下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
大家知道，由北向南经过某地的线叫做该地的子午圈。准确地说，地球表面的子午圈是北极到南极的半圆。这些半圆从北极向各个方向扩散，所以我们能够将这些线画到任意地方。格林威治皇家天文台（Royal Observatory at Greenwich）的子午圈是国际公认的计算经度的起点，欧美的许多钟表时间依据的便是这个标准。
与地上子午圈相对的是天上的子午圈（也就是地上子午圈在天球上形成的投影），从天的北极开始一直经过天顶，在最南一点与地平线相交之后直到南极。由于地球绕着地轴转动，它带着天上和地上的子午线一起旋转，所以天上的子午圈在一天内能够经过整个天球。在我们看来，天球上的每一个点在一天之内都会经过子午圈。
中午指的是太阳经过子午圈的时刻。现代计时工具没有出现时，人们根据太阳制定钟表。不过，由于受到黄道的倾斜角和地球绕日轨道的偏心率的影响，太阳每次经过同一条子午圈前后的间隔时间不同。这样一来，如果钟表时间正确，那么，太阳有时会在12点之前经过子午圈，有时会在12点之后经过子午圈。只要明白了这一点，便能够区分视时（apparent time）和平时（mean time）。视时指的是根据太阳制定的每日长短不一的时间，而平时指的是根据钟表制定的每日长短相同的时间。两者之间的差别称为时差（equation of time），而最长的时差出现在每年的11月初期和2月中旬。11月初期，太阳在11点44分经过子午圈；而在2月中旬，太阳在12点14分经过子午圈。
为了制定平时，天文学家们设想了一个平太阳（mean sun）。平太阳总是顺着天球赤道旋转，所以经过同一子午圈的间隔时间不变，因此有时在真太阳之前，有时在真太阳之后。平太阳能够确定每天的时间。如果不考虑真实情况，只是根据眼前景象来解释将会更加清楚，我们想象地球静止不动，平太阳绕着地球运行，慢慢经过各地的子午圈。这样一来，我们可以想象“中午”一直绕着世界运行。对于我们的纬度来说，它的速度大约是300米/秒；换句话说，如果我们所处的地方现在是中午，1秒钟之后，西边300米的地方就是中午，再经过1秒钟，便再向西移动300米，以此类推，24个小时后中午回到我们所在的地方。这种情况会形成这样的结果：在不同子午圈上的任意两个人，绝对不会处于同一时间。我们向西走，便会觉得当地的钟表要比我们的钟表慢，向东走则相反。这种有所区别的时间就是“地方时”（local time）。
以前，地方时曾给旅行者造成很大不便。所有的铁路都有自己的子午圈，根据自己的时间开车，由于旅客不清楚自己的钟表与铁路时间的差距，所以常常误车。1883年，制定了现在使用的标准时制度。这种制度规定，每15度（即太阳一个小时内经过的地方）有一个标准子午圈，当中午经过标准子午圈时，两旁7.5度之内同样是中午。这就是“标准时”（standard time），而表示这些地带的经度以经过格林威治皇家天文台的子午圈作为起点。费城（Philadelphia）位于格林威治西75度的地方或者说西五区，准确地说是约5时1分。于是，美国东部各州的标准子午圈位于费城的东面。当平正午经过这个子午圈时，向西一直到俄亥俄（Ohio）都是正午12点。1小时后，密西西比河流域是12点；再经过1小时，落基山脉（Rocky Mountains）一带是12点；再经过1小时，太平洋沿岸是12点。于是，美国由4种时间——东部时间、中部时间、山区时间、太平洋时间——组成，相邻两个时间相差1个小时。根据这种标准时，当旅行者在太平洋和大西洋之间旅行时，每次只要将钟表拨快或者拨慢一个小时，便与当地时区内的时间一致了。
1949年之前，中国设置了5个时区：中原时区、陇蜀时区、新疆时区、长白时区、昆仑时区。不同时区表示不同的时间。新中国成立后，将北京所在地东八时区的时间作为全国标准时间，称之为“北京时间”。
这种时间的差别可以决定一个地方的经度。假如某位观察者站在纽约（New York），当某颗星星经过子午线时向外发送电报，便在芝加哥（Chicago）和纽约两个地方记录下了这个时间。当这颗星星经过芝加哥的子午圈时，另一位观察者再次发送电报。两次电报的间隔时间就是两座城市相差的经度。
还有一种确定经度的方法，那就是两地的观察者各自报告本地的地方时，这样得出的结果与前面一致。两地时间之差便是两地的经度之差。
不过，需要注意的是：天体的降落依据的是地方时，而不是标准时。因此，太阳出没的时间无法代表钟表的时间，除非正好位于标准子午线上。这种时间的主要差别是：当我们向东或者向西行走时，地方时一直在变化，而只有经过某个时区的边界时，标准时才会发生变化，而且是变化1个小时。
“午夜”与“中午”相似，总是绕着地球运行，陆续经过子午圈。每经过一个子午圈，便代表新的日期开始了。如果它经过某处的时间是星期一，那么，再次经过时便是星期二。这样一来，肯定有一条子午圈表示星期一和星期二的交界，或者说是两天的临界点。这个区分日期的子午圈叫做“国际日期变更线”（date line），这条线是为了方便和习惯人为定义的。当人们向东西方旅行时，同时将日期带去。不过，等到向东旅行和向西旅行的人碰面时，他们的日期相差一天。向西旅行的人过的是星期一，而向东旅行的人过的是星期二。这就是美国人来到阿拉斯加（Alaska）遇到的情况。俄国人向东来到此地，美国人向西来到此地，但美国人过的是星期六，而俄国人过的是星期日。于是，便出现了一个问题：当地居民去希腊教堂做礼拜时，需要遵守新日期的计算法还是旧日期的呢？这个问题传到了圣彼得堡（St.Petersburg）大教堂的教主耳中，最后是由俄国国立普尔科沃天文台（Pulkova Observatory）的台长斯特鲁维（Struve）解决的。斯特鲁维通过一个报告得出，美国人的算法比较准确，而日期被更改为一致的。
现在，国际日期变更线指的是与格林威治相对的子午线。这条界线位于太平洋中央，只经过亚洲的东北角和斐济群岛（Fiji Islands）一小部分的陆地。这种情况避免了日期变更线经过国家内部出现的各种不便。假如真是这样的话，那么，这个城市的日期与相邻城市的日期便会相差一天，甚至一条街道两边的居民都过着不同的日期。由于日期变更线在海洋中，所以避免了这种麻烦。准确地说，国际日期变更线不是地上的子午圈，它能够曲折迂回消除各种不便。因此，查塔姆群岛（Chatham Island）与邻近的新西兰（New Zealand）的日期相同，尽管与格林威治呈180度的子午圈会经过它们。