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為何時間不等人

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從十七世紀末到二十世紀初,世上最精準的時鐘位於英國格林威治皇家天文台,台長會依照天體的移動情況,定期重新設定時鐘的時間。此舉有益世界,卻隨即成了台長眼中的問題。約一八三○年起,台長的工作頻遭打斷,門外老是有市民敲門問:「不好意思,請問現在幾點?」

太多人去天文台敲門問時間,最後市民請求台長提供專門的報時服務。一八三六年,台長指派助理約翰.亨利.貝維爾(John Henry Belville)負責報時的工作。每週一早上,貝維爾依照天文台時間,校正自己的懷表,該塊懷表是頗受敬重的約翰阿諾父子鐘表店(John Arnold & Son)專為薩塞克斯公爵製作。接著,貝維爾前往倫敦拜訪客戶,有鐘表製作師、修表匠、銀行人員、市民。這些客戶付了一筆費用,好讓自己的鐘表跟貝維爾的懷表同步,也就是跟天文台的時間同步(後來,貝維爾把懷表的金殼換成銀殼,這樣去到「市裡不太好的區」,就不會引人覬覦)。一八五六年,貝維爾去世,妻子接手工作;一八九二年,貝維爾之妻退休,工作交給女兒羅絲(Ruth),日後人稱「格林威治時間女士」(the Greenwich time lady)。貝維爾小姐使用的是同一塊懷表,她稱之為「阿諾三四五 」(Arnold 345)。她跟隨父親的腳步,踏上拜訪行程,向客戶通報格林威治標準時間,即英國官方時間。後來,電報發明,遠地的時鐘幾乎即刻就能跟格林威治時間同步,費用也更為低廉,貝維爾小姐的工作幾乎是過時了。一九四○年左右,貝維爾小姐退休,當時她高齡約八十五,為五十位左右的客戶提供報時服務。

我前來巴黎會見現代的格林威治時間女士、全球的貝維爾小姐—— 國際度量衡局時間部部長艾麗莎.費利希塔絲.阿里亞斯(Elisa Felicitas Arias)博士。阿里亞斯身形纖瘦,棕色長髮,散發出和藹的貴族氣息。阿里亞斯是訓練有素的天文學者,曾任職於祖國阿根廷的多家天文台長達二十五年之久,最後的十年是在海軍天文台工作。她的專長領域是天體測量學,亦即正確測量外太空裡的天體距離。近來,她跟國際地球自轉與參考系統服務(International Earth Rotation and Reference Systems Service)攜手合作,該組織負責監測地球自轉的些微變化,從而判定下一個閏秒何時應加到標準時間上。我去她的辦公室見她,她請我喝咖啡。她談及自己的部門,如此表示:「我們有個共同的目標,那就是提供適合的時標,作為國際上的參考標準。」她還說,目的是要建立「終極的履歷追溯體系」。

國際度量衡局五十八個會員國管理的時鐘與時鐘群成百上千個,當中只有約五十個時鐘——「主時鐘」,每國各有一個—— 在運作中,並提供官方時間。這些時鐘隨時隨地都在產生秒鐘,可是它們產生的秒鐘並不一致,當中存在著奈秒(即十億分之一秒)的差異。這樣的差距不至於干擾電力公司(所需精準度僅為毫秒),也不至於中斷電信(流量是以微秒計)。然而,不同的導航系統——例如美國國防部管理的GPS以及歐盟新推出的伽利略網路——的時鐘,時間的一致性必須控制在幾奈秒之內,才能持續不斷提供服務。全世界的時鐘都應該要時間一致才對,起碼應該要以同一個同步點為標的,而世界標準時間正是選定的目標。

