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現(xiàn)在有一位俄羅斯人，手里有一張全球銀行中獎彩票，它的最后期限是4月9日，而現(xiàn)在是4月10日。這個(gè)俄羅斯人怎樣做才能讓這張過期的彩票「起死回生」？其實(shí)，他只要訂一張由俄羅斯東部飛到美國阿拉斯加的機(jī)票即可。當(dāng)飛機(jī)飛越白令海峽，穿過夾在俄羅斯東部與阿拉斯加州之間的國際日期變更線時(shí)，我們就會聽到空乘通知旅客：現(xiàn)在時(shí)間是4月9日某時(shí)某刻。這位俄羅斯人到達(dá)美國時(shí)，就可以把手中的彩票兌換了。國際日期變更線（又名日界線）就是這樣神奇，在這條無形的線的東西兩側(cè)，哪怕兩地距離只隔一海里，時(shí)間卻分成兩天。 
| 穿過大洋的國際日期變更線；由西向東越過日界線，日期要減去一天，反之則增加一天。
圖片來源：Johan Harris 國際日期變更線的設(shè)置，和地球所處的天體運(yùn)行環(huán)境有關(guān)。我們來復(fù)習(xí)一下中學(xué)地理知識：由于地球自轉(zhuǎn)的關(guān)系，地球上的各地所看到日出的時(shí)間并不一樣，這就導(dǎo)致各地的時(shí)間系統(tǒng)各有不同。想想看，如果全球都用同一塊鐘表，那華盛頓上午8點(diǎn)日出的話，北京豈不是要晚上8點(diǎn)才能看日出？ | 地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致日夜更迭。
為了避免這種混亂，人們決定將地球劃分為24個(gè)時(shí)區(qū)。原因也很簡單，地球自轉(zhuǎn)一周約24小時(shí)。在這種劃分下，地球每隔15°（360°/24=15°）便是一個(gè)時(shí)區(qū)，相鄰時(shí)區(qū)之間的時(shí)差是1小時(shí)。現(xiàn)在，假定太平洋上有一座小島，我們姑且稱為A島。A島即將迎來地球上的第一個(gè)日出，這個(gè)時(shí)間記為1月1日早上6時(shí)。隨著地球自轉(zhuǎn)，在A小島西側(cè)，第二個(gè)小島將迎來日出，然后是第三個(gè)、第四個(gè)......與此同時(shí)，A島東側(cè)離它最近的某個(gè)小島，我們且稱為B島，卻一直沒有等到日出。直至地球自轉(zhuǎn)完一周，地球上的最后一個(gè)角落，也就是B島，終于迎來它生涯的第一束陽光。B島日出了，它的當(dāng)?shù)貢r(shí)間被記為1月1日早上6時(shí)。而此時(shí)的A島，已經(jīng)度過一個(gè)晝夜，時(shí)間是1月2日早上6時(shí)。不過，在現(xiàn)實(shí)世界中，陽光幾乎會同時(shí)照在B島和A島上，所以它們都是早上6點(diǎn)，時(shí)間卻相差了一天。地球上不同地方的最大時(shí)差，就是地球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間。距離相鄰的A、B兩島，就被人為選中，承受了這個(gè)最大時(shí)差。橫亙在A、B兩島之間的，就是這條無形的國際日期變更線。還是以A、B小島的例子來說，在實(shí)際時(shí)區(qū)與經(jīng)緯系統(tǒng)中，B島在西十二區(qū)，A島在東十二區(qū)，東西十二區(qū)重合，兩島中間有條經(jīng)線，即180°經(jīng)線。180°經(jīng)線，理論上應(yīng)該是國際日期變更線。
| 180°經(jīng)線與實(shí)際上的國際日期變更線。 但實(shí)際的國際日期變更線卻并不是筆直地沿著180°經(jīng)線畫的。我們看地圖，由北到南，國際日期變更線第一個(gè)偏離180°經(jīng)線、出現(xiàn)大轉(zhuǎn)折的地方在俄羅斯東部與美國阿拉斯加州之間。| 繞道白令海峽，以及阿拉斯加州西南部群島西側(cè)的國際日期變更線。
