见证历史! 全球取消闰秒,23时59分60秒成为过去,2027年正式退场

很长一段时间里,人类判断时间,主要依靠太阳的升起和落下。

地球自转一圈,人们将其划分为一天,再分成24小时、1440分钟和86400秒。这样的计时方式简单直观,也陪伴人类走过了漫长岁月。

然而,科学家逐渐发现,地球并不是一台精准运转的机械钟。

中国古代计时工具日晷

潮汐摩擦、大气运动、海洋变化以及地球内部的物质运动,都会影响地球自转速度。从长期趋势看,地球自转整体上有逐渐减慢的趋势,但在某些年份和时段,也可能出现短暂加快。

这意味着,地球转完一圈所对应的时间,并不总是恰好等于86400个标准秒。

与此同时,现代科学找到了更加稳定的计时依据——原子。

原子钟

1967年,国际计量领域采用铯133原子的特定跃迁来定义秒。9192631770个相应辐射周期,被规定为一秒。

从此,人类可以利用原子建立稳定的时间标准,不必完全依赖地球自转。

可新的问题也随之出现:原子钟追求均匀,地球自转却并不均匀,两套时间标准逐渐产生差距,该怎么办?

最早的原子钟

1972年,闰秒制度正式实施。它的目的,就是在必要时调整协调世界时,让原子计时与地球自转保持在规定范围内。

1972年6月30日,人类第一次在协调世界时中加入闰秒。此后,全球共实施了27次正闰秒,最近一次发生在2016年12月31日。

所谓正闰秒,就是在特定时刻额外增加一秒。于是,平常的23时59分59秒之后,不会立即进入第二天的零点,而是先出现23时59分60秒,随后才进入00时00分00秒。

50亿年不会走偏的铯原子钟

原本只有60秒的一分钟,就这样变成了61秒。

这项安排看似奇怪,却有明确的历史作用。它让原子钟提供稳定计时的同时,也尽可能维持公共时间与地球自转之间的联系。

不过,制定这套制度时,人们很难预料,几十年后全球会有多少设备需要同步运行。

过去,一秒钟的调整主要是计量领域的问题。如今,它已经涉及数据中心、金融交易、卫星导航和通信网络。

时代变化了,原来的解决办法也开始面临新的考验。

对于普通人来说,闰秒几乎不会影响生活。手机会自动校时,手表照常走动,多出一秒通常也不会引起注意。

但对计算机而言,情况并没有这么简单。许多程序需要依靠时间戳判断事情发生的先后,计算任务耗时,安排数据处理顺序。如果系统没有正确处理闰秒,就可能出现异常。

2017年元旦前后,美国云服务企业Cloudflare曾公布与闰秒相关的技术故障。其部分DNS软件在计算时间差时出现异常,产生了负值,导致部分域名解析受到影响。

这件事说明,计算机程序并不会像人一样,自然理解时间为什么突然出现特殊变化。

有些代码默认时间差不会为负数,有些系统则需要专门处理重复或跳变的时间戳。一旦相关逻辑考虑不周,异常数据就可能影响后续运行。

而现代社会的数字系统往往不是孤立工作的。

一家互联网企业的业务,可能由分布在不同国家和地区的服务器共同完成。金融交易需要准确记录时间,通信网络需要协调设备运行,科研活动也需要比较不同地点的观测数据。

如果不同系统采用的闰秒处理方式不一致,协调工作就会变得复杂。一些技术企业为此采用平滑处理,把一秒的调整分摊到更长的时间段内,以减少突然变化带来的影响。

然而,不同系统之间仍然需要做好协调。闰秒原本是为了让时间保持一致,如今却给部分数字系统增加了额外的维护成本。

这正是计量领域重新审视闰秒的重要原因。如果增加一秒已经需要技术系统特别处理,那么减少一秒会怎样?

按照原有规则,当地球自转与原子时间之间的差距朝相反方向发展时,理论上也可能需要实施负闰秒。

届时,时间可能从23时59分58秒直接进入第二天的00时00分00秒,中间的23时59分59秒将被跳过。

截至目前,人类实际实施过的闰秒全部是正闰秒,负闰秒从未真正执行过。这就带来了新的难题:如果未来需要减少一秒,全球大量关键系统能否在同一时刻正确处理?

没有实际运行经验,并不代表一定会发生故障,但意味着相关风险必须提前评估。

2022年,国际计量领域通过相关决议,决定放宽协调世界时与地球自转时间之间允许存在的差值,并推动在2035年前后完成相应安排。

这项改革并不是否认地球自转的重要性,而是改变两套时间之间的协调方式。

原本,协调世界时与地球自转时间的差值需要保持在正负0.9秒以内。未来,允许的差值范围将扩大到3600秒,也就是一小时。

这并不意味着全球钟表会突然快一个小时,更不意味着人们每天都要面对一小时的误差。改变的是两套时间之间的约束规则,而不是日常生活突然多出或少掉一个小时。

那么,取消闰秒以后,我们的钟表会不会越来越不准?

答案是:要看采用什么标准衡量。按照原子秒运行的协调世界时,仍然可以保持稳定。变化的是,它与地球自转之间的差距未来可能逐步扩大。

对于日常生活而言,人们使用统一的公共时间安排工作、交通和通信,远比每块钟表都紧贴当地太阳的位置更加方便。

对于天文观测等专业领域,地球自转时间仍然十分重要。相关机构可以提供必要的地球自转数据,供专业用户进行换算。

换句话说,取消闰秒,并不是人类不再关心地球转到了哪里,而是不再频繁通过调整公共时间来追赶地球自转。

从1972年第一次加入闰秒,到今天重新审视这项制度,人类用了半个多世纪,才逐渐看清一秒钟在现代社会中的分量。

过去,人类希望钟表紧跟地球的脚步。如今,全球数字系统更需要连续、稳定、统一的时间标准。

这场变革没有轰轰烈烈的场面,也没有普通人能够直接感受到的巨大变化,却关系着现代社会每天都在使用的计时体系。

一秒钟很短,短到人们往往察觉不到;一秒钟也很重要,重要到全球计量专家必须重新思考时间的规则。

闰秒的时代即将落幕,但人类对准确与秩序的追求不会停止。真正值得记住的,不是那多出来的一秒,而是人类如何随着时代发展,不断修正自己的认知,让过去的规则更好地服务未来。


(科技责编:李主编 )