第三章
经度与时间

正如我们所知道的那样，子午圈是指一条从北至南经过某地的线。确切说来，北极到南极之间所作的半圆便是地球表面的子午圈。这是一种以北极为中心，可以向各个方向引出，散开到任何地方的半圆。当今国际公认的经度的计算起点是以格林威治皇家天文台的子午圈为标准的，它也是欧美大部分钟表时间的参照标准。

天上子午圈 是与地上子午圈相对的一个概念。它从天球的北极引出，经过天顶，与地平线相交于最南的一点，最后到达南极。由于地球是绕着地轴旋转的，所以地上子午圈和天上子午圈便随着它一并旋转，天上子午圈一天之中会经过整个地球。然而，我们看到的却是一天之中天球上的每一点都要从子午圈经过。

太阳正是在中午时分经过子午圈。还未出现现代计时工具时，人们都是以太阳作为时间的参照。但黄道的倾斜角与地球绕日轨道的偏心率使得太阳每次经过同一子午圈的时间并不完全相同。假如以钟表的时间为参照，那么太阳有时在正午 12 点以前经过子午圈，有时又在 12 点以后。明白这个道理之后，便能很轻易地区分视时与平时。根据太阳而定的每天长短不等的时间称为视时，而依据钟表定的每天长短完全相同的时间称为平时，二者之间的差别称为时差。每年的 11 月上旬和 2 月中旬是它们相差最大的时候。 11 月上旬，太阳在 11 点 44 分经过子午圈，而 2 月中旬，则在 12 点 14 分经过子午圈。

天文学家利用想象出的平太阳这一概念来确定平时。永远绕天球赤道运行的平太阳每次经过同一子午圈的时间都是相同的，所以有时在真太阳之前到达，有时又在之后。利用这个平太阳就能确定每天的时间。假如不考虑真实情形，只依照所看到的景象来描述或许更易理解。我们将地球想象成静止不动的，平太阳绕着地球运行，依次经过每条子午圈，那我们便会看到“中午”永远在环绕世界旅行。它的速度在我们的纬度上大约是 300 米 / 秒，这样算来，若我们所在的地方恰巧是中午，那向西 300 米的地方在 1 秒钟后便会迎来中午，每一秒钟便向西移 300 米，如此类推， 24 小时后我们又将迎来中午。由此可以得知，位于不同子午圈上的两个人处在相同的时间是绝不可能发生的事。若我们向西行，便会发觉我们的钟表时间比当地时间快了，而向东行时，我们的钟表时间又比当地时间慢了。这种不同地方的时间就是“地方时”。

一、标准时

以前的旅行者曾因这种地方时的应用而受到极大的困扰。每条铁路都依照自己的子午圈的时间发车，旅客则常常因无法得知自己的钟表时间与铁路时间的关系而错过了火车。我们的标准时制度直到 1883 年才成立。以这一制度为标准，太阳在每小时内经过的 15 °就有一条标准的子午圈。当中午通过标准子午圈时，其左右 7.5 °的范围内则都是中午。这就是“标准时”。经过格林威治天文台的子午圈仍旧作为表示这些地方的经度的起点。费城大约位于格林威治以西 75 °的地方，也就是西五区，说得更准确点是约 75.25 °。所以费城东面一点便是美国东部诸州的标准子午圈的所在。当平正午经过这条子午圈时，正午 12 点的范围要一直延续到西面的俄亥俄州；密西西比河流域在 1 小时后便是正午 12 点；又 1 小时后，落基山脉一带也迎来了正午 12 点；而又过 1 小时，正午 12 点来到了太平洋沿岸。这样美国便有 4 种时间，分别是东部时间、中部时间、山区时间、太平洋时间，依次相差 1 小时。利用标准时，旅行者只需将钟表调快或调慢 1 小时，这样就如同在单一时区中，便能轻松穿梭于太平洋与大西洋之间。

利用这种时间的差别能确定一个地方的经度。想象在纽约的一位观察者，当他看见某颗星经过子午圈时，便发一下电报，而这时纽约和芝加哥同时记录下当地的时间。当这颗星到达芝加哥的子午圈时，芝加哥的观察者也发电报告知时间。这两次电报所相距的时间便能反映出这两地相隔的经度。

两个观察者互相报告当地的地方时是另一种确定经度的方法，这样也能达到与上面同样的效果。根据两地的时间差可推出经度差。

但关于这一点必须明白的是，天体升落依照的是地方时，而非标准时。除非我们恰巧住在标准子午圈上，否则日历中所列的太阳的升落时间是不能确定我们钟表的标准时的。这两种时间存在一个差异，那就是当我们向东或西进发时，地方时在不断地变化，当我们经过某一时区的边界时，而标准时却会一下跳过去 1 小时。

二、日期变更的地方

正如“中午”那般，“午夜”也在不断绕着地球旅行，依次经过各子午圈，而它所到之处则意味着迎来了新的一天。假如它正经过的地方是星期一，那当它再次来到时便是星期二了。这样的话，就必定有条子午圈是星期一和星期二的分界点，也就是新旧两天的交替处。出于习惯和方便，人们规定了一条划分日期的子午圈，把它叫做“国际日期变更线”。随着移民向东西方的迁徙，他们也将自己的日期带了去。然而，当向东的移民与向西的移民在某处相遇时，他们的日期已相差了整整一天。向西的移民还处于星期一，可向东的移民却身在星期二了。这是美国人到阿拉斯加时的亲身经历。俄国人向东走，美国人向西走，他们在这里相遇了，美国人过的是星期六，可俄国人已经在过星期日了。那么问题来了：当地居民是依照新的日期还是旧的日期来决定到希腊教堂去做礼拜的时间呢？这事甚至惊动了圣彼得堡大教堂的主教，最终，俄国国立普尔科沃天文台的台长斯特鲁维应邀解决了这一问题。他的报告认为美国人的算法相对准确些，这样，日期才得以统一。

如今这条国际日期变更线恰好与格林威治的子午线相对。它在太平洋的中间，除了亚洲东北角的斐济群岛的一部分外，几乎不经过陆地。这种情形有效地避免了因日期变更线经过某个国家内部而带来的种种麻烦。假如不是如此，那某个城市的日期便会与界线另一侧的城市相差一天，甚至一条街两侧的日期不同也是有可能的事。现在日期变更线在海洋中，便给我们减少了很多麻烦。为了避免上述麻烦，日期变更线是可以曲折拐弯的，所以它并非严格的地上的子午圈。正因如此，即使离格林威治 180 °的子午圈正从查塔姆群岛和相邻的新西兰中间经过，也未能影响它们日期的同一性。 niLbIMw9emfkV8ksiyHrpypbNSdEvl9XVSZ+KQ8wquFgX8R6lsAPA/mderpvUk44