时区的来历

自从人类开始直立行走，就至少有了粗略的计时。当时的时钟就是地球本身，地球绕轴自转，产生有规律的昼夜不断交替的现象。当时的计时方法很不精确，短时间间隔更是如此，好在那个时候还没有发明电视机， 精确地按小时来计时的方法还不是至关重要的。

随着原人智力的发展和文明程度的提高，人类需要更准确的计时方法。埃及人早在公元前 3000 年以前就采用日晷将白昼分为更小的统一时间单位，其工作原理也是利用地球自转。由于地球自转，太阳看上去就好像在天空穿行，就像人骑马时看到树木在视野中移动一样。（如果要保持与太阳同步，让太阳看上去是停在空中的，那么在赤道上的人必须以每小时1038 英里的速度向西运动。由于受到海洋潮汐与海岸间的摩擦力的影响，

地球自转每过一个世纪就会延缓 1 微秒，因此随着时间的推移这个速度值将慢慢变化。）太阳所处位置的这种变化造成了影子的变化。日出时，大阳从东方的地平线上冉冉升起。将日晷指时针笔直地插在地上，其西侧就会出现长长的影子。到中午时，影子已经移动了。这时影子变短并指向北方（这里指北半球的情况）。到了下午，太阳继续一如既往地向西方地平线移动，这时日晷指时针的影子又会变长，并转向东方。日晷指时针稍稍倾斜，地面上的影子就会按照一个半圆形轨迹移动。从而可将白天分为 12 个小时，这是埃及人的第一个时钟。

随后必然出现那些不依赖于天气是否晴好、不随季节变化而改变 1 小时长度的时钟了。其中有利用蜡烛燃烧的速度计时的蜡烛钟，还有沙漏和水漏，利用沙子和水滴从容器上部以一定速率流入容器下部标出 1 小时的

长短。到了 17 世纪中叶，荷兰物理学家格里斯蒂安·惠更斯制作出利用钟

摆工作的时钟，其精度已足以将小时细分成分钟。这是 17 世纪很了不起的成就。（现在，我们已经能制造出利用铯或氢的原子振动原理制成的原子钟，其精度已达到每 1 亿年误差不到 1 秒。此外，利用激光和超低温技术还可以制造出更精确的时钟。）

后来又出现了铁路。有了火车，人们就能作长途旅行，铁路将许多相距遥远的城镇连接起来。可惜，当时人们虽然可以准确地知道某地的时间， 但各个城镇都有自己的地方时。例如纽约市的时间与其邻近城市（如纽瓦克或南安普顿）不同。这个原因很好理解。按照定义，中午（12∶00）就是太阳出现在天空中最高位置的时间，所以东西相邻的两个地区不可能时间一样。在纽约的正午时刻，纽约以西还是上午，而纽约以东则刚刚进入下午。

这些事实虽然很好理解却很难接受——特别是在坐火车旅行时，而电报的发展又加剧了解决这一问题的紧迫性。到了 1884 年，这一问题已经很突出，于是召开了一次国际性会议，旨在实现时间标准化。时区的划分应运而生。

时区是其所在的所有地区的时间完全相同的区域。时区是地球表面上由北极向南极的名叫子午线的经线界定的。子午线将地球像桔子那样分成24 个大小相等的时区。为什么分成 24 个时区呢？因为地球自转一周需要

24 小时。将地球分成 24 段所产生的时区各异，它们分别各为 1 小时的倍数。

英格兰的格林尼治（位于伦敦附近）是享有崇高声誉的皇家天文观测站，因此被选定为划分时区的起点。一条从北极到南极的精确地通过格林尼治天文台的线称为本初子午线，即数值为零度的经线。再按每隔 15°画一条经线，将整个地球划分成与 24 小时对应的时区。本初子午线以东的经线以东经度标识，本初子午线以西的经线以西经度标识（见图 1）。东西经 180°经线重合。180°子午线位于地球另一侧，与本初子午线相对；在时间上它与本初子午线相差 12 小时。这一点下文还将谈到。

本初子午线并非两个相邻时区的分界线。按照 15°划分的其他 23 条经线也不是时区分界线，而大致处于 24 个时区的中心位置。这里用“大致” 一词是因为事实上在穿过有人居住的大片陆地时，时区分界线是弯弯曲曲的，有时甚至弯曲得很厉害，这是为了避免将同一城市、州乃至国家划分在不同时区里。图 2 和图 3 表明了为适应行政区划和地理界线的划分，时区划分线参差不齐的状况。

1996 年，美国国会通过了《统一时间法案》，为美国及其属地建立的

时区是 8 个，而不是 4 个。除了美国大陆本土的 4 个时区以外，还有波多

黎各的大西洋时区（比东部时间早 1 小时）、育空时区、阿拉斯加及夏威夷时区（当然阿拉斯加和夏威夷处于同一时区）以及阿留申群岛的白令时区。

夏令时

也许世界上总有人嫌事情还不够复杂，伟大的美国科学家和政治家本杰明·弗兰克林在他的一篇异想天开的文章中提出了夏令时（日光节约时间）的概念——就是在 1 年中的某些时间段将时钟调快 1 小时。这样，早

晨提前了 1 小时，而晚上的白昼时间相应地顺延了 1 小时。

这种办法在当时（1784 年）未被采纳，甚至没有引起注意。农民更是反对夏令时。他们的工作日仍然严格地遵循太阳时，即日出而作日落而息。把日落时间从下午 7∶00 推迟到下午 8∶00 意味着要晚 1 小时收工，收工后的时间就少了 1 小时。

