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  • 这条不存在的线,让英法争了一百年

    本文来自微信民众号:邃晓学问(ID:mingbaizhishi),原文标题:《这条不存在的线决议了我们的时刻》,题图来自:视觉中国

    我们先来看一个老问题:

    如今有一名俄罗斯人,手里有一张环球银行中奖彩票,它的末了限期是4月9日,而如今是4月10日。这个俄罗斯人怎样做才让这张逾期的彩票“妙手回春”?

    岂非要时光倒流吗?

    实在,他只需订一张由俄罗斯东部飞到美国阿拉斯加的机票即可。

    这条不存在的线,让英法争了一百年插图

    俄罗斯东部与美国阿拉斯加之间的白令海。图片泉源:Wikipedia

    当飞机飞越白令海峡,穿过夹在俄罗斯东部与阿拉斯加州之间的国际日期变动线时,我们就会听到空乘关照游客:如今时刻是4月9日某时某刻。

    日期果真减少了一天。

    这位俄罗斯人抵达美国时,就能够把手中的彩票兑换了。

    国际日期变动线(别名日界线)就是如许奇异,在这条无形的线的东西两侧,哪怕两地间隔只隔一海里,时刻却分红两天。

    这条不存在的线,让英法争了一百年插图1

    穿过大洋的国际日期变动线;由西向东超出日界线,日期要减去一天,反之则增添一天。图片泉源:Johan Harris

    这是现代人的基本知识。

    但这条线是怎样来的?为什么它的外形弯蜿蜒曲?

    这点晓得的人生怕就不多了。

    一、为什么须要国际日期变动线?

    国际日期变动线的设置,和地球所处的天体运转环境有关。

    我们来温习一下中学地理学问:

    由于地球自转的关联,地球上的各地所看到日出的时刻并不一样,这就致使各地的时刻体系各有差别。想想看,假如环球都用一致块钟表,那华盛顿上午8点日出的话,北京岂不是要晚上8点才看日出?

    这条不存在的线,让英法争了一百年插图2

    地球自转致使日夜更迭。图片泉源:Johan Harris

    为了防止这类杂沓,人们决议将地球分别为24个时区。

    缘由也很简朴,地球自转一周约24小时。在这类分别下,地球每隔15°(360°/24=15°)就是一个时区,相邻时区之间的时差是1小时。

    如今,假定太平洋上有一座小岛,我们权且称为A岛。A岛行将迎来地球上的第一个日出,这个时刻记为1月1日早上6时。

    跟着地球自转,在A小岛西侧,第二个小岛将迎来日出,然后是第三个、第四个……

    与此同时,A岛东侧离它近来的某个小岛,我们且称为B岛,却一向没有比及日出。直至地球自转完一周,地球上的末了一个角落,也就是B岛,终究迎来它生涯的第一束阳光。

    B岛日出了,它的本地时刻被记为1月1日早上6时。

    而此时的A岛,已渡过一个日夜,时刻是1月2日早上6时。

    不过,在现实天下中,阳光险些会同时照在B岛和A岛上,所以它们都是早上6点,时刻却相差了一天。

    地球上差别处所的最大时差,就是地球自转一周的时刻。间隔相邻的A、B两岛,就被工资选中,承受了这个最大时差。

    横亘在A、B两岛之间的,就是这条无形的国际日期变动线。

    照样以A、B小岛的例子来讲,在现实时区与经纬体系中,B岛在西十二区,A岛在东十二区,东西十二区重合,两岛中心有条经线,即180°经线。

    180°经线,理论上应该是国际日期变动线。

    这条不存在的线,让英法争了一百年插图3

    180°经线与现实上的国际日期变动线。

    但现实的国际日期变动线却并非笔挺地沿着180°经线画的。

    这是为什么呢?

    二、国际日期变动线为什么是蜿蜒的?

    缘由很简朴。

    我们看舆图,由北到南,国际日期变动线第一个偏离180°经线、涌现大转折的处所在俄罗斯东部与美国阿拉斯加州之间。

    这条不存在的线,让英法争了一百年插图4

    绕道白令海峡,以及阿拉斯加州西南部群岛西侧的国际日期变动线。图片泉源:Google Map

    假如完整以180°经线分别日界线,那这条线恰好大概经由俄罗斯东部的某个小镇。

    或许小镇上的某个人早上起床,是星期五上午8点,他去马路劈面吃了个早饭,仰面看了一眼早饭店内的钟表:星期四上午8点半。

    为了防止这类杂沓与不轻易,这条工资设想规定的日界线就进一步做了调解:日界线向东偏离,将俄罗斯疆域与美国疆域离开——俄罗斯东部能够与美国时刻差别,但不能与街坊邻居时刻差别。

