也改变着⽣活⽅式。“我准备就寝,却随时都想起⽕车时刻表,随时想着早晨必须在特定的时间起床,这让我⽆法安稳睡觉”,著名的外科医⽣Dr Forbes Winslow在《柳叶⼑》杂志写道。
甚⾄有赶⽕车过于兴奋猝死的案例。1854年,《协和医学期刊》的⼀篇⽂章写道:“兴奋,焦虑,紧张,为了登上那准时的可怕的列车,产⽣了严重的健康问题,多起猝死记录都与急迫赶上⽕车相关”。1868年,外科医⽣Alfred Haviland 出版了专著,书名表达了他的忧虑:《急迫致死:特别写给⽕车乘客》。
法国⼈想出来⼀个折中的办法:⽕车站的时钟显⽰正常时间,但是⽕车运⾏的时刻则调慢五分钟,以便为法国⼈的懒惰留出余
地。这种双轨制时间⼀直运⾏到1911年3⽉。
查违章车辆但是这些问题不能阻碍⽕车的发展,⼈们只有适应铁路前所未有的管控。这种管控直接反映在时间上,催⽣了近代的标准时间。
陈奕迅 黄伟文1868年,新西兰殖民政府委托Dr.Hector,以东经172°30’为准,制定新西兰全境的标准时。通过电报线路,新西兰标准时与格林威治标准时相协调,这是世界上第⼀个⽤经度设定标准时的地区。⽽这,只是⼀个开始。
【经度与时区】
陆地标准时间离不开铁路,全球时区的建⽴,则离不开航海业。与铁路为了提⾼
运输效率不同,航海对标准时间的需求,是为了确定船舶的地理位置。
在海上,纬度的测量很简单,只要量出正午的太阳⾼度就能知道。但是经度测量则⽐较困难,先测量出当地时间,再参照⼀个标准时间,才能计算出结果。⿇烦在于,传统的时钟都经不起海洋的颠簸,失去了测量准度;⽽不同的轮船选⽤标准时不同,增加了海洋上的混乱。
1707年,因为在暴风中⽆法测量经纬度,四艘英国军舰在锡利岛沉没,1400余⼠兵死亡,极⼤地刺激了英国⼈对精准经度的需求。1714年,他们设⽴“经度奖”,为“能够将精度确定在30海⾥、40海⾥、60海⾥”分别悬赏20000、15000、10000英镑,相当于现在的百万美元。
⽆数的钟表专家开始了海洋钟的研究。经过四次改进,1761年约克郡⼯匠约翰·哈⾥森提交了⼗周内误差不超过10秒的海洋钟——“Sea Watch”。不过,由于⼏⼗年间规则的变动,哈⾥森最终累计收获15000余英镑。
此后,西⽅的船舶揣着哈⾥森钟表,开始了全世界的航⾏,1807年“克莱蒙特”蒸汽船诞⽣,让长距离的跨洋航⾏更加便利。
不过,经度的另⼀个问题,确定标准时间,在此时变得突出:要以哪个天⽂台观测的时间为标准时间?哪个地⽅受得起本初⼦午线这⼀殊荣?
(1693年,⼀幅法国⼈绘制的地图,上⾯标出了不同标准经线混合的状况)
最早讨论这个问题的,是1871年安特卫普的第⼀届国际地理学会议。学者们最终推荐格林威治标准时间。但是,这个结论却⽆法推⾏,1875年的第⼆次国际地理学会议,法国代表提出,只有英国接受公尺制长度单位,他们才同意以格林威治为本初⼦午线。会议僵在这⾥。
(19世纪80年代不同国家的地图中所采⽤的本初⼦午线)
但是轮船不会等待会议结束再航⾏。由于英国的海洋霸主地位,如图所⽰,越来越多的轮船采⽤格林威治标准时间。1876年,⼀个更为⼤胆的计划被加拿⼤⼯程师桑福德·弗莱明提出:以格林威治时间为标准,建⽴东西半球协调⼀致的24个时区,这是时区制第⼀次系统的表述,这也是如今通⾏时区的雏形。它将全球纳⼊统⼀的标准时间系统,各地区将抛弃地⽅时,⽽归⼊格林威治为中⼼的各个时区。
(桑福德·弗莱明在国际经度会议上展⽰的数据,说明国际上⼤部分船只采⽤了
格林威治标准时)
这个提议逐渐被⼈们接受。最终在1883年,经美国提议,41个国家参加了华盛顿的国际经度会议,通过了格林威治所在经线为本初⼦午线,180°经线为国际⽇期变更线,格林威治天⽂台时间为标准时,称为GMT(Greenwich Mean Time,),建⽴全球时区的⽅案。
此后天⽂学,物理学的发展,增加了时间测量的精确度,1937年,国际天⽂学会议提出了格林威治时间的精确版——世界标准时(UniversalTime,简称UT)。
