摘要：比如中國，從西到東橫跨東五東六東七東八和東九五個時區(qū)，中華人民共和國成立以后，全國統(tǒng)一采用首都北京所在的東八時區(qū)的區(qū)時作為標(biāo)準(zhǔn)時間，稱為北京時間。全球所有國家根據(jù)時間和各自國家所在的時區(qū)確定當(dāng)?shù)貢r間，以此來保證全球時間的低誤差同步。

我們在編程時，不可避免地會和時間打交道。 比如要完成一次秒殺活動， 就會涉及到時間存取，時間同步和時間差值計(jì)算等諸多細(xì)節(jié)。一個JavsScript的簡單例子，當(dāng)我們在瀏覽器控制臺輸入new Date(), 會得到如下結(jié)果：

Sun Oct 30 2016 16:27:04 GMT+0800 (CST)

輸出前半部分的含義很容易理解， 它代表的是2016年10月30日 星期日，下午16點(diǎn)27分04秒， 后半部分的GMT,+0800, CST到底代表什么呢， 本著一探究竟的想法， 本文來帶大家詳細(xì)了解下JS中的時間。

在古代， 天文學(xué)的一個最重要任務(wù)就是度量時間，制定歷法。我國古代將一年分為十二月、二十四節(jié)氣,一天分為十二個時辰，目的就是為了一套高效的時間表示方法用以指導(dǎo)農(nóng)耕。隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，時間的表示也需要一套更加科學(xué)而精確的方法。

遠(yuǎn)古時代，人類是根據(jù)太陽與地球的角度變化來作息的， 人們都是日出而作， 日落而息， 人類一直遵循著這種延續(xù)下來的作息規(guī)律。這時的人們對于時間沒有什么特別的概念，也不用計(jì)時工具。

在中國周代，人們將一天分為12個時辰：子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戊、亥，分別對應(yīng)夜半、雞鳴、平旦、日出、食時、隅中、日中、日昳、晡時、日入、黃昏、人定。用來指導(dǎo)人們一天的生活規(guī)律。這時，我們用沙漏、日晷來記錄大致的時間，可以區(qū)別出來的最短時間是1個時辰（2h）。

后來，工業(yè)革命將人類帶入了工業(yè)時代，此時人們對于時間有了更精細(xì)的劃分，一天被分為12個小時， 每小時60分， 每分60秒。為了更高效地生產(chǎn)，我們用鐘表來記錄時間，我們對于時間的利用也達(dá)到了秒級。

而現(xiàn)在，我們的計(jì)時工具已經(jīng)升級成了冷原子鐘。 比如我國的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)使用的就是原子鐘來記錄時間，其計(jì)時精度已經(jīng)達(dá)到納秒級別（1ns=10^-9s）。我們已將空間和時間結(jié)合到了一起，可以通過時間來推算空間，在空間中轉(zhuǎn)換時間。

ps: 曾經(jīng)在園區(qū)聽過中科院博導(dǎo)徐穎關(guān)于北斗的演講， 不禁為人類的創(chuàng)造力和中國的強(qiáng)大國力所折服。

隨著人類文明的進(jìn)步，計(jì)時工具也在不斷地發(fā)展。借助這些工具，人類對于時間的劃分越來越細(xì)， 對于時間資源的利用率也越來越高。

我們用時間單位來表達(dá)特定的時間間隔，常用的時間單位如： 世紀(jì)、年、季度、月、日、小時、分、 秒、 毫秒、微妙、納秒等。當(dāng)前人類可以測量的最短的時間單位是阿秒（attosecond），為中性π介子的壽命， 相當(dāng)于10^-18 秒。

可以說，人們時間的細(xì)分過程和標(biāo)準(zhǔn)制定過程，其實(shí)是人類探索時間，利用時間的過程。 我們對于時間單位的認(rèn)知，可以從側(cè)面反映我們對自身所處的時空的認(rèn)知。時間單位也折射出人類科學(xué)文明的發(fā)展歷程。

我們平時常說，現(xiàn)在9點(diǎn)鐘了， 其實(shí)指的就是時刻。我們要表達(dá)的是當(dāng)前已經(jīng)達(dá)到9點(diǎn)這個時間點(diǎn)了。它是既沒有大小也沒有方向的，它只表達(dá)一個具體的時間點(diǎn)。
就好比我們用尺子來衡量長度， 我們也在用一把標(biāo)記著秒，小時的“尺子”來衡量時間。而時刻，只是我們都可理解的尺子上的某一個刻度。唯一的差別是， 空間中的長度通常是不變的， 而時間永遠(yuǎn)是在是不可逆地增加的。

