历法知识整编索引页

摘抄、整编,已尽力罗列来源。

计时系统现状

当前,国际上统一采用 UTC 时间系统作为主流计时系统,大多数国家、几乎所有的计算机系统均以该时间规范为基础。

有时候,我们也称之为 GMT 即格林威治(有译格林尼治者)时间。但两者还是有一点点区别的,如果需要精确表述,那么还是应该使用 UTC 术语。

UTC 全称为 Coordinated Universal Time,即协调世界时。

对于软件开发人员来讲,通常无需掌握天文学、地球物理学、测地学等相关知识,也无需了解力学时、原子时、世界时等等概念乃至于它们之间的关系和换算方法。我们只需要掌握在给予 UTC 时间系统中针对均匀、稳定的时间线进行编程的实践性技法就足够了。

一般认为,UTC 为所有人提供了一个均匀、稳定的时间线,这条时间线轴时单调地线性前进的,所以我们可以用简单的加减法来得到全部的时间点(取决于离散点的精度,一般最小到纳秒,但这并非必须),并在这个基础上演化出我们日常生活所需的日期时间系统。

在日期时间系统中,考虑全球性问题,所以首先要解决的是时区问题。

时区划分

整个地球的时间系统,按照经度划分为 24 个时区,即每 15° 划分一个时区,这是理论时区。因为经度 0° 是英国格林尼治天文台所在经线,由此延展故而有东 n 区以及西 n 区,直至东 12 区与西 12 区,而东 12 区与西 12 区实际上是同一个地方。

所以每相差一个时区,区时则相差一个小时。

但为了处理东 12 区与西 12 区重叠问题,又有国际换日线的定义,它以 180° 经线为基准,定义了该线东侧比西侧晚 24 小时(而不是因为时区重叠而时间相同)。

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一般来说,为了避免换日线经过的地区人民生活不便(例如向前一步就前进了一整天),所以换日线不是一条直线,而是弯弯曲曲的,刻意避开了陆地、岛屿以及海峡。

当然,如果你在北极极点处转圈,那么你会面对到时间时区混乱的问题。这对于地球两极均会发生。

这类问题在 GPS 授时系统的锚定下可以得到最终解决:或者说,只要你离开极地,就能获得稳定的时间线。只要不使用本地时间,而是单一使用 UTC+00 时间戳记,那就无所谓本地时间混乱的问题了。

另可参考:

世界各国和地区为了规范本地人民生活,又在理论时区的基础上制定了本国法定时区。可能是单一时区,也可能应用若干传统时区。

跨出地球

我们提到了在北极极点附近,由于你一只脚就能踩住甚至十几个时区,因为这里的时间是混乱的。当然,确切地说,北极圈内只是冰盖,并无陆地,也没有固定居民,所以这个问题并不大。北极圈范围内也没有专有的时区。对于科研或探险者来说,他们可以采用 UTC 基础的绝对时间来做记录,也可以使用自己所属国家的本地时间。

在南极洲,对的,南极冰盖之下有陆地,所以它是一个真正的洲,在南极洲,时间混乱的现象依然存在。解决的办法同上,以 UTC 时间点的方式而不带入本地时间即可将时间线单一化。

当我们飞出地球,或者探测器、卫星等超出地球陆地范畴之后,采用地球上的时间系统就缺乏意义了。因此,以恒星为参照系,我们又定义了世界时、太阳时、恒星时作为时间线的参考轴,在这一统一化的参考轴上,地球内时间系统只是被附加了一个偏移。具体内容,我们在后文还会有所叙述。

北京时间

按照中国大陆官方标准,北京时间被统一应用到全中国,采用 +8 时区,即使整个中国横跨了大约 5 个时区。

以此为依据,现行的计算机时区标准将 Asia/Chongqing 和 Asia/Shanghai 都解释到 +8 区。

但是在历史上则有一些不同,例如在 1949 之前,北京时间被称为为中原时区,并将昆仑时区(Asia/Kashgar +0530)、新藏时区(Asia/Urumqi +6)、陇蜀时区(Asia/Chongqing +7)和长白时区(Asia/Harbin +0830)独立出来。为了简化文字表述,这段历史在此没有精确化,细节很多,但也不算特别重点,故而掠过。

