逝者如斯夫,不舍晝夜。時(shí)間總是在不經(jīng)意間流逝......
我們?cè)趯?xiě)作文的時(shí)候,經(jīng)常在開(kāi)頭使用描寫(xiě)時(shí)間的句子,時(shí)間在日常生活中有著不可替代的作用。
在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的今天,我們通常會(huì)使用網(wǎng)絡(luò)時(shí)間來(lái)作為每天作息的標(biāo)準(zhǔn),小時(shí)候那種鐘表走慢時(shí)間不準(zhǔn)的情況很少發(fā)生了。
你肯定遇到過(guò)這樣的場(chǎng)景,家里買了一個(gè)鐘表,時(shí)間一長(zhǎng),就會(huì)發(fā)現(xiàn)它走得「不準(zhǔn)」了。
又或者,一臺(tái)長(zhǎng)時(shí)間不使用的電腦,它的時(shí)間也會(huì)發(fā)生偏差。
遇到這些情況,你可能會(huì)不以為然。
時(shí)間不準(zhǔn),那我們就「人工」調(diào)準(zhǔn)它。
但你有沒(méi)有停下來(lái)想一想,為什么它們的時(shí)間會(huì)越走越不準(zhǔn)呢?
要回答這個(gè)問(wèn)題其實(shí)不難,我們只需要搞清楚,它們的時(shí)間是怎么來(lái)的。
鐘表和計(jì)算機(jī)內(nèi)部都有一個(gè)叫做「晶體振蕩器」的東西,給它加上電壓,它就會(huì)以固定的頻率振動(dòng)。但這個(gè)振動(dòng)頻率的「穩(wěn)定性」,取決于它的制造工藝,以及外界環(huán)境的影響。
出于成本的考慮,鐘表的制作工藝沒(méi)那么高,所以它更容易有誤差。而電腦制造工藝雖然比較高,但它內(nèi)部的晶體振蕩器也會(huì)受到「溫度」變化帶來(lái)的影響,在工作過(guò)程中,也會(huì)有產(chǎn)生誤差。
雖然它們的誤差很小,但日積月累下來(lái),誤差就越來(lái)越明顯。
時(shí)間是一個(gè)非常抽象的概念,多少年來(lái),吸引著無(wú)數(shù)科學(xué)家、物理學(xué)家、甚至哲學(xué)家花費(fèi)畢生精力去解釋時(shí)間的本質(zhì)是什么,從宇宙大爆炸到時(shí)空相對(duì)論,從黑洞到量子力學(xué),都能看到關(guān)于時(shí)間這個(gè)問(wèn)題的身影。
這里我們不探討高深莫測(cè)的學(xué)術(shù)知識(shí),只把目光放聚焦在計(jì)算機(jī)這個(gè)很小的范疇內(nèi)。但要想清楚解釋這個(gè)問(wèn)題,也并非想的那么簡(jiǎn)單。
我們從最簡(jiǎn)單的開(kāi)始說(shuō)起。
想要知道時(shí)間是怎么被定義的,首先要知道「天」是怎么來(lái)的?
答案是:觀察太陽(yáng)。
由于地球的「自轉(zhuǎn)」,人們可以看到日出日落,人們?nèi)粘龆鳎章涠?,所以就把這一周期現(xiàn)象定義為「天」。
地球除了自轉(zhuǎn),還在圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn),所以公轉(zhuǎn)一周就被定義為一「年」。
從這些現(xiàn)象就能看出來(lái),很早之前的人們,是以「天文現(xiàn)象」來(lái)確定時(shí)間的。
再后來(lái),人們?yōu)榱税褧r(shí)間定義得更「精確」,就把一天平均劃分為 24 等份,這就是「時(shí)」。
同樣地,把 1 小時(shí)劃分 60「分鐘」,1 分鐘劃分為 60「秒」。
這樣,時(shí)間的基本單位「秒」就被定義出來(lái)了。
所以,秒與天的關(guān)系就是這樣的:
1 秒 = 1 / 24 * 60 * 60 = 1 / 86400 天。
這些定義,都與「地球自轉(zhuǎn)」和「太陽(yáng)」息息相關(guān)。
但是,后來(lái)人們發(fā)現(xiàn),地球的公轉(zhuǎn)軌道并不是一個(gè)正圓,而是一個(gè)「橢圓」,也就是說(shuō)公轉(zhuǎn)速度是「不均勻」的,這意味著什么呢?
這意味著每天的時(shí)間不是等長(zhǎng)的,那根據(jù)天推算出的秒,自然也不是「等長(zhǎng)」的。
很明顯,這里的計(jì)算存在誤差。這怎么辦?
聰明的人們就想到,把一年內(nèi)所有天的時(shí)長(zhǎng)加起來(lái),然后求「平均」,得到相對(duì)固定的「天」,然后再計(jì)算得出「相對(duì)平均」的秒,這樣就減小了誤差。
確定了天文規(guī)律,人們開(kāi)始制造「鐘表」,把時(shí)間表示出來(lái)。
從擺鐘到機(jī)械鐘,再到現(xiàn)代廣泛使用的石英鐘,鐘表的制作工藝越來(lái)越高,時(shí)間精度也越來(lái)越高,現(xiàn)代石英鐘每天的計(jì)時(shí)誤差只有「千分之一秒」。
所以,在 1927 年,人們以基于「天文現(xiàn)象」+「鐘表計(jì)時(shí)」,確立了第一套時(shí)間標(biāo)準(zhǔn):世界時(shí)(Universal Time,簡(jiǎn)稱 UT)。