把手伸进阳光里，看影子。影子最短的那一刻，就是当地太阳时的正午。可你低头看手机，时间往往不是12:00。在东部沿海，两者可能只差几分钟；在新疆西部，能差出两个多小时。太阳和钟表，到底谁不准？
一句话：太阳时是“按太阳的位置来读时间”
太阳时是一种以太阳在天空中的实际位置来计量的时间：太阳经过当地子午线（正南北方向的那条线）的那一刻，被定为正午十二点。
把它想成厨房墙上的挂钟：太阳是那根不停转动的时针，你脚下的大地就是表盘。时针扫过表盘一圈，就是一天。这套系统不用电池，不用授时台，插一根杆子、量一量影子的方向，就能读数。
三个原因，让正午“错位”
最外层是时区。中国全境统一使用北京时间，它的基准经线是东经120°。乌鲁木齐大约在东经87.6°，每差1个经度，太阳时就差4分钟；32.4个经度约合130分钟。也就是说，那里太阳时正午时，你的手表已经走到下午两点十分左右。北京在东经116.4°附近，偏差小得多，约14分钟。
第二层是均时差，第三层更细微，藏在“一天到底有多长”里。
太阳也会迟到早退
地球绕日轨道是椭圆（1月初离太阳最近，7月初最远），地轴又斜着23.44度。两件事叠加，让真太阳时（太阳实际位置给出的时间）和平太阳时（钟表使用的全年平均时间）一年到头互相拉扯，差值最大约+16分钟（11月初），最小约−14分钟（2月中旬）。这个差值叫均时差。
打个比方：你每天走同一条路上下班，有时一路绿灯，有时红灯连片。出发时间一样，到公司却能差十几分钟。地球的“路况”，就是轨道偏心率和黄赤交角。
一年里只有四天左右，两者恰好对齐——大约在4月15日、6月13日、9月1日和12月25日。如果你在院子里插一根杆子，每天记下影子最短的那一刻，会发现这个时刻一直在前后漂移。
至于一天的长度：真太阳日（太阳连续两次经过子午线的时间间隔）一年中最长的一天比24小时长约30秒，最短的短约20秒。我们表盘上的24小时，是全年平均出来的平太阳日。
日晷为什么配一张“校对表”
日晷读出的正是真太阳时，所以它显示的时间会与钟表有偏差，这是它的本来属性，并非坏了。老日晷旁边常刻着一条“8”字形的曲线，或附一张小表，告诉使用者今天该加几分钟、减几分钟。那条曲线叫日行迹，是把一年中同一时刻太阳所在位置连起来画出的形状。
它没有过时
- 太阳能电站让电池板追着太阳转，计算依据是太阳时，不是北京时间。
- 日出、日落与晨昏蒙影时刻表，依据的是太阳的几何位置。
- 天文台安排观测、一些宗教确定礼拜时刻，也仍旧仰仗它。
另外，地球自转长期在变慢（观测证实：潮汐摩擦使日长每世纪增加约1.7毫秒），这让原子时与基于地球自转的世界时逐渐脱节，于是有了闰秒。未来是否继续用闰秒来弥合这一差距，目前尚无定论。
影子最诚实
找个晴天，插一根杆子，每小时画一道影子的位置。你会得到一台最古老的钟。它不告诉你“几点”，只告诉你太阳在哪儿——而这恰恰是时间最原始的来源。当人类把太阳的位置折算成数字，才走出了统一时刻表、铁路和时区的世界。
那么，如果人类真的在火星定居，那里的一天比地球长约39分钟，火星的“太阳时”又该怎么定？
延伸阅读
- 《时间的故事》，克里斯滕·利平科特等著，商务印书馆
- 纪录片《宇宙时空之旅》（Cosmos: A Spacetime Odyssey，2014）
- 中国科学院国家授时中心官网（ntsc.ac.cn）