比較所有會員鐘在一秒鐘上的長短差別,即可得出世界標準時間。這在技術上可說是莫大的挑戰。其一,那些時鐘相隔數百、數千英里之遠。電子信號(即實際表示「立即開始計時」的信號)要跨越這麼長的距離,需要一定的時間,因此難以確切得知「同時間」的含義。為了解決這個問題,阿里亞斯的部門運用GPS衛星傳輸資料。衛星的所在位置皆為已知,衛星配備的時鐘也跟美國海軍天文台同步;有了前述資訊,國際度量衡局收到世界各地的時鐘傳來的時間信號,就能據此計算出精準的時間。

儘管如此,不確定的因素仍隱約逼近。我們無法確切獲知衛星的所在位置,惡劣的天氣與地球的大氣會導致電子信號的行進減緩或路徑改變,還會混淆電子信號真正的行進時間。設備若有電子雜訊,也會妨礙到精密的測量作業。阿里亞斯用辦公室的門作為類比,她說:「假如我問你現在幾點了,你會告訴我時間,而我會把它跟自己的時間做比對,此時我們是面對面的。假如我說:『出去,關門,然後跟我說現在幾點了。』我會問你時間,然後說:『沒聽到,再說一遍,這裡……』」她用嘴唇發出好笑的長長的「噗——」聲。「『……有雜音。』」由於雜訊使然,只好投入大量心力進行修正,方能確保國際度量衡局聽到的訊息精準反映出世界各地時鐘的相關行為。

阿里亞斯說:「全世界的時間測定實驗室總共有八十間。」部分國家擁有的實驗室不只一間。「我們必須整理所有的時間。」阿里亞斯的聲音溫柔又鼓舞人心,猶如美國名廚茱莉亞.柴爾德(Julia Child)正在描述美味的馬鈴薯冷湯的精華所在。首先,阿里亞斯帶領的巴黎團隊負責蒐集所有必要的原料,亦即各會員鐘彼此間的奈秒差異,再加上各地時鐘過去行為的相關資料。接著,使用阿里亞斯口中所稱的「演算法」處理這些資訊,該演算法會將運作中的時鐘數量納入考量(有些時鐘可能會停機進行維修或重新校準),並且稍微偏重於較為精準的時鐘所呈現之數據,好讓整體的時間趨於一致。

這個過程並不是全靠電腦運算,還需要人類考量那些微小卻重要的因素,比方說:不是所有的實驗室都是用一模一樣的方法計算時鐘數據;某個時鐘的時間莫名其妙一直是慢的,數據的權重必須重新衡量;軟體發生錯誤,試算表的有些負號不小心變成正號,必須改回負號。此外,運用該演算法還需要個人的數學才能。阿里亞斯說:「需要加上一點個人的風格才行。」

最後得出的結果就是阿里亞斯提出的「平均時鐘」,比起單一的時鐘或單一國家的時鐘群,平均時鐘的時間更為可靠。根據定義,且根據全球的協定,或者起碼是根據五十八個簽約國的協定,平均時鐘的時間是完美的時間。

世界標準時間的制定需要花點時間。光是去除所有GPS接收器的不確定因素和雜訊,就需要兩三天。世界標準時間的計算作業若是連續不斷進行,在統籌安排上是應付不來的,因此各會員鐘是每五天在世界標準時間的零時讀取當地時間。隔月的第四天或第五天,各實驗室會把手上累積的數據傳送到國際度量衡局,阿里亞斯及其團隊負責數據的分析、平均、查核、公布。

阿里亞斯說:「我們盡可能快速處理,不略過查核作業,整個過程需要五天左右。當月的第四天或第五天,我們會收到數據,第七天開始計算,第八天、第九天或第十天公布。」嚴格來說,他們收集的數據是國際原子時(International Atomic Time),世界標準時間的制定純粹就是把正確的閏秒數給加上去。阿里亞斯說:「想當然耳,世上沒有一個時鐘是顯示世界標準時間。你只會有當地計算出的世界標準時間。」