如果完全以180°經(jīng)線劃分日界線，那這條線正好可能經(jīng)過俄羅斯東部的某個(gè)小鎮(zhèn)。也許小鎮(zhèn)上的某個(gè)人早上起床，是星期五上午8點(diǎn)，他去馬路對面吃了個(gè)早飯，抬頭看了一眼早餐店內(nèi)的鐘表：星期四上午8點(diǎn)半。為了避免這種混亂與不便，這條人為假想劃定的日界限就進(jìn)一步做了調(diào)整：日界線向東偏離，將俄羅斯領(lǐng)土與美國領(lǐng)土分開——俄羅斯東部可以與美國時(shí)間不同，但不能與街坊鄰居時(shí)間不同。
這條線遇到的第二個(gè)大的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，是美國阿拉斯加州西南部的島嶼。這片島嶼的觸須很長，向西越過了180°經(jīng)線，所以國際日期變更線只好向西偏離。日界線在太平洋南部的轉(zhuǎn)折點(diǎn)就更有趣了。南太平洋有眾多島嶼國家，為了統(tǒng)一日期方便生活，國際日期變更線在這里照例也得轉(zhuǎn)向。不過，這個(gè)轉(zhuǎn)向可能隨時(shí)都會變化。2011年12月29日，薩摩耶突然宣布要在第二天改變他們旁邊的國際日期變更線。當(dāng)時(shí)，薩摩亞位于日界線東側(cè)，時(shí)間是12月29日，西側(cè)的時(shí)間則是12月30日。當(dāng)它第二天正式更改時(shí)間、進(jìn)入日界線西側(cè)的時(shí)候，日期直接變成了12月31日。| 位于南太平洋的薩摩亞，及薩摩亞周圍曲折的國際日期變更線。
對于當(dāng)時(shí)的薩摩亞居民來說，他們沒有了12月30日這個(gè)日期。如果正好有薩摩亞人出生在12月30日，這一年可就倒霉了，沒法過生日。其實(shí)也很簡單，薩摩亞要與東時(shí)區(qū)的國家保持一致，比如中國、澳大利亞等，它要與這些國家做貿(mào)易，不在同一天，時(shí)間計(jì)算確實(shí)不便。早在1892年7月4日，薩摩亞就把自己搞到了日界線東側(cè)，過了兩天7月4日。那次更改的原因，也是為了貿(mào)易，薩摩亞要和位于它東側(cè)的美洲做交易。總的來說，人們將日界線定在180°經(jīng)線附近，本就是因?yàn)檫@條線跨越浩瀚的太平洋，陸地少，鮮有人居住，這樣能最大限度降低日期變更給人們帶來的不便。但還是有部分地區(qū)受到了這條線的影響，所以人們只好將日界線部分偏離180°經(jīng)線，最終形成曲折的國際日期變更線。時(shí)區(qū)系統(tǒng)背后的英法恩怨
國際日期變更線與時(shí)區(qū)系統(tǒng)，可以說是全球化的產(chǎn)物。因?yàn)樵谌蚧映霈F(xiàn)之前，這條假想線本不必需要。16世紀(jì)以來，大航海時(shí)代開啟，全球貿(mào)易逐漸加強(qiáng)，到了19世紀(jì)，世界已連成一個(gè)整體。在這種背景下，1884年，41個(gè)國家在華盛頓舉行了一場國際經(jīng)度會議，正是在這次會議上，人們制定了含有二十四個(gè)時(shí)區(qū)和國際日期變更線的「時(shí)區(qū)系統(tǒng)」。時(shí)區(qū)系統(tǒng)是與地球經(jīng)度緊緊綁定在一起的。早在16世紀(jì)初，歐洲天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家就開始癡癡追求著地球經(jīng)度的測量。那時(shí)人們還無法在航海中確定經(jīng)度，常常導(dǎo)致航海事故的發(fā)生。相對于經(jīng)度，緯度的計(jì)算是比較簡單的。緯度只需要參照太陽的高度等即可計(jì)算，人們很早就掌握了緯度的測量方法；但由于地球自轉(zhuǎn)的原因，人們很難直接通過觀察天體來測量經(jīng)度。經(jīng)度問題不解決，人類在航海中就無法準(zhǔn)確定位，危險(xiǎn)就一日不會消除。為測量經(jīng)度，當(dāng)時(shí)的科學(xué)家主要想出兩種辦法，一種是「月距法」，一種是「鐘表法」。簡單說來，月距法就是根據(jù)觀察月亮的運(yùn)動軌跡，來計(jì)算出地球各個(gè)地方的經(jīng)度。但這種方法需要長時(shí)間、大量的數(shù)據(jù)觀測，也需要十分龐大且復(fù)雜的計(jì)算過程，甚至是幾代人才能完成的一項(xiàng)工程。