真太陽時-平太陽時=時差。
或:視時-平時=時差。
時差的數值已按天體力學的方法預先計算出來了,它刊登在“中國天文年曆”中。1年當中,每天的時差都是不相同的,最大的時差可達16分,最小的是零。1年有4次為零,約在4月15日,6月14日,9月1日,12月24日。每年同一天的時差值並不完全相同,而有微小的變化。
如果我們應用經緯儀或其他儀器觀測了太陽,定出真太陽時,然後查出時差值,就知道當時的平太陽時了。
世界時與“北京時間”
大家知道,各地在地球上的位置是用經度和緯度來表示的。緯度是當地與赤道的距離(以度數表示),經度則是以通過英國倫敦附近的格林威治天文台的經線(叫本初子午線)為起點,向東或向西計量,由到180°,在格林威治以東的為東經,以西的為西經。比如我國首都北京是在東經1165°北緯40°,太原在東經1125°北緯38°。
沿地球1周的經度為360′,地球轉1圈為24小時,所以經度與時間有對應關係。經度15°合1小時,1°合4分。那麼北京的經度可寫為7時46分,太原的經度可寫為7時30分。
上麵所講的時間的計量,是以當地的正午為準的。這就產生了一個問題,即經度不同的各個地方都有自己的正午,這樣,各地的時刻就會不一樣了。比方說,我國的青島、杭州,處在東經120'經線上,太原處在東經1125°經線上。青島、杭州正午時,在太原看見太陽還偏東,不到正午。太原與青島的經度相差為75°,合時間為30分。太陽要經過30分才走到太原的正南方,這時太原才是正午,而這時刻,青島、杭州已是午後30分了。可見,同一瞬間,地球上各地的時間是不一樣的。東邊的時刻早,西邊的時刻晚。我國東部長白山上的人吃午飯的時候,西部帕米爾高原上的人剛吃過早飯,正趕著馬群去放牧。
從前,每個城市各用自己的時間。這在古代交通不發達、來往不多的情況下,還沒有什麼不合適。但到了近代,隨著交通的發達,各地交往比較多。一個人帶著鍾表走到另一個城市,就要按當地的時間來改正自己的鍾表,再到另一個城市,又要改變自己的鍾表,這顯然是很不方便的。
大約從18世紀起,各國開始用自己首都的時間作為全國統一的時間。但是,每個國家都有自己的時間,在國際往來比較多的時候,也就顯得不方便了。因此,1878年加拿大的一位鐵路工程師(弗列明)提出用分區計時的辦法來解決這個問題。1884年華盛頓國際會議決定采用這個辦法。
分區計時是這樣規定的:將地球按經度分為24個時區,每時區包括經度15°,每時區以此區中間的經線上的時間作為標準,叫做區時或標準時。
經度0°所在的時區叫作“零時區”,它包括東經75°以西、西經75°甲以東的地區,零時區的時間叫做“格林威治時間”,或通稱“世界時”。英國、法國、西班牙、阿爾及利亞、摩洛哥等都位在零時區,所用標準時即世界時。
零時區東邊的1區,從東經75°到225°為東1區。中央經線為15°,它的標準時間比世界時早1小時,再往東是東2區,它的標準時比世界時早2小時。一直向東,共有12個時區。同樣,在零時區西邊的1區是西1區,時間比世界時晚1小時,再過去是西2區、西3區等等,共有12個時區。東12區與西12區是同一個時區。因此,全球共分24個時區,有24個標準時。
相鄰兩個時區的標準時相差1小時,但各區的標準時在分和秒上都是相同的。
實際上,時區很少按經線整整齊齊地劃分,而是按自然地理界線和行政區劃分的。所以時區的邊界往往是彎彎曲曲的。
我國領土遼闊廣大,緯度從北緯5°到56°,經度從東經72°到135°。按國際時區劃分,我國橫跨5個時區,也就是東5區、東6區、東7區、東8區和東9區。解放後,全國采用東8區的標準時,作為全國統一的標準時間。首都北京在東8區內,所以這標準時就稱為“北京時間”。“北京時間”與世界時差8小時,比如“北京時間”上午8點時,世界時是零點。
