星期二晚间火车在费城出轨
美国铁路公司Amtrak的火车又脱轨了，截至目前，8死、逾200伤。在吐槽Amtrak的同时，中美君不小心在知乎上发现了一些关于火车的酷炫冷知识，忍不住来与你分享。
作者：talich、王俊祎
一、火车催生了美国四大时区的确立
@talich
美国四大时区的出现，的确是由火车公司决定的。但是并不全是。在四大时区出现前，美国有几百个地方时间。
本质上这是一个从地方时间向标准时间转的过程，这个过程总体上是有利的，但是获利最大的，是铁路公司。因为当时的铁路公司是最早也最大的跨时区运作的公司，并且对时间要求很高。所以最后是它们制定的标准，并被大众所接受。
但注意，这里用的是“它们”。因为美国当时有很多铁路公司。1880 年代初，美国铁路有大约50 个时区，基本上按公司来划分（铁路公司在地方一般是垄断经营），到了交接地再调表。
这时候有人一直在推简化时区。其中一个人叫 Charles F.Dowd。他认为如果用一个时间，那地方时间和新时间如果差别很大，就很难被地方所接受。所以他提出时区之间相差一个小时，这样新标准时间被推出时，最多只会有半个小时的差别。同时，也允许地方保留当地时间。
他的另一种方案是再设立一个半小时间隔的铁路时区。但他的方案都被铁路公司认为太天真：没有什么铁路公司会放弃自己的时间，民众也不会。既然绝大部分人只坐短途旅行，那小的地方时区就足够了。
后来 Dowd 被火车轧死了。
他死了后，一些相关的科学组织开始发现他的方案不错，就开始研究。于是铁路公司外的压力开始增加。到 1882 年，在耶鲁大学一天文学家的推动下，康涅狄格州通过了州法，为全州设置了一个标准时间，把几个铁路公司自己的时间都废了。
同一年，美国总统也出来，呼吁召开一个国际会议，建立国际标准时间（这个在1884年确立）。
这下子铁路公司就慌了，意识到自己如果不快点动作，就会输给政治家了。
于是铁路公司找了一个叫 William Allen 的，负责设立一个标准时间。这个人手很快，在 1883 年 4 月 11 日，铁路公司的 General Time Convention 上推出了现在的美国大陆四时区，和加拿大的一个时区。时区转换点都是铁路公司常用的时区转换点。于是皆大欢喜，全国 600 家铁路公司赶快通过。
接着 Allen 找了一批说客和搞营销的，在全国宣传。到 1883 年 11 月 18 日，正式开始新时间。几周后，全国几乎所有的铁路都按新时区运营了，而且平安无事。到一年后，有 85% 的城镇接受。
也有些地方不接受。
著名的案子，发生在波士顿。1883 年 11 月 19 日（就是新时间开始实施的第二天），有个负债人 HoraceClapp 去法院。头一天，波士顿市议会已经通过了新标准时间（波士顿是最早接受标准时间的 75 个城市之一），但州里还没有正式接受。如果按旧时间，他迟到了一分钟，按新的标准时间，还早了 15 分钟。但法院算他到期未还。案子打到州高院，主审是 Oliver Holmes。Holmes说，民意已在新时间，所以就按新时间算。
就这样，慢慢的，各州各地都要么自觉的，要么通过法律，接受了新的四时区的标准时间。
二、火车不但催生美国四大时区，还直接催生了现代的标准时间
@王俊祎
(本文部分内容资料来源于网络)
在这一过程中，火车扮演了重要的角色。
1853年8月12日，美国东部罗德岛州，两辆火车迎头相撞，14人因此死亡。事故的原因在今天看来难以置信——两车工程师的手表差了2分钟。
当美国人还在为此事故震惊时，在铁路轰鸣中，伦敦时间已经完成对英国各地方的统一。1855年，不列颠岛与爱尔兰98%的公共时钟调整为格林威治时间。这是第一个将时间统一的国家，此后，客观、精确的时间体系随着工业、贸易、殖民的发展，占据了世界的每一块土地。
然后，电报又问世了。
在铁轨和电报大规模建设的帮助下，交通与通信网密集的相连，变得越来越复杂，对时间误差的容忍度越来越低。铁路公司开始强硬的要求经过的城镇，都修改为伦敦（格林威治）标准时。一些城市的居民为了交通和电报的方便，发起了“与伦敦时间一致”的请愿活动。社会的普遍要求下，虽然没有法律规定，英国大部分的市镇都调整为伦敦时间。
这种调整也改变着生活方式。“我准备就寝，却随时都想起火车时刻表，随时想着早晨必须在特定的时间起床，这让我无法安稳睡觉”，著名的外科医生Dr.Forbes Winslow在《柳叶刀》杂志写道。
甚至有赶火车过于兴奋猝死的案例。1854年，《协和医学期刊》的一篇文章写道：“兴奋，焦虑，紧张，为了登上那准时的可怕的列车，产生了严重的健康问题，多起猝死记录都与急迫赶上火车相关”。1868年，外科医生Alfred Haviland出版了专著，书名表达了他的忧虑：《急迫致死：特别写给火车乘客》。
法国人想出来一个折中的办法：火车站的时钟显示正常时间，但是火车运行的时刻则调慢五分钟，以便为法国人的懒惰留出余地。这种双轨制时间一直运行到1911年3月。
但是这些问题不能阻碍火车的发展，人们只有适应铁路前所未有的管控。这种管控直接反映在时间上，催生了近代的标准时间。
1868年，新西兰殖民政府委托Dr.Hector，以东经172°30’为准，制定新西兰全境的标准时。通过电报线路，新西兰标准时与格林威治标准时相协调，这是世界上第一个用经度设定标准时的地区。而这，只是一个开始。
