这“1秒”,再也无法忍受?

闰秒将在2035年取消

齐鲁晚报     2022年11月25日
  记者 于梅君
  负责协调世界时的国际计量局表示,科学家和政府代表11月18日在法国举行的一次会议上投票决定,到2035年取消闰秒。1秒钟,对老百姓的生活来说,就是滴答一声,不会有太多影响。但对有些需要精确到秒的行业,却足以“1秒定乾坤”!那么,什么是闰秒?废除闰秒是否可行?

闰秒: 两种计时系统 的无奈“折中”
  大家对闰月、闰年都不陌生,但这个“闰秒”是怎么回事?中国科学院国家授时中心研究员董绍武介绍,简单来说,“闰秒”是地球自转速度时快时慢导致的。
  目前全球有“世界时”和“原子时”两个时间系统。前者以地球自转周期的天文观测为基准,后者则以稳定的原子振荡周期来确定秒的长度。
  原子时起点在1958年的1月1日0点0分0秒,随着时间迁延,由于地球自转速度不均匀,“原子时”和“世界时”两种时间尺度的差距越来越大。为了协调,全球采用的国际标准时间,是“世界时”和“原子时”的结合,即“协调世界时”。
  “协调世界时”以“原子时”秒长为基础,在时刻上尽量接近“世界时”。1972年的国际计量大会决定,当“原子时”与“世界时”的时刻相差达到±0.9秒时,“协调世界时”就增加或减少1秒,这个1秒的调整就被称为“闰秒”。“闰秒其实是一种无可奈何的‘折中’。”董绍武说。
  所以,闰秒实际上是为适应地球自转的脚步,而对“国际原子时”的人为增减。闰秒通常每1-2年出现一次,一般加在公历年末或公历六月末。
  自1972年“协调世界时”正式使用至今,全球已实施了27次正闰秒调整,最近一次的闰秒调整,是格林尼治时间2016年12月31日。
  地球自转一圈的标准时间为24小时,这是人类计时的基础之一,但实际上,地球自转的速度会频繁出现偏差。
  总体而言,地球自转速度是不断变慢的,所以从1972年实施闰秒制度以来,全球已经进行了27次调整,每次都是增加一秒的“正闰秒”。
  但近期,地球自转速度出现了加快现象:2022年6月29日,地球自转用时少了1.59毫秒,创下了有记录以来最短的一天;7月26日,地球自转又少了1.5毫秒。因此全球的计时组织正在讨论是否需要删除一秒,即实施“负闰秒”。
  当添加正闰秒时,举例而言,计时系统会在23时59分59秒后,再额外显示一个23时59分60秒的奇特时间,然后才跳到0点。当实施负闰秒时,计时系统则会从23时59分58秒直接跳到0点。

