為什么會增加一秒?

　　一秒之差,如何形成的?對我們會帶來什么影響?中國工程院院士、中國計量科學(xué)研究院首席研究員告訴中國經(jīng)濟(jì)網(wǎng)記者,根據(jù)閏秒調(diào)整預(yù)報,格林尼治時間2016年12月31日23時59分59秒實施一個正閏秒,即增加1秒。因為時區(qū)差別,我國將于北京時間2017年1月1日的7時59分59秒進(jìn)行閏秒調(diào)整,屆時將出現(xiàn)7時59分60秒的特殊現(xiàn)象。上一次“閏秒”出現(xiàn)在北京時間2015年7月1日。

　　閏秒是如何產(chǎn)生的呢?國家時間頻率計量中心研究員張愛敏介紹說,當(dāng)前,全球使用兩套時間計量系統(tǒng):一是以地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動計量的世界標(biāo)準(zhǔn)時即世界時;二是國際原子時,由全球70余個守時實驗室提供原子鐘數(shù)據(jù),經(jīng)包括我國在內(nèi)的少數(shù)先進(jìn)實驗室研制的銫基準(zhǔn)鐘校準(zhǔn)后確定。

　　張愛敏介紹說,地球自轉(zhuǎn)速率時快時慢導(dǎo)致了世界時的秒長變化,每天快慢可達(dá)千分之幾秒。國際原子時則是均勻的時間尺度,與地球的空間位置無關(guān),其秒長由堿金屬銫133同位素基態(tài)在兩個超精細(xì)能級間躍遷輻射的頻率來定義,精確度千萬年不差一秒。

　　隨著時間的遷延,世界時和原子時在兩種時間尺度下的時間差越來越大。為了解決這一矛盾,協(xié)調(diào)世界時應(yīng)運(yùn)而生。國際電信聯(lián)盟于1971年頒布相關(guān)國際建議書,定義協(xié)調(diào)世界時為國際標(biāo)準(zhǔn)時間,規(guī)定從1972年1月1日0時起,世界時秒長采用原子時秒長。協(xié)調(diào)世界時與世界時的時刻之差保持在?0.9秒以內(nèi),否則就用階躍1整秒的方式對協(xié)調(diào)世界時進(jìn)行調(diào)整。這個1整秒,稱為閏秒。

　　1972年1月,協(xié)調(diào)世界時正式成為國際標(biāo)準(zhǔn)時間,代表了國際原子時和世界時兩種時間尺度的結(jié)合,已經(jīng)成為當(dāng)今世界各國時間服務(wù)的基礎(chǔ)。

　　一秒之差帶來哪些風(fēng)險?

　　那么,閏秒現(xiàn)象會對我們的現(xiàn)實環(huán)境帶來哪些影響?“許多重要領(lǐng)域,如衛(wèi)星導(dǎo)航、通訊、電力、交通、金融等的安全運(yùn)行都要將受到影響。”李天初告訴記者。

　　李天初院士指出,在眾多領(lǐng)域,特別是新近發(fā)展的許多現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中,閏秒反而顯示了負(fù)面作用。比如,飛船1秒鐘要飛行將近8公里, 如果無規(guī)律的差了1秒, 可能造成飛船偏離原定軌道, 安全受到威脅。

　　“大到科學(xué)研究和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè),小至黎民百姓的日常生活,都會受到影響,比如,高速寬帶通訊網(wǎng)絡(luò)將處于癱瘓,所有的計算機(jī)都不能上網(wǎng);手機(jī)基站間無法同步,也將無法正常工作,我們的手機(jī)也無法通話……”李天初院士向中國經(jīng)濟(jì)網(wǎng)記者解釋到。

　　國家時間頻率計量中心副主任段宇寧介紹說,閏秒出現(xiàn)時最大的風(fēng)險在于原子時標(biāo)不連續(xù),這個不連續(xù)或許我們感知不到,但是大數(shù)據(jù)時代,一秒之差帶給百姓危害也是巨大的。比如金融系統(tǒng),大量的交易數(shù)據(jù)擁擠在信息高速路端,一秒之差不僅影響世界貿(mào)易的正常進(jìn)行。對我們?nèi)粘Ｉ钭畹挠绊懸埠苊黠@, “雙十一”貿(mào)易數(shù)字在一秒鐘的變化令人驚嘆;再比如,在股票交易市場,一秒之差,有人可以“秒”進(jìn)斗金,而有人可以被“秒”殺以致傾家蕩產(chǎn)。

　　“正如人們所說的,時間流就是生命流。危急時刻,一秒鐘決定人的生死;一秒鐘可以決定導(dǎo)航系統(tǒng)的精確與否,決定一個人開始是否迷失方向;一秒鐘決定你乘坐的高鐵是否精準(zhǔn)安全運(yùn)行等等?！倍斡顚幙偨Y(jié)到。

　　能否取消“閏秒”?

　　人們面臨的一個現(xiàn)實問題是,閏秒不但耗費(fèi)人力物力, 而且存在諸多風(fēng)險。能否取消閏秒計量呢?

　　專家們介紹,取消了閏秒的協(xié)調(diào)世界時(UTC)將回歸成為一個連續(xù)的原子時標(biāo),與以美國的GPS 和中國的北斗系統(tǒng)為代表的原本就不閏秒的高準(zhǔn)確時間頻率應(yīng)用相一致,從而促成全世界使用一個統(tǒng)一的時標(biāo)體系。

　　在國際上, 國際計量組織在2007 年已經(jīng)同意取消閏秒,國際電信聯(lián)盟將在2015 年就取消閏秒進(jìn)行表決,但并沒有通過。未來,一旦決定取消閏秒,可能會有一個5 年的緩沖期,屆時,我們最多可能再經(jīng)歷5 次閏秒了。 

　　我國具有駕馭世界時間的話語權(quán)

　　段宇寧表示,產(chǎn)生國際原子時的70多個實驗室中有3個是中國實驗室,在原子時的產(chǎn)生上都具有話語權(quán)。其中,國家時間頻率中心于2014年自主研發(fā)的“激光冷卻-銫原子噴泉鐘”準(zhǔn)確度達(dá)到1.5*10^-15,即2000萬年不差1秒,被國際計量局接收為基準(zhǔn)鐘,使中國成為第8個參與駕馭國際原子時的國家,與法、德、美、英、俄等一起,正式參與國際原子時的校準(zhǔn)工作。

　　“激光冷卻-銫原子噴泉鐘”的運(yùn)行使用不但保證了中國在國際原子時合作中的話語權(quán),而且具備了“表決權(quán)”,改變了我國只能被動接收國際標(biāo)準(zhǔn)時間的窘境,也為協(xié)調(diào)世界時的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。