五一小長假結束了，大家都找回工作狀態了嗎？是不是到下午就已經坐如針氈了呢？
臨近下班，收拾好物品，準備到點就往外沖，但發現單位電腦上的時間居然比手機上的慢2分鐘？！不知道大家有沒有這樣的經歷。
時間到底是怎麼測量的？為什麼不同設備上的時間會不一樣？今天，我們就來聊聊時間這件事。
時間是怎麼測量的？
很多人可能會有這樣的疑問：時間是怎麼測量的？一秒是怎麼定義的？ 其實，人類對時間的認知經歷了多個階段，這種認知方式受文化、科技和社會發展等多種因素影響。
早期，古人主要通過觀察自然現象來計時，比如晝夜的交替、月相的變化、季節的更替等。這些觀測提供了基本的時間概念，最經典的就是根據太陽的活動規律、日常生產活動和生活習慣等歸納出的十二時辰。此外，古人也會用水鍾、沙漏等來輔助測量時間，但這些測量方式缺乏準確性。
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隨著科技的發展，人們開始使用機械鐘錶來測量時間。最早的機械鐘錶是機械振蕩鍾，它通過鐘擺的來回振蕩進行計時，擺動周期越穩定，測量精度越高。
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隨著原子物理學的發展，人們開始使用原子鐘作為時間的基準。國際單位制在1967年將秒的定義與銫原子的振蕩周期聯繫起來，秒被定義為「銫原子基態超精細結構躍遷的9,192,631,770倍的周期」。這樣的定義具有高度的穩定性和可重複性，因為銫原子的振蕩頻率非常穩定且易於測量。
電子鐘為什麼經常會慢幾分鐘？
在手機遍布之前，每天早晨叫醒大家的估計都是電子鐘，也許有些小夥伴現在還在用。電子鐘經常會慢幾分鐘，隔一段時間就需要重新調整一下時間，這是為什麼呢？
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其實，電子鐘最核心的器件是石英晶體振蕩器，簡稱晶振。當電子鐘通電時，晶振會產生一個非常穩定的震盪頻率（一般來說，晶振的震盪頻率非常高），電子鐘內部的電路會對這個高頻率的信號進行頻率分割，得到更適合計時的低頻信號。電子鐘的內置計數器再對這個低頻信號進行計數，以測量經過的時間，最後在電子顯示器上顯示時間。
壓電效應材質的應變片改變形狀後產生電壓（誇張版示意圖）| wikipedia
電子鐘的誤差來源主要有以下幾點：
石英晶體的溫度敏感性
石英晶體的振蕩頻率受溫度影響，溫度的變化可能導致電子鐘的誤差。一些高級的電子鐘會配備溫度補償電路，以減小這種誤差。
電池電量變化
可攜式電子鐘通常由電池供電，電池電量降低可能導致振蕩頻率的變化，進而引起誤差。
製造精度
電子元件的精度、振蕩器的質量等因素也會對電子鐘的準確性產生影響。
校準問題
長時間的使用可能會導致電子鐘內部元件老化，需定期校準來保持精準度。
環境因素
電子鐘可能受電磁干擾、震動等環境因素的影響，引起一定程度的誤差。
同樣聯網的設備，時間為什麼不一樣？
生活中，處處可以看到時間的影子，比如家裡的微波爐，辦公樓的電梯上都會顯示時間，這些設備不像電子鐘那樣採用晶振的方式去計時，而是採用了別的方式。
傳統的微波爐可以通過電網的穩定頻率來實現計時功能。我國的電網頻率是50Hz， 微波爐只要發現交流電變化了 50個周期，就可以自動記錄為1秒。其實，許多家用電器的電子計時都依靠電網的統一頻率來保證。頻率隨著電網負載而變化，按照24小時為一個周期校準一次，保證這些時鐘保持長時間準確。
但如果頻率持續下降一段時間，就會造成中央供暖定時器、微波爐等設備的電子計時變慢。比如，2018年，歐洲多個國家的電子鐘「走慢」了6分鐘，該現象長達一個多月，最後發現根本原因是電力供應不足。
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如果是智能微波爐或者智能電梯，他們內置網卡，可以像電腦一樣聯網獲取時間。但同樣聯網的設備為什麼也會出現時間誤差呢？ 導致時間不一致的原因有很多，以下是一些可能的因素：
網絡延遲
數據在網絡上傳輸需要時間，不同設備的網絡延遲可能不同。即使是微小的網絡延遲，也可能導致設備的時間存在差異。
時間同步協議差異
不同設備可能使用不同的時間同步協議，即使是常用的時間同步協議（如NTP），在不同設備上可能配置或實現方式不同，導致時間不一致。
硬體時鐘漂移
設備上的硬體時鐘可能會因為製造差異、溫度變化等原因出現微小的漂移，這可能導致時間有輕微的偏移。
定期的時間同步
有些設備會定期進行時間同步，而另一些則沒有啟用這一功能，這也會導致不同設備時間存在差異。
所以下班什麼時候可以往外沖，還是要看打卡機上的時間哦~
作者：尹廣水，洛桑聯邦理工學院通信系統碩士
策劃&編輯：小叮噹
鳴謝：華東師範大學數據科學與工程學院 講師 劉小平 為本文提供科學指導
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