    这条线碰到的第二个大的转折点,是美国阿拉斯加州西南部的岛屿。这片岛屿的触须很长,向西超出了180°经线,所以国际日期变动线只好向西偏离。

    日界线在太平洋南部的转折点就更风趣了。

    南太平洋有众多岛屿国度,为了一致日期轻易生活,国际日期变动线在这里按例也得转向。

    不过,这个转向大概随时都邑变化。

    比方,萨摩亚,一个位于太平洋南部的国度。

    2011年12月29日,萨摩耶倏忽宣告要在第二天转变他们旁边的国际日期变动线。

    当时,萨摩亚位于日界线东侧,时刻是12月29日,西侧的时刻则是12月30日。当它第二天正式变动时刻、进入日界线西侧的时刻,日期直接变成了12月31日。

    这条不存在的线,让英法争了一百年插图5

    位于南太平洋的萨摩亚,及萨摩亚四周迂回的国际日期变动线。图片泉源:Google Map

    关于当时的萨摩亚住民来讲,他们没有了12月30日这个日期。

    这是被日界线“偷走”的一天。

    假如恰好有萨摩亚人出生在12月30日,这一年可就倒运了,没法过生日。

    萨摩亚为什么突发奇想要变动日期呢?

    实在也很简朴,萨摩亚要与东时区的国度保持一致,比方中国、澳大利亚等,它要与这些国度做商业,不在一致天,时刻盘算确切不轻易。

    但这并非萨摩亚第一次变动时刻。

    早在1892年7月4日,萨摩亚就把本身搞到了日界线东侧,过了两天7月4日。那次变动的缘由,也是为了商业,萨摩亚要和位于它东侧的美洲做生意业务。

    总的来讲,人们将日界线定在180°经线四周,本就是由于这条线逾越众多的太平洋,陆地少,鲜有人寓居,如许能最大限制下降日期变动给人们带来的不轻易。

    但照样有部份地区受到了这条线的影响,所以人们只好将日界线部份偏离180°经线,终究构成迂回的国际日期变动线。

    三、时区体系背地的英法恩仇

    国际日期变动线与时区体系,能够说是环球化的产品。

    由于在环球互动涌现之前,这条设想线本不必须要。

    16世纪以来,大帆海时期开启,环球商业逐步增强,到了19世纪,天下已连成一个团体。

    在这类背景下,1884年,41个国度在华盛顿举行了一场国际经度集会,恰是在此次集会上,人们制订了含有二十四个时区和国际日期变动线的“时区体系”。

    但制订进程并不顺遂。

    时区体系是与地球经度牢牢绑定在一起的。早在16世纪初,欧洲天文学家和数学家就入手下手痴痴寻求着地球经度的丈量。当时人们还没法在帆海中肯定经度,经常致使帆海变乱的发作。

    相关于经度,纬度的盘算是比较简朴的。纬度只须要参照太阳的高度等即可盘算,人们很早就控制了纬度的丈量要领;但由于地球自转的缘由,人们很难直接经由过程视察天体来丈量经度。

    经度问题不处理,人类在帆海中就没法准肯定位,风险就一日不会消弭。

    为丈量经度,当时的科学家主要想出两种要领,一种是“月距法”,一种是“钟表法”。

    简朴说来,月距法就是依据视察玉轮的活动轨迹,来盘算出地球各个处所的经度。但这类要领须要长时刻、大批的数据观察,也须要非常巨大且庞杂的盘算进程,以至是几代人才完成的一项工程。

    这条不存在的线,让英法争了一百年插图6

    月距法示意图。图片泉源:Pinterest

    牛顿就曾介入进月距法的科学进程中,但至死也没有获得终究的答案。

    钟表法在工程量上较月距法要轻。

    这类要领就是制作一块邃密精美的钟表,然后带到天下各地,运用钟表与各地现实时刻的时差,来盘算出本地所处的经度。

    在现代人看来,钟表法确切比较轻便。

    但当时的人却不如许以为,由于当时的人们还造不出这么邃密精美的钟表。当时的机器钟,经由帆海的颠簸、氛围湿度与温度的变化等,会涌现很大的偏差。

    当时的人们,还没有完全领悟到科学手艺的生长会有多迅猛,所以许多人以为造出如许一块钟表是遥遥无期。而且,人造的机器时钟怎样能和大自然的天体时钟相媲美呢?

    因而,科学家们分红了两派,一派支撑月距法,一派支撑钟表法。

    当时,欧洲国度为了完全处理帆海问题,也纷纭出资,以国度的气力来调集科学家,处理经度丈量困难。

    法国与英国就是个中两个主要国度。而这场经度丈量的科学竞走,也使英法两国结下了一个恩仇。

    1666年,法国国王路易十四与大臣让·科尔伯特成立了法国皇家科学院,并于次年竖立巴黎天文台。

    法国汇集了欧洲许多有名的科学家,空想能领先处理经度问题,并以巴黎天文台的位置设置本初子午线,即0°经线。

    这条不存在的线,让英法争了一百年插图7

    竖立于1667年的巴黎天文台。图片泉源:Wikipedia

    法国最初以月距法为霸占手腕,但受阻后即转向了伽利略曾提出的木星卫星观察法。

    法国取得了肯定水平的胜利,并依据对木星卫星的观察,肯定了欧洲地区的经度,从新绘制了一版新的欧洲舆图。

    但这类难度较高的要领并不能直接运用到帆海中,海员们在茫茫大海中照旧不能定位本身的位置,保证船队的平安。

    1675年,英国也在伦敦四周的格林尼治竖立了一座格林尼治天文台。

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    竖立于1675年的格林尼治天文台。图片泉源:Wikipedia