我頓時領悟,原來世界時鐘只存在於紙張上面,只存在於我們對過去的回顧。阿里亞斯露出微笑:「有人問:『我能不能看看全世界最準的時鐘?』我會說:『好啊,這就是了,這就是全世界最準的時鐘。』」她遞給我一疊紙張,紙張一角釘了釘書針。這是一個月份的報表,也可說是一次循環的報表,會發放給全體會員的時間實驗室。此報表名為循環時間(Circular T),是國際度量衡局時間部的主要宗旨與產品。「報表每個月公布一次,提供過去時間的相關資訊,也就是前一個月的資訊。」

全世界最準的時鐘是一份通訊。我翻閱頁面,看見一欄欄的數字。左側列出會員鐘的名稱,例如IGMA(布宜諾斯艾利斯)、INPL(耶路撒冷)、IT(杜林)等。上方欄則是以五天為單位,列出前一個月的日期,例如十一月三十日、十二月五日、十二月十日等。各資料欄裡的數字是某實驗室某日算出的世界標準時間,跟各地算出的世界標準時間之間的差距。舉例來說,十二月二十日,香港的國家時鐘數據是98.4,也就是說,在測量的當下,香港的國家時鐘比世界標準時間晚了98.4奈秒;布加勒斯特(羅馬尼亞首都)的國家時鐘在同一日的數據是−1118.5,也就是說,比世界標準時間早了1118.5奈秒之多。

阿里亞斯表示,循環時間的宗旨是協助會員實驗室針對其相對於世界標準時間的精準度進行監督及改善,這個程序稱為「掌舵」。會員實驗室得知實驗室時鐘前一個月跟世界標準時間的偏離情況,就能對儀器進行修正,也許下一個月的數據會更接近世界標準時間。沒有一個時鐘能達到完美的精準度,能達到一致就已足夠。阿里亞斯說:「這種方式很有用,因為是由實驗室負責掌控自己的世界標準時間。」阿里亞斯口中所描述的時間,彷彿是航道上的一艘船。「他們必須知道世界標準時間在地方上的行為表現,這樣就能確認自己是否正確航向循環時間。因此,他們全都會檢查自己的電子郵件與網際網路,了解國家時鐘上個月跟世界標準時間之間的差距。」

要讓時鐘變得最為精準,就必須進行掌舵作業。阿里亞斯說:「有時,你的時鐘很準,接著卻突然跳了一個時階,時間跳躍了。」她手上有一份最新的循環時間,她指著美國海軍天文台的那一列數據,那些數據全都小得令人佩服,在兩位數的奈秒範圍內。阿里亞斯說:「他們算出的世界標準時間很完美。」她繼續說,這是意料中事,在國際上,美國海軍天文台的時鐘數量最多,在世界標準時間的總權重中佔了百分之二十五。美國海軍天文台負責操控GPS衛星系統採用的時間,因此要擔起全球責任,嚴格依循世界標準時間。

然而,操控時間並不是人人都做得到的差事。掌控時鐘要有昂貴的儀器,不是所有的實驗室都負擔得起這種麻煩的作業。阿里亞斯說:「像他們就讓時鐘過一天算一天。」她指的是白俄羅斯某間實驗室的一列數據,跟標準時間差距頗大,日子似乎過得十分悠哉。我問她,實驗室提出的數據太不精準的話,國際度量衡局會不會拒絕它們的參與。阿里亞斯回答:「不會,我們向來希望他們提出時間數據。」只要國家時間實驗室有個像樣的時鐘和接收器,其提出數據一律會跟世界標準時間平均比較。阿里亞斯表示,「制定時間的時候」,一大目標就是「廣為傳播時間」,唯有計入每個時鐘的時間(無論有多不一致),世界標準時間才能變成世界通用的時間。

