科技日報(bào)記者 史詩

鐘面咂咂作響，秒針嘀嗒嘀嗒，似歲月拂塵，每一圈都在擦亮一段新歷史。當(dāng)?shù)貢r(shí)間11月18日，在法國巴黎閉幕的第27屆國際計(jì)量大會(huì)上，與會(huì)代表通過一項(xiàng)決議，決定最遲不晚于2035年不再引入閏秒。

一秒一秒流逝的時(shí)間，將不會(huì)被不規(guī)則的閏秒打斷了？

(資料圖)

什么是閏秒

為確定時(shí)間，世界上有兩種常用的時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)：天文學(xué)上基于地球自轉(zhuǎn)的世界時(shí)（UT1）和物理學(xué)上基于原子震蕩周期的國際原子時(shí)（TAI）。

我們?nèi)粘Ｋ玫谋本r(shí)間既不是原子時(shí)，也不是世界時(shí)，而是協(xié)調(diào)世界時(shí)(UTC)。

“世界時(shí)是地球相對于恒星背景自轉(zhuǎn)的角度，國際原子時(shí)是根據(jù)原子的振蕩規(guī)律制定的時(shí)間，相較地球自轉(zhuǎn)周期更為穩(wěn)定。”上海天文臺(tái)研究員許雪晴告訴科技日報(bào)記者。

也就是說，相對于以地球自轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)的世界時(shí)來說，國際原子時(shí)是均勻的計(jì)量系統(tǒng)，這對于高精度時(shí)間測量非常重要，但世界時(shí)能實(shí)時(shí)反映地球的空間信息，這也是需要的。

由于測量方法不同，隨著時(shí)間推移，兩個(gè)計(jì)時(shí)系統(tǒng)結(jié)果會(huì)出現(xiàn)差異，因此有了協(xié)調(diào)世界時(shí)的概念。協(xié)調(diào)世界時(shí)以國際原子時(shí)秒長為基礎(chǔ)，在時(shí)刻上盡量接近世界時(shí)。

時(shí)間倒回1972年，國際計(jì)量大會(huì)決定當(dāng)國際原子時(shí)與世界時(shí)的時(shí)刻相差達(dá)到0.9秒時(shí)，協(xié)調(diào)世界時(shí)就增加或減少1秒，以盡量接近世界時(shí)，這個(gè)修正被稱為閏秒或者跳秒。

如果是正閏秒，則在閏秒當(dāng)天的23時(shí)59分59秒后插入1秒，這也定量地衡量了該段時(shí)間內(nèi)地球自轉(zhuǎn)的減慢；如果是負(fù)閏秒，則把閏秒當(dāng)天23時(shí)59分中的第59秒去掉，說明地球自轉(zhuǎn)快了些。

過去的半個(gè)世紀(jì)，科學(xué)家多次通過增加閏秒，來彌補(bǔ)地球自轉(zhuǎn)放慢所導(dǎo)致的與精確原子時(shí)之間的差距。

為何“容不下”閏秒

既然閏秒承擔(dān)了如此重要的角色，那為何還要取消它呢？

“協(xié)調(diào)世界時(shí)是世界各國公認(rèn)的全球標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，當(dāng)前的困擾是閏秒導(dǎo)致其不連續(xù)?！痹S雪晴解釋，這種時(shí)間的不連續(xù)會(huì)帶來一些問題，比如，互聯(lián)網(wǎng)需要連續(xù)的時(shí)間來保證信息的穩(wěn)定傳輸；金融交易依賴高精度時(shí)間系統(tǒng)，多一秒或少一秒都會(huì)帶來麻煩。

此外，從地球自轉(zhuǎn)來看，2020年5月以來，地球自轉(zhuǎn)趨勢由原來的長期減慢逆轉(zhuǎn)為加快，許雪晴認(rèn)為，未來3—5年，這一趨勢還將持續(xù)?！耙坏┻@種趨勢繼續(xù)累積，世界時(shí)-協(xié)調(diào)世界時(shí)在2026年左右有可能產(chǎn)生負(fù)閏秒。而負(fù)閏秒的首次出現(xiàn)，或?qū)⑹垢叨纫蕾嚲_時(shí)間的系統(tǒng)需要重新測試軟件?！痹S雪晴說。