    格林尼治天文台的第二任台长,就是赫赫有名的展望了哈雷彗星的埃德蒙多·哈雷(Edmond Halley)

    但经由几个国度几代人的勤奋,不管是月距法照样钟表法,或许其他要领,都没有完全处理经度问题。

    直到18世纪初,一个叫做约翰·哈里森(John Harrison)的英国木工、钟表匠涌现了。

    四、时区体系的终究肯定

    年青的哈里森找到哈雷,说他能制作出一台邃密精美的钟表。

    在哈雷等人的协助下,哈里森获得一笔资金,并于1735年制作出他的第一台用于经度丈量的钟表。

    这台钟表很胜利。在此基础上,哈里森精益求精,重复做了多台钟表,直至1759年,终究做出一台更加邃密精美圆满的钟表。

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    哈里森于1735年制作的第一台帆海钟,命名为H1,现藏于格林尼治皇家博物馆。图片泉源:Royal Museums Greenwich

    眼看着经度问题就要处理了。

    法国急眼了,要掏钱买走哈里森的手艺,但哈里森拒绝了。

    英国的一些科学家也急眼了,比方英国皇家天文学家马斯基林(Nevil Maskelyne),他是月距法的忠厚拥护者。

    马斯基林同时也是担任评审哈里森钟表法的担任人之一。

    但终究,哈里森照样取得了胜利,并拿到了英国的国度奖金。而马斯基林也没有摒弃月距法,他险些在同时将将月距法运用在帆海中。

    这条不存在的线,让英法争了一百年插图10

    美国科普作家戴瓦·索贝尔,于1996年出书《经度》一书,细致记录了哈里森等人处理经度困难的科学进程。

    不管是月距法照样钟表法,都是英国胜了。

    英国胜了,格林尼治天文台闻名天下。

    英国以经由格林尼治天文台的经线为本初子午线(0°经线),以格林尼治天文台的时刻为天下规范时刻,以此运用到环球帆海中,并以此盘算天下各地的经度与时刻。

    直至本日,格林尼治时刻仍被规定为天下规范时刻。

    这条不存在的线,让英法争了一百年插图11

    穿过伦敦格林尼治天文台的本初子午线。

    法国这边,一向不服气。

    在1884年国际经度集会上,人们根据当时天下现实的运用情况,肯定经由格林尼治天文台的经线为本初子午线,就遭到了法国的阻挡。

    集会完毕后,法国仍执拗地以巴黎天文台为本初子午线盘算时刻与经度。

    但在环球化日趋增长的时期,天下不大概涌现两个时刻体系,海员们都运用着来自英国的科学成果与盘算数据。

    法国终究不能不屈就,全部天下都逐步融入到1884年制订的时区体系当中。

    但英法两国的恩仇到此并没有完整完毕。

    到了20世纪末,GPS定位手艺进入到人类生活,月距法与钟表法都失去了现实运用的职位。

    别的,人们又发清楚明了原子钟,以铯-133等元素的原子振荡频次来准确盘算时刻。

    由原子钟得来的时刻被称作原子时刻,偏差极小,万万年仅一秒。

    但问题在于,由于地球自转速率变慢,格林尼治时刻也不能不发作转变。这就造成了原子时刻与格林尼治时刻的不一致。

    为了使两者到达一致一致,原子时刻涌现了“闰秒”的操纵,就是每隔几年,让原子时刻在某一分钟走上61秒,“等”一下格林尼治时刻。这和我们经常运用的“闰月”有相通的地方。

    这时候,有人就提出,“闰秒”的操纵实在太过剩了,痛快取销格林尼治时刻,以原子时刻为天下规范时刻。

    有许多国度支撑这一发起。法国也在个中,似乎是在复“世纪之仇”。

    而英国却对峙继承运用格林尼治时刻。

    此次较劲,英法谁能胜出?

    实在,时刻设定本就是为了方便人们的生活,采纳哪一种时刻为规范时刻,最基础的照样要看这一设定规范对人们的现实功效怎样。

    在这一层面上,法国与英国的争端并不主要,由于天下会自然地接收谁人最相符人类生活的时刻规范。

    时刻,才是末了的输赢裁定者。

    参考资料

    袁越. 经度之战. 中国青年报,2007. [美]戴瓦·索贝尔. 经度. 海南出书社,2000. Johnny Harris . the international date line explained. Youtube,2020. 

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