科技日報記者 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?shù)貢r間11月18日，在法國巴黎閉幕的第27屆國際計量大會上，與會代表通過一項決議，決定最遲不晚于2035年不再引入閏秒。

一秒一秒流逝的時間，將不會被不規(guī)則的閏秒打斷了？

(資料圖)

什么是閏秒

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

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

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

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

由于測量方法不同，隨著時間推移，兩個計時系統(tǒng)結(jié)果會出現(xiàn)差異，因此有了協(xié)調(diào)世界時的概念。協(xié)調(diào)世界時以國際原子時秒長為基礎，在時刻上盡量接近世界時。

時間倒回1972年，國際計量大會決定當國際原子時與世界時的時刻相差達到0.9秒時，協(xié)調(diào)世界時就增加或減少1秒，以盡量接近世界時，這個修正被稱為閏秒或者跳秒。

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

過去的半個世紀，科學家多次通過增加閏秒，來彌補地球自轉(zhuǎn)放慢所導致的與精確原子時之間的差距。

為何“容不下”閏秒

既然閏秒承擔了如此重要的角色，那為何還要取消它呢？

“協(xié)調(diào)世界時是世界各國公認的全球標準時間，當前的困擾是閏秒導致其不連續(xù)。”許雪晴解釋，這種時間的不連續(xù)會帶來一些問題，比如，互聯(lián)網(wǎng)需要連續(xù)的時間來保證信息的穩(wěn)定傳輸；金融交易依賴高精度時間系統(tǒng)，多一秒或少一秒都會帶來麻煩。

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，許雪晴認為，未來3—5年，這一趨勢還將持續(xù)。“一旦這種趨勢繼續(xù)累積，世界時-協(xié)調(diào)世界時在2026年左右有可能產(chǎn)生負閏秒。而負閏秒的首次出現(xiàn)，或?qū)⑹垢叨纫蕾嚲_時間的系統(tǒng)需要重新測試軟件。”許雪晴說。

從1972年協(xié)調(diào)世界時誕生以來，一共實施了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速率一直在“減慢”。負閏秒的出現(xiàn)，將是觀測史上無前例的，因為地球自轉(zhuǎn)速率目前正處在50年以來加快的時期。

“雖然大多數(shù)人都沒有注意到閏秒的流逝，但它們可能會給一系列需要精確、不間斷時間流動的系統(tǒng)帶來困擾。”許雪晴舉例稱，當前各大衛(wèi)星導航系統(tǒng)均需要地球定向參數(shù)作為天球和地球坐標系的轉(zhuǎn)換，世界時-協(xié)調(diào)世界時是其中的關(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，社交新聞站點Reddit一次系統(tǒng)崩潰就因閏秒而起，崩潰時長超半小時。

一些贊同取消閏秒的中國科學家們也認為，一方面，閏秒的加入是非線性的，人們總希望時間是均勻流逝的，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間刻度不均勻；另一方面，加入閏秒前后的時間可能無法同時，比如，對于不能及時獲得授時信號的，短時間自主運行的設備，如潛艇、飛機、導彈等武器裝備來講，1秒的差異將會造成很大的影響。

也有相當一部分中國科學家們反對取消閏秒。他們認為，如果沒有閏秒，協(xié)調(diào)世界時將失去計時觀天象的作用，后人也很難計算早期發(fā)生的天文現(xiàn)象與時間的關(guān)系。更重要的是，關(guān)于統(tǒng)一時間的問題。衛(wèi)星導航系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、鐵路系統(tǒng)、金融系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)、軍用時間系統(tǒng)等，在系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)授時，可以實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的時間統(tǒng)一，不會有沖突。但取消閏秒，跨越多個系統(tǒng)來統(tǒng)一時間，就必須約定規(guī)則，達成共識。

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

“由于地球自轉(zhuǎn)時快時慢，并不均勻，因此，閏秒的發(fā)生也沒有規(guī)律可循。”許雪晴認為，根據(jù)當前的狀態(tài)推算，大約數(shù)千年以后，世界時與國際原子時之間的差距會達到1小時。

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

若取消閏秒，短時間內(nèi)可以解決一些問題，長時間后也會帶來新的問題。許雪晴透露，另一個組織國際天文聯(lián)合會之前開會討論過閏秒的去留問題，最終投票結(jié)果為保留閏秒。“若再次討論，不知結(jié)果如何，我們拭目以待。”

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