電池を交換した時計や、しばらく使わなかった機器では、表示される時刻が少しずれることがあります。それに対してスマートフォンやパソコンは、普段は時刻が合っているように見えます。自分で毎日針を合わせているわけではないのに、どうやって正しい時刻へ近づけているのでしょうか。
時計は少しずつずれることがある
時計は内部の振動などを使って時間を数えています。しかし、振動の速さが理想と完全に一致するとは限りません。温度や部品の特性などによって、一日にわずかなずれが生じる場合があります。ずれが毎日同じ方向へ続けば、一週間や一か月で無視できない差になることもあります。
例えば一日に2秒ずつ遅れる時計があったとすると、10日後には約20秒、30日後には約60秒遅れる計算です。これは説明のための仮定で、すべての端末が一日に2秒ずれるという意味ではありません。「少しずつ」が積み重なるという関係を確かめるための例です。
ネットワークに接続された機器は、外部の時刻情報を参照して、このずれを小さくすることがあります。時刻を比べ、必要に応じて調整する仕組みがあるため、手元の時計だけに頼らずに済むのです。
時刻サーバーに聞けば、必ず正しいのか
インターネットでは、NTP（Network Time Protocol）などの仕組みを使って時刻のずれを調整します。端末が時刻サーバーへ通信し、往復する間にかかった時間などを考慮して、現在の時刻を推定します。
ただし「サーバーから12時00分00秒という返事が来た」から、受け取った瞬間に12時00分00秒へ設定すればよいわけではありません。通信が届くまでに時間がかかるからです。例えば返事に0.1秒かかれば、表示する時刻にもその分の遅れを考える必要があります。往復の遅れは毎回同じとも限りません。
実際の時刻同期では、送受信の時刻を使って遅れや時計のずれを推定します。推定には誤差が残るため、ネットワークにつながっている端末でも絶対にずれないわけではありません。精密な計測や機器同士の記録比較には、許される誤差を別に定める必要があります。
送受信の時間を数字で考える
説明を単純にするため、サーバーへ問い合わせて返事が戻るまで0.2秒かかったとします。行きと帰りに同じだけ時間がかかったと仮定すれば、片道は0.1秒です。サーバーが返事を送った時刻に、その0.1秒を足したものが到着時刻の目安になります。
しかし、この計算には「往復の時間が均等」という仮定があります。実際の通信では、行きと帰りで混雑が異なることがあります。その場合は、0.1秒ずつと決めつけた推定に誤差が生じます。だから精度を上げるには、複数回の通信結果を使うなどの工夫が必要です。
数字が細かくても、計算の前提が間違っていれば結果は正確ではありません。測った時間と仮定した時間を区別することは、時刻合わせに限らず、通信速度やGPSの位置計算にも共通する大事な考え方です。
時刻とタイムゾーンは別の設定
パソコンの時計が一時間ずれているように見える場合、内部の時刻そのものより、タイムゾーンや夏時間の設定が原因になっていることもあります。標準的な基準時刻と、その地域で人が使う時刻の表し方は別の問題です。
例えば日本標準時は協定世界時（UTC）より9時間進んでいます。UTCで午前3時の瞬間、日本では正午12時です。時刻同期で基準の瞬間を正しく扱っていても、表示する地域の設定が違えば、時計の数字は別になります。
国外へ旅行したとき、スマートフォンに現地の時刻が表示されるのは、地域情報やタイムゾーンの扱いと関係します。時刻そのものの精度と、人に見せる時刻の変換を一緒にすると、問題の原因を探しにくくなります。
生活の中で確かめられること
家にある二つの端末の時計を並べ、秒まで表示して比べてみましょう。完全に同時に見比べられない場合もあるので、差を細かく断定しすぎないことが大切です。機内モードやネット接続の状態が変わると自動時刻調整の動きも変わる場合がありますが、機種や設定によって異なります。
見かけの時刻がずれたときは、まず自動日時設定とタイムゾーンの設定を確認します。それでも異常が続く場合は、端末の故障やネットワーク、設定を切り分けます。重要な手続きの締切では、機器の表示だけを根拠にぎりぎりの行動を取らず、余裕を持ちましょう。
ネット時刻合わせは「正確な時計から時刻をもらうだけ」の単純な話ではありません。情報が届くまでに時間がかかるという条件を含め、ずれを推定する仕組みです。時計が合っている理由を考えることは、ネットワーク上の測定の難しさを知る入口になります。
時刻のずれと時間間隔のずれを混同しない
二台の時計を並べ、一方が12時00分00秒、もう一方が11時59分58秒を示しているとします。この時点では二秒の表示差があります。しかし、それだけでは一方の時計が一秒を正しく数えられないとは言えません。二秒ずれたままでも、その後は同じ速さで進む時計があるからです。
10分後に再び比べ、差が二秒のままなら、ずれの主な問題は時刻の基準位置にあるかもしれません。差が三秒へ増えたなら、進む速さにも違いがある可能性があります。もちろん、端末が途中で自動的に時刻を補正した場合は、別の原因が加わります。
観察するときは、最初の時刻差と、一定時間経過後の時刻差をそれぞれ記録します。「今何時か」を正しく表示することと、「10分が本当に10分か」を正しく計測することは、関連していても同じではありません。測定したい目的を分けることが、時計の仕組みを理解する鍵になります。
