北京时间是常州时间吗?
“北京时间的起源”这个问题,是建立在“地球自转轴存在长期缓慢摆动”这一物理学事实的基础上的。 地球自转轴的长期摆动又叫做“章动(precession)”,它的周期大约是26000年。由于章动的存在,地球上任何一点的历史时刻都可以用一个三维向量来表示——这个向量的x分量代表当地经度,y分量代表当地纬度,而z分量就代表当地的“时区坐标”——也就是所谓的“地方恒星时”。
举个例子:如果某点位于东经120°,北纬40°,那么该点的“时区坐标”就是2.5个小时,也即该地区的时间比 Greenwich Time(格林尼治标准时间!)早2.5小时。 这时候再来考虑时间统一的问题。为了使得各地的时间统一计算起来方便,我们只需要让各处的 z 值都加上同一个常数就行了。当然,加上的这个数字,必须是各点的地方时和格林尼治时的差值的整数倍,这样才能保证所有数字加起来的和为 0。
为了计算方便,我们将地方时减去格林尼治时所得的值除以2,然后取整,这样得到的数值 N 和上面的 2.5 也就正正好好了。于是我们就可以通过下式把各地的时间都转化为格林尼治时间: 其中,N 是各个地点的“时区编号”,它对应着 2.5小时的差值。这种通过引入一个虚拟的“时区坐标”进而把各地时间统一到格林尼斯治时间的做法,其实就是一个“时区换算公式”: 我们现在有了一个适合于计算机编程使用的时区换算公式,接下来需要考虑的问题就是:如何确定公式中的常数项 C 究竟是多少呢?
在考虑了各种情况之后,我们现在可以给出答案了: C=(-3987.34+143.386*U+4.589*U^2)/T 其中 U 的计算方法参见上文, T 是公历的纪元(公元元年)。 这个公式的推算过程是非常复杂的,但是我们最终结果的确是令人满意的:用此公式算得的 C 值和实际观测到的地球自转变化趋势是完全相符的。这个公式就可以用来把世界各地的时间统一成 Greenwich Time。 值得一提的是,虽然上述讨论是基于公元的立场,但是事实上,当章动带来的时区改变超过几个小时的时候,现代历法(格里高利历或儒略历等)就已经不能准确表示本地的自然日落了。在这种场合下,人们需要参考古老的回归方法才能继续确定新的日期。详见 。