誰發現了時差

“改良俱樂部的大門一下被推開，斐利亞·福克用他那沉靜的聲音說：‘先生們，我回來了。’”

每一位初讀《八十天環游地球》的人，看到這里恐怕都要為即將輸掉兩萬英鎊的福克先生捏把汗吧?不過善解人意的作者儒勒·凡爾納馬上作了解釋：福克在向東走的路上一直是朝著太陽升起的方向前進，所以他每走過一條經度線，就會提前4分鐘看見日出。整個地球經度線分作360°，4分鐘乘以360，正好是24小時。這就是福克不知不覺賺來的那一天的時間。

小說雖為虛構，但因為環球航行而“凈賺”一天的例子在歷史上確有其事。1522年，麥哲倫率領的艦隊致力干完成環球航行的壯舉。當船隊返航至佛得角群島時，發現船上的日期是7月8日星期三，而岸上的日期卻是7月9日星期四。水手回國后向國王和教皇匯報了這個現象，引起了廣泛的關注和探討，時差之謎逐漸被揭示出來。

時差的發現

在沒有鐘表的古代，人們只能通過觀察太陽在天空中的位置來確定本地時間，這個時間叫做“地方時”。地球是自西向東自轉的，東邊總比西邊先看到太陽，東邊的時間也總比西邊的早。比如在北京太陽已經升起了一個時辰，而烏魯木齊還處于黎明時分。這個時間差便是不同地區的“時差”。

最早發現時差現象的可能是古希臘天文學家。希臘人長于航海、精于天文，善于繪制地圖。生活于公元前2世紀的喜恰帕斯已經知道不同地點發生日食或月食的時間是不同的，進而他利用各地發生月食的時間差來測定地理經度。但是日月食發生的時間差不容易測定，古希臘人只能在較近的距離內使用這種方法。三個世紀后，托勒密繼承了喜恰帕斯的思想，利用經緯線繪制地圖。可是，由于無法準確測量經度，他只能憑借對距離的估計，大致標出某地的相對位置。托勒密的方法一直延續了一千多年，此法顯然不夠嚴密，所以那時的地圖大都不準，往往夸大了陸地的面積，低估了海洋的范圍。

蒙元時代的時差問題

在中國，早在13世紀就有人注意到了時差現象。此人便是成吉思汗的謀士耶律楚材。耶律楚材在跟隨蒙古大軍西征過程中，發現用金代《大明歷》推算出應該在某時刻出現的月食，在中亞的撒馬爾罕竟然要推遲出現。他隱約意識到，把萬里之外的中原地帶制定的《大明歷》直接用在遙遠的西域恐怕不合適。于是，他在《西征庚午元歷》中提出了一個全新的概念“里差”，彌補了由于東西距離差而造成的天象發生的時間差。這實際上是對不同地理經度引起的地方時差作出了數值修正。雖然耶律楚材沒有提到現代“時區”的概念，但他事實上解決了時差的問題。

近年來有學者指出，“里差”是西方地理經度概念傳入中國，并在歷法上加以應用的結果。原來，耶律楚材在《西征庚午元歷》中使用的東西距離(從開封到撒馬爾罕)數值過大，約為實際距離的1.4倍。這種情況恰好接近于希臘托勒密的地理經度測量值。也許這個倍率是巧合，也許這個知識真的經歷了“古代西方→阿拉伯世界→中國”的知識傳播過程。

時區的劃定

進入19世紀，在科技領域再次居于領先地位的西方世界發起工業革命，鐵路運輸普及開來。此時，不僅是旅客希望車輛準點運行，對運輸部門而言，為了避免共用一條鐵軌的多列火車發生相撞事故，車次時間必須掌控精確。當時橫貫東西的漫長鐵路往往造成不同車站之間有時差存在。19世紀70年代，在加拿大鐵路公司任職的桑福德·弗萊明意識到了時區對于鐵路安全的重要性，遂提出了國際標準時間的概念。1884年，在華盛頓召開的國際子午線會議認可了這個概念。該次會議還規定通過格林威冶天文臺的經線為本初子午線(零經度線)，當地地方時為格林威治標準時間(GMT)。從這里算起，往東往西各有12個時區，每個時區跨越經度15°。

進入20世紀，隨著航空業的興起，旅客有可能在幾小時內跨越幾個時區。時區的設置開始出現在手表、電腦和手機等個人裝備上。“倒時差”也成了飛行一一族的頭痛事。時差和時區已然是司空見慣之事了。

(劉一思推薦)