這樣,我們可以知道,“北京時間”並不是北京當地的時間,而是全國統一的標準時。它是根據東經120°經線上的時間作為標準的。青島、杭州正好在這條經線上,所以“北京時間”相當於青島、杭州當地的時間。沒有曆法的時代
那掛在牆上一天撕下一張的日曆,或是印著漂亮圖畫的月曆,還有擺在桌子上的台曆……在我們的日常生活中看起來是那樣的普通、平凡。
這些紙片——日曆,是人類在從茹毛飲血的蒙昧時代開始不斷與大自然作鬥爭的實踐中探索和總結出來的科學產物,是來之不易的。
結繩記日刻木相會
在遠古時代,人們過著原始群居的漁獵遊牧式生活,他們在與大自然作鬥爭的活動中,逐漸認識自然界裏各種現象的運動規律。從太陽的東升西落和月亮的盈虧,逐漸認識了日月。看到植物的發芽、生長和枯落以及寒暑的變換而認識了年。
在沒有曆法的時代,人們是怎樣計算日子的呢?比如說一個人要出門,需要多少天才能到?怎麼辦?古人想出了一種“結繩記日”的辦法。當他出門的時候,就在腰裏係了一根繩子。在路上走一天打一個結,到了目的地一數就知道是多少天。往家走時,走一天就解一個結。結解完了,家也就到了。
再如兩個人約好5天以後再見麵,他們就在一片小木片或竹片上刻上5個道道,然後剖開,每人各拿一半。每過一天,兩個人都削去一道。當木片或竹片的刻道削完了,也就到了約會的時間了。這叫做“刻木相會”。
如果要記錄較長的日期,怎麼辦?也有辦法,例如,解放前西南地區的苗族,每當月圓1次,就往竹筒裏扔1顆小石子。扔夠了12顆小石子,便換一顆大石頭子兒,這就表示到了1年。
觀天授時
社會生產的發展推動了天文學的發生和發展。農牧業生產的發展,需要掌握“年”這個周期,因為春季播種、夏季耕耘、秋季收獲、冬季貯藏,農事活動,都要和季節變化緊密配合,而季節變化的周期就是一年。
在我國一部很古老的書《夏小正》裏,有根據觀察天象、草木、鳥獸等自然現象定季節、月份的記載。例如什麼時候田鼠出洞?什麼時候楊柳萌芽?什麼時候冰雪消融?從物候的變化來看一年的季節變化,並且把這些現象和串事活動相對應,用以指導農牧業生產。《夏小正》相傳是夏代的曆法,可以說是人類最早的曆書了。
物候的變化與自然環境的變遷一次又一次重複地印入人們的腦海,天象的循環變化同樣留給人們以深刻的印象。它們之間的相依關係無疑將被人們所逐漸了解,觀察日月星辰的運動變化來預告一年中不同季節的到來成了很自然的事。
如果你的屋子大門朝南,那末每天中午你去觀察太陽的影子。到夏至這一天,太陽隻能照到門檻上。這是因為夏天太陽直射北半球、影子很短的緣故。以後太陽慢慢地斜射了,到了中秋節前後,太陽能夠照進半間屋子。再以後太陽更斜了。到了冬至,太陽可以一直曬到屋子的北牆。等過了冬至,太陽光又慢慢地從屋子裏退出來。根據太陽光投射出來的影子長短,可以大致定出一年的季節來。
觀察星星也是人們決定季節的一種方法。如果你選定一顆亮星(如織女星),在5月前後看它於黃昏時從東方的地平線上升起,第二天你會發現它比前一天提前出現了。當然隻提前很短的時間,你可能一下子感覺不出來;但是時間一久,過了十天半月,你就會明顯地感覺到織女星比過去出現得早了。到了秋天,你在黃昏時再看織女星,它已經升到天頂了。
距今4000多年前的夏代勞動人民,已很注意觀察北鬥星。那時北鬥星距離北極很近,位置高,常年不隱,明亮醒目。這是由七顆亮星組成的、形狀像隻鬥的星辰。如果每隔一個月黃昏時畫下這個“鬥”在天上的位置,就會發現它在天上繞著天球北極兜圈子。這種現象古人早就發現了。古書《鵑冠子》上說:“鬥柄東指,天下皆春;鬥柄南指,天下皆夏;鬥柄西指,天下皆秋;鬥柄北指,天下皆冬。”這種觀察北鬥回轉以定季節的方法在《夏小正》中也有描述。
根據觀察天象變化來定四時,叫做觀象授時。在沒有曆法的日子裏觀象授時是人們很長一個時期內使用的方法。