首先，我們應(yīng)認(rèn)識到，在整個宇宙中， 時間是統(tǒng)一的。 從宇宙的誕生到現(xiàn)在， 總是可以用一個特定的時間間隔值來表示我們所經(jīng)歷的時間，它是一個固定的值。 那么我們不禁會問為什么會說我們這兒是早上9點(diǎn)，而英國那邊確是凌晨1點(diǎn)呢，這不是兩個不同的時間嗎？這就要引出我們下面將提到的時間標(biāo)準(zhǔn)問題。

在以前，人類的活動范圍相對狹小，基本不會注意到時區(qū)對于人類作息的影響。我們完全想象不到， 當(dāng)我們在陽光下辛勤勞作的時候， 地球另一面的人們早已進(jìn)入夢鄉(xiāng)。

但是工業(yè)革命之后，人類的生產(chǎn)和交通工具不斷進(jìn)步，全球化協(xié)作成為不可阻擋的潮流。 此時人們已經(jīng)意識到了地球在不停地自西向東自轉(zhuǎn)， 自轉(zhuǎn)一周則為一日。而不同經(jīng)度的地區(qū)日出的時間是有先后差異的。比如中國北京還是正午的時候，大洋彼岸的美國紐約正好是深夜。早上8點(diǎn)我們一個電話打過去， 說美國的XXX， 該上班了， 對方一定是一臉的迷(meng)茫(bi), 我這準(zhǔn)備洗洗睡呢。

正是人們認(rèn)識到地球自轉(zhuǎn)的天文規(guī)律，才需要制定一套全球統(tǒng)一的時間標(biāo)準(zhǔn)，這樣，我們根據(jù)本地時間就可以推算出地球任何地區(qū)的當(dāng)?shù)貢r間（日出日落時間），以方便進(jìn)行更好的協(xié)作。

格林尼治是位于英國倫敦郊區(qū)的皇家格里尼治天文臺， 我們經(jīng)常說的格林尼治時間指的就是以此地的時間為標(biāo)準(zhǔn)時間制定的一套時間計(jì)量系統(tǒng)。

為了準(zhǔn)確地表示各地時間，1884年，國際經(jīng)度會議決定將通過英國格林尼治天文埃里中星儀的經(jīng)線定為計(jì)算經(jīng)度的起算經(jīng)線，稱為本初子午線。以本初子午線的平子夜起算的平太陽時，分別向東、西計(jì)量增減12時，作為統(tǒng)一的時間標(biāo)準(zhǔn)，稱為格林尼治平時。這也就是GMT時間的由來，它是根據(jù)地球的自轉(zhuǎn)所定義的一套時間標(biāo)準(zhǔn)，其對于日常生活， 天文導(dǎo)航和宇宙飛行等人類活動具有重要作用。

GMT的制定同時也產(chǎn)生了時區(qū)的概念。我們在聽關(guān)于國外的新聞報(bào)道的時候，經(jīng)常會聽到于當(dāng)?shù)貢r間XX時XX分，本地時間yy時yy分發(fā)生了什么大事，然后是balabala。 這其實(shí)就是在時間的表示上避免位于不同時區(qū)的人對于時間理解的差異。

時區(qū)(Time Zone)， 設(shè)定了一個區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)時間。 理論上， 以被15整除的子午線為中心， 向東西各延伸7.5經(jīng)度，劃分為一個時區(qū)。實(shí)際上，由于各個國家的版圖不規(guī)則， 通常會跨越多個時區(qū)， 所以國家內(nèi)部還會規(guī)定整個行政區(qū)域內(nèi)的一個實(shí)際時區(qū)，稱為法定時區(qū)。比如中國， 從西到東橫跨東五、東六、東七、東八和東九五個時區(qū)， 中華人民共和國成立以后，全國統(tǒng)一采用首都北京所在的東八時區(qū)的區(qū)時作為標(biāo)準(zhǔn)時間，稱為北京時間。

UTC通常被誤認(rèn)為是GMT， 其實(shí)兩者的表示方法完全不同。

人類觀測到地球自轉(zhuǎn)的緩慢下降，地球自轉(zhuǎn)一周耗時經(jīng)過一段時間后會多于現(xiàn)行的24小時，因此GMT時間已不再適合作為標(biāo)準(zhǔn)時間使用?，F(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)時間是由原子鐘報(bào)時的協(xié)調(diào)世界時，這是由國際計(jì)量局和國際地球自轉(zhuǎn)服務(wù)（IERS）維護(hù)的時間標(biāo)度，是各標(biāo)準(zhǔn)頻率和時間信號協(xié)協(xié)調(diào)播發(fā)基準(zhǔn)。

那為什么又要搞個UTC呢，太亂了吧? 其實(shí)誰也不想這么麻煩， 這是地球自己“轉(zhuǎn)”出來的。

我們常識性認(rèn)為地球自轉(zhuǎn)一周是24小時，而由于地球自轉(zhuǎn)速度變慢，在經(jīng)過了24h之后，地球可能還沒有成一周的運(yùn)轉(zhuǎn)， 為了保證24h和地球完整的一周相匹配，就必須讓鐘表上的時間等待地球自轉(zhuǎn)一周完成，這就是協(xié)調(diào)世界時中“協(xié)調(diào)”二字的含義。UTC時間相較于國際原子鐘時間（International Atomic Time, TAI）實(shí)際是要慢的。

