手机上的时间到底从哪来？揭秘全球标准时间的起源

你可曾思索过, 每日手机屏幕之上呈现的那个“15:50”, 究竟是由谁来定夺的? 它究竟凭借着何种缘由, 使得全球几十亿人的行动节奏达成一致?

最开始的时候, “秒”这个概念源自于天文领域, 也就是地球自转一圈时长的1/86400。然而科学家没多久就察觉到, 地球自转并非稳定可靠, 由于受到潮汐、气候等因素的影响, 它时而速度快一些, 时而速度又慢一些。古代的人们对此并无特别在意, 可是现代的科技却无法承受这种不稳定。

就这样, 在公元1967年的时候, 于巴黎举办的一场国际会议做出了决定: 一秒钟的时长, 被规定为由铯原子振动若干次来予以定义。原子内部电子跃迁之际所辐射出来的电磁波频率, 属于宇宙当中最为稳定的一种现象, 基本上不会受到任何外界干扰。

那么，这个“完美的一秒”怎么送到你手里？

其中背后存在着一整套“时间配送网络”, 全球范围内有80多个授时中心分布各处, 这些授时中心借助分布于各地的授时台, 持续不断地将标准时间信号传输出去, 法国巴黎的国际计量局每月进行一次对这些中心的同步操作, 以此确保大家能够保持步调一致。

在早些时候, 民众用以核准时间最为简易的方法便是——拨打那个号码。当你拨下一个数字, 听筒之中就会传来: “您好, 此时是北京时间……”随后你需要亲自去调节钟表。可其精准度仅仅只有一秒上下, 并且操作起来颇为繁杂。

在行老式模拟电视信号当中, 画面与声音之间隐匿着一行肉眼看不见的时间代码, 借助专门的设备能够将其提取出来, 从而进行自动同步工厂机器或者学校电铃。然而, 这两种方式现在已然退居二线了。

当下, 你家中墙壁之上所挂的电子钟, 只要其内部电池存有电量, 大体上无需通过手动方式进行调整。其凭借的乃是低频时码授时, 即国家授时中心运用一种固定不变的低频率电波, 以此发送二进制时间代码, 而在设备内部的解码芯片会每日自动校准一两次, 这便足以应对日常生活之中的相关需求。学校里的电铃、机场以及火车站等地大多也采用此种方式。

在互联网时代, 它为时间配送新添了一条较为轻便的途径, 那便是网络授时（NTP）。设备能够直接通过上网与服务器相连接, 进而可自动对时间进行校正。对于刷网页、打游戏以及看视频这些活动而言, 这样的方式是完全能够满足需求的。然而, 若将其应用于证券交易所, 那么在精度方面就相差甚远了。

工业与科研设备中通信基站、电力设备、火箭发射这类对时间要求极高的，需要微秒、甚至纳秒级精度, 它们采用长短 wave 授时, 这种授时仅发出极其精准的“嘀嗒”声（秒脉冲）, 通过设备内部电路据此校准。通常发射天线高度动辄百米, 而接收器类似小箱子, 无法塞进手机里。

当下精度处于最高水平、覆盖范围最为广泛的是卫星授时。卫星持续不断地广播当前时间以及位置, 地面接收机将时间校准至纳秒级别。然而它存在短板: 信号极易受到干扰。

不存在一种授时方式是毫无瑕疵的, 科学家想出了一个看似拙笨的法子, 在同一设备当中共同接入多种授时方式, 彼此之间进行校验, 相互作为备份。举例来说, 有一个数据中心, 或许同时具备着卫星天线、长波接收机、NTP服务器, 甚至还有一台原子钟在那里坐镇。倘若哪一个信号中断了, 其他的便会马上顶上, 这种情况被称作“多源授时”。

从作为通讯手段的电话电视, 到具备特定频率特征的低频时码；从波长较长的长波, 到波长较短的短波。再到基于卫星构建的网络, 每一种用于传递时间信息的授时方式。其本质都是一条将时间精准送抵你身旁的路径。它们都在协同做着一件事, 那就是让这个世界的每一个时钟。都能够说出同一句话, 这句话便是“现在, 是同一个现在。”。

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