陆地标准时间离不开铁路，全球时区的建立，则离不开航海业。与铁路为了提高运输效率不同，航海对标准时间的需求，是为了确定船舶的地理位置。
在海上，纬度的测量很简单，只要量出正午的太阳高度就能知道。但是经度测量则比较困难，先测量出当地时间，再参照一个标准时间，才能计算出结果。麻烦在于，传统的时钟都经不起海洋的颠簸，失去了测量准度；而不同的轮船选用标准时不同，增加了海洋上的混乱。
1707年，因为在暴风中无法测量经纬度，四艘英国军舰在锡利群岛沉没，1400余士兵死亡，极大地刺激了英国人对精准经度的需求。1714年，他们设立“经度奖”，为“能够将精度确定在30海里、40海里、60海里”分别悬赏20000、15000、10000英镑，相当于现在的百万美元。
无数的钟表专家开始了海洋钟的研究。经过四次改进，1761年约克郡工匠约翰·哈里森提交了十周内误差不超过10秒的海洋钟——“Sea Watch”。不过，由于几十年间规则的变动，哈里森最终累计收获15000余英镑。
此后，西方的船舶揣着哈里森钟表，开始了全世界的航行，1807年“克莱蒙特”蒸汽船诞生，让长距离的跨洋航行更加便利。
不过，经度的另一个问题，确定标准时间，在此时变得突出：要以哪个天文台观测的时间为标准时间？哪个地方受得起本初子午线这一殊荣？
1693年，一幅法国人绘制的地图，上面标出了不同标准经线混合的状况
最早讨论这个问题的，是1871年安特卫普的第一届国际地理学会议。学者们最终推荐格林威治标准时间。但是，这个结论却无法推行，1875年的第二次国际地理学会议，法国代表提出，只有英国接受公尺制长度单位，他们才同意以格林威治为本初子午线。会议僵在这里。
但是轮船不会等待会议结束再航行。由于英国的海洋霸主地位，如图所示，越来越多的轮船采用格林威治标准时间。
1876年，一个更为大胆的计划被加拿大工程师桑福德·弗莱明提出：以格林威治时间为标准，建立东西半球协调一致的24个时区，这是时区制第一次系统的表述，这也是如今通行时区的雏形。它将全球纳入统一的标准时间系统，各地区将抛弃地方时，而归入格林威治为中心的各个时区。
这个提议逐渐被人们接受。最终在1883年，经美国提议，41个国家参加了华盛顿的国际经度会议，通过了格林威治所在经线为本初子午线，180°经线为国际日期变更线，格林威治天文台时间为标准时，称为GMT（Greenwich Mean Time），建立全球时区的方案。
此后天文学，物理学的发展，增加了时间测量的精确度，1937年，国际天文学会议提出了格林威治时间的精确版——世界标准时（UniversalTime，简称UT）。
1958年以原子共振频率标准计算、保持时间的铯原子钟，比天文观测更稳定、准确。1967年，国际度量衡会议正式采用铯-133原子钟作为秒的基准依据，世界标准时也修改为协调世界时（Coordinated Universal Time，简称UTC）。上世纪末，美国研制成功了GPS全球卫星定位系统，铯原子喷泉钟是该系统的基础支撑技术。
以上的变化都是1884年决议基础上的改进，进化的格林威治时间在20世纪完成了世界时间的统一。
全球时区制在会议上虽然通过，但施行过程仍有阻碍。这些阻碍与政治因素、民族自尊心相关，法国便是很有趣的例子。
1891年，法国人以巴黎为标准，将法国全境统一为一个时区。巴黎位于东经2°左右，其太阳时比格林威治早9分11秒。
1911年3月，法国突然宣布将巴黎标准时向后拨9分11秒，仍称为巴黎标准时间，丝毫不提及已经完全对应的格林威治标准时。《纽约时报》在第二天报道中说：“一些法国科学家曾提出，为了挽回政府的面子，应该选用海边与格林威治经度一致的城市，而不是巴黎，来作为标准时”。这次调整还改掉了火车站内站外五分钟的时差——就是前文提到的法国人为了应对迟到做出的创举。
1884年，英国政府以孟买与加尔各答为标准，设立了两个时区，但是铁路公司则将马德拉斯时间作为中间时区，印度的标准时间变得混乱。直到1945年，加尔各答仍保持着特殊的时间。
1947年印度宣布独立，新政府将全国统一为一个地方时，虽然从东到西，它整整跨越了东五、东六时区。
除了印度，另一个跨越多时区而只采用一个标准时间的，是中国。这是共产党统一大陆后推行的时间制度。
现代化的新时间标准的推广，离不开其他现代要素的传播，尤其是交通。近代国门打开之前，农业生产是最重要的时间尺度，时间制度也带有节奏缓慢、周期性的特点。
随着国门打开，各式运动兴起，铁路和电报铺设更引发社会上时间制度、观念的变化，上海等地“自轮船、火车通行，往来有一定时刻，钟表始盛行”。钟楼也进入内地，交通工具对时间标准化的作用，同样开始在中国发生。
不过，要在全国范围接受和维持新标准时间，行政权力的运作必不可少。1928年，南京国民政府建立，形式上统一了全国。南京宣布中国分为五个时区，中原时区，陇蜀时区，回藏时区，昆仑时区，长白时区，分别比格林威治时间快八、七、六、五个半、八个半小时，第一次与国际标准时区相协调。同时，不再使用北平地方时，重要节庆时间以接近南京的东经120°经线为准。五时区制历经修补，一直运行到1949年。
南京政府颁布的五时区示意图
单独讲美国，当初出了事故后，印了600多页的火车时刻表来防止事故发生，到最后形成本土四个时区，也是经过很多年的。
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