但是到了 1915 年，实施夏令时的想法却得到了社会的认同。这一年德国率先在历法中采用夏令时。1916 年和 1918 年英国和美国相继步其后尘。将时钟拨快 1 小时后，人们起床后开始活动的白天时间就多出 1 小时，希望通过采用这种办法能节省家庭用电，从而将发电所用的燃料省下来用于第一次世界大战。实际上国会通过了一项法律，规定在战争期间全国实行夏令时。在 1974 年到 1975 年，这种节约能源的办法——主要是节省白昼时间——实行了大体一年，当时正值中东地区的石油生产国对美国实行石油禁运。

1966 年《统一时间法案》出台后，美国大部分地区从 4 月的最后一个

星期天到 10 月的最后一个星期天，即一年中有 6 个月的时间实施夏令时。

1987 年，罗纳德·里根通过了一项立法，将夏令时开始实施的时间从 4 月的最后一个星期天提前到第一个星期天。有趣的是据美国运输部估计：将夏令时起始日期提前，节省了交通事故费用超过 2800 万美元，而且每年还

能分别避免交通伤人事件 1500 起以上，以及交通亡人事件 20 起。尽管如此，还是有好几个州议会投票否决夏令时。这些全年实行标准时的州包括亚利桑那州、夏威夷州、波多黎各州以及印第安纳州的部分地区。

世界各国对夏令时的规定非常混乱。西欧多数国家是从 3 月的最后一

个星期天到 9 月的最后一个星期天实行夏令时。但英格兰的夏令时要持续

到 10 月的最后一个星期天。还有些国家实行双夏令时（即比标准时提早 2

个小时），而其他国家，特别是几个中东国家，相互之间相差 30 乃至 40

分钟。尼泊尔的时间与其邻国印度仅相差 10 分钟。这些国家就不遵循标准时区划分。计时谈何容易？

国际日期变更线

1519 年到 1522 年间，费迪南德·麦哲伦和他的那些幸存下来的骨干船员成功地完成了首次环球旅行。当他们到家时，他们疑惑不解，不知怎的，在航行期间他们“失去”了一天。他们的日历比家中亲友的要晚一天。

是不是他们未作记录？是不是他们在历尽艰辛的旅途中忘了记录日出？都不是，他们不仅有记录而且记录很准确。事实是这样的：地球自西向东转动（如果从北极上空看去就是按逆时针方向转动）。如果由东向西作一次环球旅行，他们就会比呆在家中的人少看到一次日出。从另一个角度来看，如果麦哲伦在现在作环球旅行，他就必须在每进入一个新时区时将表调慢一小时。当他结束旅行时就正好将表调慢了 24 个小时，这样就失去了一整天。相反，如果沿东行路线作环球旅行，就会在日历上增加一天。

但不管绕地球旅行多少圈，对同一地区的人来说不能让一个人过星期一而另一个人过星期二。因此必须有一种办法让环球旅行者能够重新调整日历以便和那些不旅行的人的日历保持一致。这种方法就是规定国际日期变更线。

国际日期变更线是一条经线。实际上，这条经线大致处于 180°的位置，位于地球另一侧，和本初子午线正好相对。如果一个人由东穿过这条经线向西，就需将日历向前推一天，以弥补失去的一次日出，星期一下午5∶00 变成了星期二下午 5∶00。如果由西越过这条经线向东，则需将日期往回推一天。

因为 180°子午线主要位于海洋，确切地说位于北冰洋和太平洋，因此选择这条经线作为国际日期变更线。这条线上有一处向东弯曲，通过白令海峡将西伯利亚和阿拉斯加分开。另外几处也有转向，以避开阿留申群岛和北太平洋和南太平洋上的岛屿（见图 4）。

凡尔纳在他脍炙人口的小说《环球 80 天》中有趣地利用了国际日期变

更线。小说讲述一位名叫菲利阿斯·福格的英国绅士与他人赌 2 万英镑，

说他能在 80 天内作一次环球旅行。当时是 1872 年，所以当然不可能坐飞机来保证自己能赢，当时只有可靠性很差的火车和更不可靠的轮船。尽管如此，菲利阿斯仍然坚持不懈，途中还被一位美丽的印度公主的大象搭救。为了让这个漫长的故事更长一点，他完成了这次旅行，但是按照他自己的计算，他错过了最后期限，因而赌输了。然而幸运的是，福格先生是一直向东环球一圈，因此在不知不觉中他在通过国际日期变更线时争取到了一

天的时间。最后他不仅赢得了赌金，还赢得了可爱的公主，他们结婚了。尽管故事中的主人公在婚姻上如愿以偿并赢得了赌金，但时区并非总

是那么好对付的。每个坐过飞机有过倒时差经历的人对此都会深有体会。假定下午 7∶00 飞机从纽约起飞到伦敦，飞机飞了 6 个小时，到希思罗机场时，您手上的手表与自身的感觉都认为当时是夜里 1 点，你满脑子想的

都是小糖果和旅馆的床位，但是伦敦的时间比纽约标准时要早 5 个小时—

—正好是上午 6∶00。新的一天到了，那么你是睡觉呢还是拖着疲惫的身子逛伦敦城呢。

时区有时确实令人烦恼。有时时区问题可能会使一个中学生无法通过地理考试（如果他没有在考试之前阅读本文他就傻了）。但是只要地球继续自转，而太阳继续照耀，时区就是人们日常生活中少不了的。

（任海燕译）