逝者如斯夫,不舍晝夜。時間總是在不經意間流逝......
我們在寫作文的時候,經常在開頭使用描寫時間的句子,時間在日常生活中有著不可替代的作用。
在互聯網時代的今天,我們通常會使用網絡時間來作為每天作息的標準,小時候那種鐘表走慢時間不準的情況很少發生了。
你肯定遇到過這樣的場景,家里買了一個鐘表,時間一長,就會發現它走得「不準」了。
又或者,一臺長時間不使用的電腦,它的時間也會發生偏差。
遇到這些情況,你可能會不以為然。
時間不準,那我們就「人工」調準它。
但你有沒有停下來想一想,為什么它們的時間會越走越不準呢?
要回答這個問題其實不難,我們只需要搞清楚,它們的時間是怎么來的。
鐘表和計算機內部都有一個叫做「晶體振蕩器」的東西,給它加上電壓,它就會以固定的頻率振動。但這個振動頻率的「穩定性」,取決于它的制造工藝,以及外界環境的影響。
出于成本的考慮,鐘表的制作工藝沒那么高,所以它更容易有誤差。而電腦制造工藝雖然比較高,但它內部的晶體振蕩器也會受到「溫度」變化帶來的影響,在工作過程中,也會有產生誤差。
雖然它們的誤差很小,但日積月累下來,誤差就越來越明顯。
時間是一個非常抽象的概念,多少年來,吸引著無數科學家、物理學家、甚至哲學家花費畢生精力去解釋時間的本質是什么,從宇宙大爆炸到時空相對論,從黑洞到量子力學,都能看到關于時間這個問題的身影。
這里我們不探討高深莫測的學術知識,只把目光放聚焦在計算機這個很小的范疇內。但要想清楚解釋這個問題,也并非想的那么簡單。
我們從最簡單的開始說起。
想要知道時間是怎么被定義的,首先要知道「天」是怎么來的?
答案是:觀察太陽。
由于地球的「自轉」,人們可以看到日出日落,人們日出而作,日落而息,所以就把這一周期現象定義為「天」。
地球除了自轉,還在圍繞太陽公轉,所以公轉一周就被定義為一「年」。
從這些現象就能看出來,很早之前的人們,是以「天文現象」來確定時間的。
再后來,人們為了把時間定義得更「精確」,就把一天平均劃分為 24 等份,這就是「時」。
同樣地,把 1 小時劃分 60「分鐘」,1 分鐘劃分為 60「秒」。
這樣,時間的基本單位「秒」就被定義出來了。
所以,秒與天的關系就是這樣的:
1 秒 = 1 / 24 * 60 * 60 = 1 / 86400 天。
這些定義,都與「地球自轉」和「太陽」息息相關。
但是,后來人們發現,地球的公轉軌道并不是一個正圓,而是一個「橢圓」,也就是說公轉速度是「不均勻」的,這意味著什么呢?
這意味著每天的時間不是等長的,那根據天推算出的秒,自然也不是「等長」的。
很明顯,這里的計算存在誤差。這怎么辦?
聰明的人們就想到,把一年內所有天的時長加起來,然后求「平均」,得到相對固定的「天」,然后再計算得出「相對平均」的秒,這樣就減小了誤差。
確定了天文規律,人們開始制造「鐘表」,把時間表示出來。
從擺鐘到機械鐘,再到現代廣泛使用的石英鐘,鐘表的制作工藝越來越高,時間精度也越來越高,現代石英鐘每天的計時誤差只有「千分之一秒」。
所以,在 1927 年,人們以基于「天文現象」+「鐘表計時」,確立了第一套時間標準:世界時(Universal Time,簡稱 UT)。
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