牛頓就曾參與進(jìn)月距法的科學(xué)進(jìn)程中，但至死也沒有得到最終的答案。這種方法就是制造一塊精密的鐘表，然后帶到世界各地，利用鐘表與各地實(shí)際時(shí)間的時(shí)差，來計(jì)算出當(dāng)?shù)厮幍慕?jīng)度。在現(xiàn)代人看來，鐘表法確實(shí)比較簡便。但當(dāng)時(shí)的人卻不這樣認(rèn)為，因?yàn)槟菚r(shí)的人們還造不出這么精密的鐘表。當(dāng)時(shí)的機(jī)械鐘，經(jīng)過航海的顛簸、空氣濕度與溫度的變化等，會出現(xiàn)很大的誤差。當(dāng)時(shí)的人們，還沒有徹底領(lǐng)悟到科學(xué)技術(shù)的發(fā)展會有多迅猛，所以很多人認(rèn)為造出這樣一塊鐘表是遙遙無期。并且，人造的機(jī)械時(shí)鐘怎么能和大自然的天體時(shí)鐘相媲美呢？于是，科學(xué)家們分成了兩派，一派支持月距法，一派支持鐘表法。當(dāng)時(shí)，歐洲國家為了徹底解決航海問題，也紛紛出資，以國家的力量來召集科學(xué)家，解決經(jīng)度測量難題。法國與英國便是其中兩個(gè)重要國家。而這場經(jīng)度測量的科學(xué)賽跑，也使英法兩國結(jié)下了一個(gè)恩怨。1666年，法國國王路易十四與大臣讓·科爾伯特成立了法國皇家科學(xué)院，并于次年建立巴黎天文臺。法國匯集了歐洲很多著名的科學(xué)家，幻想能率先解決經(jīng)度問題，并以巴黎天文臺的位置設(shè)置本初子午線，即0°經(jīng)線。法國最初以月距法為攻克手段，但碰壁后即轉(zhuǎn)向了伽利略曾經(jīng)提出的木星衛(wèi)星觀測法。法國取得了一定程度的成功，并根據(jù)對木星衛(wèi)星的觀測，確定了歐洲地區(qū)的經(jīng)度，重新繪制了一版新的歐洲地圖。但這種難度較高的方法并不能直接運(yùn)用到航海中，船員們在茫茫大海中依舊不能定位自己的位置，保障船隊(duì)的安全。1675年，英國也在倫敦附近的格林尼治建立了一座格林尼治天文臺。格林尼治天文臺的第二任臺長，就是大名鼎鼎的預(yù)測了哈雷彗星的埃德蒙多·哈雷（Edmond Halley）。但經(jīng)過幾個(gè)國家?guī)状说呐?，不管是月距法還是鐘表法，或者其他方法，都沒有徹底解決經(jīng)度問題。直到18世紀(jì)初，一個(gè)叫做約翰·哈里森（John Harrison）的英國木匠、鐘表匠出現(xiàn)了。| 鐘表從大航海到產(chǎn)業(yè)革命都扮演了重要角色，鐘表的進(jìn)化更帶動了各個(gè)領(lǐng)域的共同進(jìn)化，甚至重塑人類的時(shí)間觀。知鴉特別推出《看不見的共同進(jìn)化：10個(gè)改變世界的小東西》通識課程，深度分析那些不起眼的物品如何改變世界?，F(xiàn)在掃碼訂閱，還可享受5折特惠。年輕的哈里森找到哈雷，說他能制作出一臺精密的鐘表。在哈雷等人的幫助下，哈里森得到一筆資金，并于1735年制造出他的第一臺用于經(jīng)度測量的鐘表。這臺鐘表很成功。在此基礎(chǔ)上，哈里森不斷改進(jìn)，反復(fù)做了多臺鐘表，直至1759年，最終做出一臺更為精密完美的鐘表。| 哈里森于1735年制造的第一臺航海鐘，命名為H1，現(xiàn)藏于格林尼治皇家博物館。
圖片來源：Royal Museums Greenwich法國急眼了，要掏錢買走哈里森的技術(shù)，但哈里森拒絕了。英國的一些科學(xué)家也急眼了，比如英國皇家天文學(xué)家馬斯基林（Nevil Maskelyne），他是月距法的忠實(shí)擁護(hù)者。馬斯基林同時(shí)也是負(fù)責(zé)評審哈里森鐘表法的負(fù)責(zé)人之一。但最終，哈里森還是取得了成功，并拿到了英國的國家獎金。而馬斯基林也沒有放棄月距法，他幾乎在同時(shí)將將月距法應(yīng)用在航海中。| 美國科普作家戴瓦·索貝爾，于1996年出版《經(jīng)度》一書，詳細(xì)記錄了哈里森等人解決經(jīng)度難題的科學(xué)歷程。
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