这1秒 成为不能承受之重
  对多数人来说,时钟“滴答”一声并无影响,而对有些精确到秒的行业,却足以“1秒定乾坤”!
  对闰秒最敏感的莫过于计算机相关领域。计算机系统和程序按每分钟60秒设定,当闰秒发生时,计算机或服务器系统会因无法识别“两个连续的相同秒数”而显得“无所适从”:中央处理器可能因系统的不断询问而“死机”,电子邮件可能迷失“方向”,重要数据可能丢失……
  在万物联网时代,很多领域的系统都是以计算机网络为基础传输平台,实施闰秒带来的影响会延伸至航空、通信、金融及其他需要精准对时的领域。
  2015年实施闰秒时,全球约2000个计算机网络突然短暂中断;旗下拥有纽约证券交易所等机构的美国洲际交易所被迫中止交易达61分钟。而在此前一次出现闰秒的2012年,Linux操作系统和Java应用平台等都未能幸免;澳大利亚航空公司的计算机系统“死机”数小时,被迫人工检查乘客登机;全球数十家航空公司使用的“阿马迪厄斯”预订系统出现故障……
  上世纪九十年代末,由于许多数据库记录年份时,只采用了最后两位数,因此年份从1999年变为2000年,造成了一系列混乱,这就是计算机历史上有名的“千年虫”危机。
  针对闰秒问题,谷歌采取“闰秒弥补”技术,即每次更新时增加几毫秒,最终增加至1秒,以保证服务器正常运行,但某些部分仍然难逃“闰秒故障”。
  于是,闰的那1秒,就成了服务器不能“承受”之重。“只要下一个闰秒还会出现,‘大厂’们就不得不继续面临闰秒带来的影响,花费精力去消除它。”
  由于闰秒的出现没有固定规律,对应的时间调整,无法从一开始就写在程序里,很多科技公司此前就呼吁取消闰秒。另外,由于此前的闰秒都是增加一秒,人类社会还没经历过减少一秒的调整。
  “对于负闰秒的影响,从来没进行过大规模测验,它可能会对依赖计时系统的软件造成灾难性影响。”脸书母公司Meta 的两名工程师发文称:“闰秒是一种弊大于利的冒险做法,我们认为,现在是时候引入新技术来取代它了。”谷歌、微软和亚马逊等科技公司纷纷表示赞同。
2035年前 将停止使用闰秒
  在法国巴黎闭幕的第27届国际计量大会上,与会代表通过一项决议,决定最迟不晚于2035年取消闰秒。
  国际计量局在谈到此举的理由时说,引入闰秒会造成不连续,有可能导致关键数字基础设施的严重故障,包括卫星导航系统、电信和能源传输。2035年前取消闰秒这项“历史性决定”,将允许“秒数连续流动,而不会出现目前由不规则闰秒造成的不连续性。”
  根据决议,闰秒将暂时继续正常添加。但到2035年,“世界时”和“原子时”之间的差异,将被允许增长到大于一秒的值。各方代表将举行谈判,以在2035年之前,确定这个值及其处理方式。
  解决这个问题的一个可能方法,是让“世界时”和“国际原子时”之间的差异增加到一分钟。很难准确说出这可能需要多长时间,但专家估计在50年到100年之间。
  还有科学家对消解闰秒造成的麻烦提出解决建议,这就是谷歌率先提出的“闰秒弥补”的做法,也就是在比较长的时间段(Meta采用了17个小时),以每次几毫秒的进度,将闰秒消化掉,从而显著减少对系统的干扰。这一做法目前在科技企业中比较流行。
废除闰秒 不能一蹴而就
  面对“大厂”苦闰秒久矣的现状,全球“废除闰秒”的呼声越来越高。有专家认为,虽然闰秒有“副作用”,但将其取消也有“副作用”。
  中国科学院国家授时中心研究员董绍武表示,尽管“原子时”的时间尺度更为均匀,但“世界时”仍有存在的必要性。董绍武介绍,“原子时”与地球的空间位置不关联,而利用地球自转测量的“世界时”,却能对照太阳在空间中的位置,人们日常生活、天文观测、大地测量和空间活动都需要它,所以这两套系统应该说都不能偏废。
  有科学家做过测算,如果取消闰秒,那么大约50年后,我们使用的时间,将与“世界时”相差约1分钟,300年后相差10分钟,900年后相差可达1小时。如果作息时间不变,将来总有一天,人们会“披星戴月”去上班、上学。
  “闰秒是目前唯一把世界时、原子时联系起来的有效手段,如果没有闰秒,就意味着时间与地球自转、太阳位置不关联,甚至意味着将不能通过现有的国际标准时间体系获得‘世界时’的信息。”董绍武表示,时间隶属天文学,且时间从古到今是由天文台确定的,无法想象时间和天文学割裂。
  此外,也有人提出,闰1秒太麻烦,可以闰1分钟、半小时、1小时。对此,董绍武表示,一些自动化通信设备通常以秒为基本单位,直接闰1小时,带来的麻烦可能会更多。
  对于如何处理“世界时”与“原子时”之间的差异,他认为,需要进行充分的科学论证,科学论证是个很严谨的过程,不是一蹴而就的。
  值得注意的是,当前全球还没有一个解决闰秒问题的统一方案,但已有许多组织在研究。国际计量局为调整留有余地,他们建议制定一项政策,在某个尚未明确的时间间隙调整时钟。据悉,2023年世界无线电通信大会将进一步讨论闰秒的未来。



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