而今,国际标准对大中国则以北京时间,台湾时间为准。

此外大陆区曾多次废除又恢复新疆时间,目前新疆多数汉人使用北京时间而其它少数民族偏爱乌鲁木齐时间,有的政府部门两个时间同时采用。

而在1986 起的六年中,中国大陆区曾实施了夏令时。

一直以来,香港和澳门都有专门的时间标准。不过,他们都采用 +8 制,故而在回归大陆区之后一般情况下不再刻意单列。

美国时间

美利坚合众国标准时间(英語:United States Standard Time),又称美國時區(英語:US time zone),是覆蓋美国及其屬地九個时区的總稱,配以由聯邦及地區立法制訂的夏令時法規使用。

美利坚合众国标准时间由《美国法典》第15章(Title 15 of the United States Code)第260節規定,時區界線由《美國聯邦條例法典》(CFR, Code of Federal Regulations)第49章第71節規定。

美国本土采用多个时区:

美国东部时间,中部时间,太平洋时间,山区标准时,

美国海外州分:

阿拉斯加标准时,夏威夷-阿留申时区,

美国海外属地:

大西洋标准时,萨摩亚标准时,查莫罗标准时,

其它国家和地区

俄罗斯领土横跨大约 11.4 个时区,所以它是世界上单个国家占用时区数量最多的,它使用 UTC+2 到 UTC+12 共 12 个时区。不过,目前俄罗斯官方定义了 11 个标准时间用于国内各地区使用。

另一个说法则认为法国才是时区最多的国家,因为在法国国内共有 12 个标准时间被使用。

澳大利亚时区是覆盖澳大利亚及其属地三个时区的总称。 三个时区分别为澳大利亚西部标准时间(AWST; UTC+08:00)、澳大利亚中部标准时间(ACST; UTC+09:30)和澳大利亚东部标准时间(AEST; UTC+10:00),各州份及行政地区以地区立法制订适用的时区及夏令时间。

加拿大采用多个时区,包括太平洋时区,山地时区,中部时区,东部时区,大西洋时区,纽芬兰时区等等。大体上它和美国本土保持一致,有微小的不同。

墨西哥当前使用四个主要的时区:东南时区,中部时区,太平洋时区,西北时区。同时墨西哥所属各岛屿则使用其地理位置所处的时区。

埃及使用一个单一的埃及标准时间。

欧洲各国总体上来说使用欧洲中部时区(CET,部分为欧洲中部夏令时区),欧洲东部时区(基本废弃),欧洲西部时区(部分国家采用欧洲西部夏令时)。

印度使用单一的印度标准时间。

巴基斯坦采用单一的巴基斯坦标准时间。

更多的国家地区时区信息,可以参考 各國時區列表

时区信息数据库

除了上述的具有公信力的 Wiki 页面以及时区列表之外,在计算机领域存在着与现行政体同步的时区信息数据库。

时区信息数据库,又称TZ databaseZoneinfo database,是一个主要应用于电脑程序以及操作系统的,可协作编辑世界时区信息的数据库。由于该数据库由 David Olson 创立,因而有些地方也将其称作 Olson数据库。数据库由 Paul Eggert 进行编辑和维护[4]

它的显著特色是由上面提到的 Paul Eggert 设计的一套通用时区命名规则,例如 “America/New_York” 和 “Europe/Paris”。数据库试图记录自1970年(Unix元年)以来时区和城市的变化,并且还包含一些时间的转换,例如夏令时闰秒

过去以来直至目前,zone.tab 都是由一群志愿者进行维护,并在 ftp 公共服务器上发布。随着时间的推移,发布内容格式、发布方式也在演变。就目下而言,你应该阅读 这里 来寻求最新数据。

当 github 依旧对你的国家友善时,你也可以通过 这里 获取到 tzdb 的最新版本,一般来说这里相当勤力,更新相当及时。

使用 Linux/Unix-Like 系统

对于使用类 *nix 系统的人来说,直接访问 /usr/share/zoneinfo 可能更为方便,也无需做编译行动,但这份内容通常不是最新的,只能说是相当新、足够新。

此外,zoneinfo 并非原始的 tzdb 数据库,而是在此基础上有所整编。为了便于操作系统和支撑平台所使用,原始的时区信息数据库 tzdb 是以文本文件形式发布的,但会在特定软件平台、操作系统上被编译为和平台无关的二进制文件 ,每个时区对应着一个文件,编译相关的代码被称为 zic,编译后的结果被用于 localtime, mktime 等基础 API。

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