當時的我滿腦子還在想著世界標準時間到底是何物、是何時(後來,湯姆.帕克跟我說:「我花了好幾年才弄懂」)。假使虛擬時鐘是存在的,它也是存在於過去,從上個月蒐集的資料衍生得來。阿里亞斯認為世界標準時間是「即時後的過程」,是活躍的過去時態。然而,虛擬時鐘欄裡的數字,其作用有如外面世界真實時鐘的航線修正儀器或航標,引導船隻航往正確方向。世界標準時間好像一個未來名詞,猶如海平線上的港灣。你望向手表、時鐘或手機,查看波德、東京或柏林導出的官方時間讀數,此時收到的讀數只是一個估算出來、很接近正確時間的讀數,而且還是上個月的。完全同步的時間顯然確實存在—— 只不過再也不是了,離所謂的存在也尚有一段落差;完全同步的時間永遠處於一種「即將成為」的狀態。

我來到巴黎的時候,心中設想著世上最精準的時間源自於某種具體又極其精密的裝置,是一座有著表面和指針的華美時鐘,是一排電腦,是一座小巧閃爍的銣噴泉。不過,真相卻是人性化多了,世上最精準的時間—— 世界標準時間—— 是委員會提出的。雖然委員會仰賴先進的電腦與演算法,仰賴原子鐘的數據,但是綜合計算得出的結果—— 亦即略微偏重某個時鐘的數據—— 最終還是要由一群思慮縝密的科學家討論篩選。時間就是一群人在交談。

阿里亞斯表示,她掌管的時間部是在多個諮詢委員會、顧問團隊、特別研究小組、監管小組所構成的群體內運作。時間部要負責主持國際專家定期訪問行程,偶爾要舉辦會議,還要發布報告,分析成果,更要接受查核、監管、校準。偶爾,上頭的時間與頻率諮詢委員會(Consultative Committee for Time and Frequency,簡稱C.C.T.F.)也會介入。阿里亞斯說:「在這世上,我們不是獨自運作。小事我們可以自行決定,大事就得把提案上呈給時間與頻率諮詢委員會,而一流實驗室的那些專家會表示:『我們同意』或『我們不同意』。」

如此大費周章都是為了彌補一件無可避免的事實——光憑一只時鐘,光憑一個委員會,光憑一個人,無法呈現準確無誤的時間。原來,無論何處,這就是時間的本質。我開始跟一些科學家討論,他們專門研究時間對身心的作用,也全都表示時間的運作有如議會。一堆時鐘分布在我們的器官與細胞裡,努力相互交流溝通,跟上彼此的步調。我們對時間流逝所產生的感覺,並不是深植於大腦的某個部位,而是回憶、關注、情感等大腦活動一起運作的結果。此外,我們也無法單獨找出大腦裡的某項活動是出自於哪一個部位。大腦裡的時間就像大腦外的時間,是一種集體活動。然而,我們習於設想大腦的某處有一個重要的共同體,有一組篩選分類用的儀器,也許就像國際度量衡局一樣,是由棕髮的阿根廷天文學者負責管理。那麼,我們腦內的阿里亞斯博士是在哪裡?

當時,我請阿里亞斯說說她個人跟時間的關係怎麼樣。

她回答:「關係很差。」她桌上擺了一個小的數位時鐘,她拿起時鐘,鐘面的數字對著我。「幾點了?」

我讀出數字:「一點十五分。」

她做出手勢,要我看自己手上的腕表:「幾點了?」

腕表的指針指著下午十二點五十五分,阿里亞斯的時鐘快了二十分鐘。

「我家的時鐘,時間都不一樣。」她如此說著。「我很常遲到,所以才把鬧鐘調得早十五分鐘。」

聽她這麼一說,我鬆了口氣,隨即又為全世界的人擔憂了起來。我主動表示:「也許是因為你老是在思考時間才會這樣。」如果你的職責是協調全世界時鐘的時間,要從地球的光明與黑暗的變化,創造出統一的時間,那麼你或許就會期待自己的家是藏身之處,是可以忽視手上腕表、踢掉腳上鞋子、享有一點真正私人時間的地方。
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