從1972年協(xié)調(diào)世界時(shí)誕生以來，一共實(shí)施了27次閏秒，而且都是正閏秒，地球自轉(zhuǎn)速率相對國際原子時(shí)速率一直在“減慢”。負(fù)閏秒的出現(xiàn)，將是觀測史上無前例的，因?yàn)榈厍蜃赞D(zhuǎn)速率目前正處在50年以來加快的時(shí)期。

“雖然大多數(shù)人都沒有注意到閏秒的流逝，但它們可能會(huì)給一系列需要精確、不間斷時(shí)間流動(dòng)的系統(tǒng)帶來困擾?！痹S雪晴舉例稱，當(dāng)前各大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)均需要地球定向參數(shù)作為天球和地球坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，世界時(shí)-協(xié)調(diào)世界時(shí)是其中的關(guān)鍵參數(shù)之一。

閏秒該何去何從

取消閏秒的消息一經(jīng)“官宣”，不少“苦閏秒久矣”的互聯(lián)網(wǎng)大廠和其背后的程序員們表示支持。早在今年7月，谷歌、微軟、亞馬遜就曾聯(lián)合倡議廢除閏秒。畢竟，閏秒的調(diào)整給科技行業(yè)帶來不少麻煩。2012年，社交新聞?wù)军c(diǎn)Reddit一次系統(tǒng)崩潰就因閏秒而起，崩潰時(shí)長超半小時(shí)。

一些贊同取消閏秒的中國科學(xué)家們也認(rèn)為，一方面，閏秒的加入是非線性的，人們總希望時(shí)間是均勻流逝的，然而，總有平年、閏年、大月、小月和閏秒這些不等長的因素造成時(shí)間刻度不均勻；另一方面，加入閏秒前后的時(shí)間可能無法同時(shí)，比如，對于不能及時(shí)獲得授時(shí)信號的，短時(shí)間自主運(yùn)行的設(shè)備，如潛艇、飛機(jī)、導(dǎo)彈等武器裝備來講，1秒的差異將會(huì)造成很大的影響。

也有相當(dāng)一部分中國科學(xué)家們反對取消閏秒。他們認(rèn)為，如果沒有閏秒，協(xié)調(diào)世界時(shí)將失去計(jì)時(shí)觀天象的作用，后人也很難計(jì)算早期發(fā)生的天文現(xiàn)象與時(shí)間的關(guān)系。更重要的是，關(guān)于統(tǒng)一時(shí)間的問題。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、鐵路系統(tǒng)、金融系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、軍用時(shí)間系統(tǒng)等，在系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)授時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的時(shí)間統(tǒng)一，不會(huì)有沖突。但取消閏秒，跨越多個(gè)系統(tǒng)來統(tǒng)一時(shí)間，就必須約定規(guī)則，達(dá)成共識(shí)。

國際無線電科學(xué)聯(lián)盟（URSI）電磁計(jì)量專業(yè)委員會(huì)曾在2020年就“協(xié)調(diào)世界時(shí)連續(xù)的問題”征集意見，URSI中國委員會(huì)的電磁計(jì)量委員會(huì)表達(dá)了反對意見，引發(fā)了關(guān)于協(xié)調(diào)世界時(shí)是否繼續(xù)閏秒的再討論。

“由于地球自轉(zhuǎn)時(shí)快時(shí)慢，并不均勻，因此，閏秒的發(fā)生也沒有規(guī)律可循?！痹S雪晴認(rèn)為，根據(jù)當(dāng)前的狀態(tài)推算，大約數(shù)千年以后，世界時(shí)與國際原子時(shí)之間的差距會(huì)達(dá)到1小時(shí)。

“我們可以認(rèn)為這種長時(shí)間尺度上的1小時(shí)差別并不顯著，也沒有那么緊迫，但如果取消閏秒，協(xié)調(diào)世界時(shí)將失去意義。地球自轉(zhuǎn)與國際原子時(shí)之間的連接沒有了，未來的萬年甚至百萬年，人類對時(shí)間與日升日落之間的關(guān)系會(huì)產(chǎn)生困擾?！痹S雪晴分析稱。

若取消閏秒，短時(shí)間內(nèi)可以解決一些問題，長時(shí)間后也會(huì)帶來新的問題。許雪晴透露，另一個(gè)組織國際天文聯(lián)合會(huì)之前開會(huì)討論過閏秒的去留問題，最終投票結(jié)果為保留閏秒?！叭粼俅斡懻摚恢Y(jié)果如何，我們拭目以待?！?/p>

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