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1958年以原⼦共振频率标准计算、保持时间的铯原⼦钟,⽐天⽂观测更稳定、准确。1967年,国际度量衡会议正式采⽤铯-133原⼦钟作为秒的基准依据,世界标准时也修改为协调世界时(Coordinated Universal Time,简称UTC)。上世纪末,美国研制成功了GPS全球卫星定位系统,铯原⼦喷泉钟是该系统的基础⽀撑技术。
——以上的变化都是1884年决议基础上的改进,进化的格林威治时间在20世纪完成了世界时间的统⼀。
【时间与政治】
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(各国家接受格林威治为世界时区标准的时间)
全球时区制在会议上虽然通过,但施⾏过程仍有阻碍。这些阻碍与政治因素、民族⾃尊⼼相关,法国便是很有趣的例⼦。
1891年,法国⼈以巴黎为标准,将法国全境统⼀为⼀个时区。巴黎位于东经2°
左右,其太阳时⽐格林威治早9分11秒。1911年3⽉,法国突然宣布将巴黎标准时向后拨9分11秒,仍称为巴黎标准时间,丝毫不提及已经完全对应的格林威治标准时。《纽约时报》在第⼆天报道中说:“⼀些法国科学家曾提出,为了挽回政府的⾯⼦,应该选⽤海边与格林威治经度⼀致的城市,⽽不是巴黎,来作为标准时”。这次调整还改掉了⽕车站内站外五分钟的时差——就是前⽂提到的法国⼈为了应对迟到做出的创举。
1890年后,欧洲中部德国、意⼤利、波兰、⽴陶宛等国以东经15°为标准时间,统⼀归⼊东⼀时区。这下法国⼈坐不住
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了,1940年,法国⼈抛弃了修改版的巴黎标准时,加⼊到东⼀时区,即使巴黎与东经15°的实际时差达到50分钟49秒。
同样的例⼦还有西班⽛,1940年,佛朗哥宣布调整为欧洲中央时间。在此之前,⾃1900年起,西班⽛⼀直使⽤格林威治时间。西班⽛经度范围偏离格林威治时区(零时区),但离欧洲中央时间更远。实际上,这是佛朗哥为了与德国,意⼤利保持⼀致的措施,沿⽤⾄今。
印度的时间则以1947年独⽴为标志,显现混乱和统⼀的两极形态:1802年,东印度公司的Goldingham决定设⽴单独的马德拉斯时间,⽐格林威治快5⼩时21分(UTC+5:21)——在孟买与加尔各答之间,新设⼀个时区,造成了铁路运输上的⿇烦。
1884年,英国政府以孟买与加尔各答为标准,设⽴了两个时区,但是铁路公司则将马德拉斯时间作为中间时区,印度的标准时间变得混乱。直到1945年,加尔各答仍保持着特殊的时间。1947年印度宣布独⽴,新政府将全国统⼀为⼀个
地⽅时,虽然从东到西,它整整跨越了东五、东六时区。
除了印度,另⼀个跨越多时区⽽只采⽤⼀个标准时间的,是中国。这是共产党统⼀⼤陆后推⾏的时间制度。
现代化的新时间标准的推⼴,离不开其他现代要素的传播,尤其是交通。近代国门打开之前,农业⽣产是最重要的时间尺度,时间制度也带有节奏缓慢、周期性的特点。
清末的⼯⼚引⼊严格的时间管理,引发⼯⼈的普遍焦虑,此时钟表尚未普及,⼯⼈很少买得起,迟到⼜要⾮常严厉的惩罚。⼀些⼈根据公鸡打鸣,启明星的位置提醒上班,阴⾬天则会失效,偶尔有⼯⼈在后半夜⽓喘吁吁跑到⼯⼚,发现远未到上班时间,再瑟瑟离去。
市场营销教育随着国门打开,各式运动兴起,铁路和电报铺设更引发社会上时间制度、观念的变化,上海等地“⾃轮船、⽕车通⾏,往来有⼀定时刻,钟表始盛⾏”。钟楼也进⼊内地,交通⼯具对时间标准化的作⽤,同样开始在中国发⽣。
不过,要在全国范围接受和维持新标准时间,⾏政权⼒的运作必不可少。1928年,南京国民政府建⽴,形式上统⼀了全国。南京宣布中国分为五个时区,中原时区,陇蜀时区,回藏时区,昆仑时区,长⽩时区,分别⽐格林威治时间快⼋、七、六、五个半、⼋个半⼩时,第⼀次与国际标准时区相协调。同时,不再使⽤北平地⽅时,重要节庆时间以接近南京的东经120°经线为准。五时区制历经修补,⼀直运⾏到1949年。
(南京政府颁布的五时区⽰意图)
由于战时的指挥需要,共产党各军队均使⽤中原时间。1949年,新政权成⽴,旧称呼“中原时间”变得不合时宜。很快,北京新华⼴播开始播放“北京时间”,在各省市⼴泛传播。1950年后,除了新疆、西藏外,各省份陆续采⽤北京时间,其含义等同于原民国时期的“中原时间”,为东经120°的东⼋区区时。