注：秒是基本的時間國際單位，國際上現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)的1秒為：銫133原子基態(tài)的兩個超精細(xì)能級間躍遷對應(yīng)的輻射的9,192,631,770個周期的持續(xù)時間

說白了，TAI時間是基于原子規(guī)律定義的時間，這個時間長時間不會變化。UTC是為了符合地球自轉(zhuǎn)周期所制定的時間， UTC會讓全球的鐘表都停下來，補(bǔ)上地球自轉(zhuǎn)變慢的差值， 而矯正和同步機(jī)構(gòu)就是IERS。全球所有國家根據(jù)UTC時間和各自國家所在的時區(qū)確定當(dāng)?shù)貢r間，以此來保證全球時間的低誤差同步。

UTC以加入閏秒（leap-secons）的方式對時間進(jìn)行修正，以消除地球自轉(zhuǎn)變慢的影響。閏秒是為了平衡因地球自轉(zhuǎn)變慢所引起的和原子鐘的時間差而特意設(shè)置的。如果不加入閏秒，可能過幾萬年之后，中午的12點(diǎn)會變成凌晨0點(diǎn)； 再過個幾百萬年，日歷上的冬天會變成了夏天了，那么整個生產(chǎn)生活就會亂套了。

閏秒的引入時機(jī)是每年的6月和12月月末， 視UTC-TAI的演變差值而定，并且每隔六個月會公布是否需要加入閏秒（這就是IERS干的活兒）。

上次閏秒的引入時間是UTC 2015-6-30 23:59:60 而下一次的閏秒引入會在：

2016-12-31 23:59:59
2016-12-31 23:59:60
2017-01-01 00:00:00

從2015-07-01 00:00:00 UTC 到 2017-01-01 00:00:00 UTC 時間差異是： UTC - TAI = -36s. 也就是說，我們的UTC時間標(biāo)準(zhǔn)相較于真正的原子鐘時間，人為地慢了36秒。

PS1: 是不是感覺自己賺到了， 多活了36s呢！
PS2: 人類當(dāng)前所用的時間大多都已經(jīng)是UTC時間了， 但是很多時候還保留著GMT的時區(qū)劃分規(guī)則，所以很多地方顯示的還是GMT時間。

再來說一下我國的時間基準(zhǔn)， 北京時間不是在北京確定的，而是由位于中國版圖幾何中心位置陜西臨潼和陜西蒲城的中國科學(xué)院國家授時中心（國家授時臺）的9臺銫原子鐘（銫鐘）和2臺氫原子鐘組通過精密比對和計(jì)算實(shí)現(xiàn)，并通過衛(wèi)星與世界各國授時部門進(jìn)行實(shí)時比對確定的。國內(nèi)的設(shè)備可以通過國家授時中心提供的NTP(Network Time Protocol)服務(wù)器和本地時間進(jìn)行同步。具體使用可以參看此處。

在Mac上， 可以通過如下命令和制定的NTP服務(wù)器進(jìn)行校時：

?  ~ sudo ntpdate -u cn.pool.ntp.org
1 Nov 03:20:08 ntpdate[84376]: adjust time server 59.46.44.253 offset 0.014804 sec
?  ~

再回到文章最開始所提到的, new Date()在輸出數(shù)據(jù)， 所有的內(nèi)容就清晰了:

GMT, 代表的格林尼治平時，但此處的GMT所表示的意思是：時間使用的時區(qū)是GMT標(biāo)準(zhǔn)，采用的是UTC時間

+0800 代表的是當(dāng)前時間和標(biāo)準(zhǔn)時間的時差， 精確到分。+0800， 表示當(dāng)前時間早于UTC時間8小時整

CST 指的是北京時間

done!

一門程序設(shè)計(jì)語言中有很多細(xì)節(jié)， 往往蘊(yùn)含著極大的智慧。以本文提到的時間為例， 幾個簡單的單詞， 其中蘊(yùn)含了人類近幾百年的科技文明發(fā)展成果，也反映了人類對于時間的尊重和敬畏，每一處都值得細(xì)細(xì)品味。

原文：http://lianmin.me/2016/10/30/...

[1] 閏秒（leap seconds）: http://tycho.usno.navy.mil/le...
https://hpiers.obspm.fr/iers/...
[2] 日期和時間表示法（國標(biāo) GB/T 7408-2005) http://www.cmaph.org/attachme...
[3] 24小時制： https://zh.wikipedia.org/wiki...
[4]時間： https://zh.wikipedia.org/wiki...