【编程科普】为何电脑的时间有时候走不准？一秒到底有多长？

这篇文章我想和你聊一聊「时间」这个话题。

时间总是在不经意间流逝，我们在写代码时，也经常会调用「时间 API」，你有思考过这背后的原理吗？

文章来源：微信公众号丨水滴与银弹，但笔者并未找到原文链接，原作者可私信联系

关于时间的问题还有很多，例如：

为什么计算机的时间有时候「走不准」？

计算机究竟是怎么「自动校准」时间的？

我们经常看到的 UTC 时间，到底是什么？

我们在新闻上看到的「北京时间」，真的来自北京吗？

这篇文章，我们就来揭秘时间背后的秘密。

这篇文章非常有意思，希望你可以耐心读完。

时间为什么总是走“不准”？

你肯定遇到过这样的场景，家里买了一个钟表，时间一长，就会发现它走得「不准」了。

又或者，一台长时间不使用的电脑，它的时间也会发生偏差。

遇到这些情况，你可能会不以为然。时间不准，那我们就「人工」调准它。

但你有没有停下来想一想，为什么它们的时间会越走越不准呢？

要回答这个问题其实不难，我们只需要搞清楚，它们的时间是怎么来的。

钟表和计算机内部都有一个叫做「晶体振荡器」的东西，给它加上电压，它就会以固定的频率振动。但这个振动频率的「稳定性」，取决于它的制造工艺，以及外界环境的影响。

出于成本的考虑，钟表的制作工艺没那么高，所以它更容易有误差。而电脑制造工艺虽然比较高，但它内部的晶体振荡器也会受到「温度」变化带来的影响，在工作过程中，也会有产生误差。

虽然它们的误差很小，但日积月累下来，误差就越来越明显。

因此，我们现在使用的计算机，都有「自动校准」时间的功能。但是如何校准呢？

如何校准时间？

很简单，只要你把电脑连上了「网络」，你会发现，它会自动与「网络时间」保持同步。

可问题是，这个「网络时间」哪儿来的？

我猜你大脑的第一反应是，每台电脑肯定配置了一个「时间服务器」，之后这台电脑会与服务器定时同步，自动校准。

没错，确实是这样，不光是电脑，我们平时使用的手机、平板、智能手表等电子设备，只要能连接网络，都会自动同步网络时间。

那继续追问，这个「时间服务器」的时间就一定是准的吗？

理论来讲，它应该也是一台计算机，难道它不会遇到我们前面说的问题吗？

此外，这个网络时间究竟是怎么「同步」到我们的电脑上的？

你可能会说，那肯定是通过网络数据包。

问题又来了，网络传输数据也是有「延迟」的，同步服务器时间，不还是存在误差吗？

环环相扣，像一个俄罗斯套娃，很难解释清楚。

要想彻底搞清楚这些问题，就要深入到时间的「源头」来寻找答案。

时间是怎么来的？

时间是一个非常抽象的概念，多少年来，吸引着无数科学家、物理学家、甚至哲学家花费毕生精力去解释时间的本质是什么，从宇宙大爆炸到时空相对论，从黑洞到量子力学，都能看到关于时间这个问题的身影。

这里我们不探讨高深莫测的学术知识，只把目光放聚焦在计算机这个很小的范畴内。但要想清楚解释这个问题，也并非想的那么简单。

我们从最简单的开始说起。

想要知道时间是怎么被定义的，首先要知道「天」是怎么来的？

答案是：观察太阳。

由于地球的「自转」，人们可以看到日出日落，人们日出而作，日落而息，所以就把这一周期现象定义为「天」。

地球除了自转，还在围绕太阳公转，所以公转一周就被定义为一「年」。

从这些现象就能看出来，很早之前的人们，是以「天文现象」来确定时间的。

再后来，人们为了把时间定义得更「精确」，就把一天平均划分为 24 等份，这就是「时」。

同样地，把 1 小时划分 60「分钟」，1 分钟划分为 60「秒」。

这样，时间的基本单位「秒」就被定义出来了。

所以，秒与天的关系就是这样的：

1 秒 = 1 / 24 * 60 * 60 = 1 / 86400 天。

这些定义，都与「地球自转」和「太阳」息息相关。

但是，后来人们发现࿰