為什么會(huì)增加一秒?

　　一秒之差,如何形成的?對(duì)我們會(huì)帶來(lái)什么影響?中國(guó)工程院院士、中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院首席研究員告訴中國(guó)經(jīng)濟(jì)網(wǎng)記者,根據(jù)閏秒調(diào)整預(yù)報(bào),格林尼治時(shí)間2016年12月31日23時(shí)59分59秒實(shí)施一個(gè)正閏秒,即增加1秒。因?yàn)闀r(shí)區(qū)差別,我國(guó)將于北京時(shí)間2017年1月1日的7時(shí)59分59秒進(jìn)行閏秒調(diào)整,屆時(shí)將出現(xiàn)7時(shí)59分60秒的特殊現(xiàn)象。上一次“閏秒”出現(xiàn)在北京時(shí)間2015年7月1日。

　　閏秒是如何產(chǎn)生的呢?國(guó)家時(shí)間頻率計(jì)量中心研究員張愛(ài)敏介紹說(shuō),當(dāng)前,全球使用兩套時(shí)間計(jì)量系統(tǒng):一是以地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)計(jì)量的世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)即世界時(shí);二是國(guó)際原子時(shí),由全球70余個(gè)守時(shí)實(shí)驗(yàn)室提供原子鐘數(shù)據(jù),經(jīng)包括我國(guó)在內(nèi)的少數(shù)先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室研制的銫基準(zhǔn)鐘校準(zhǔn)后確定。

　　張愛(ài)敏介紹說(shuō),地球自轉(zhuǎn)速率時(shí)快時(shí)慢導(dǎo)致了世界時(shí)的秒長(zhǎng)變化,每天快慢可達(dá)千分之幾秒。國(guó)際原子時(shí)則是均勻的時(shí)間尺度,與地球的空間位置無(wú)關(guān),其秒長(zhǎng)由堿金屬銫133同位素基態(tài)在兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)間躍遷輻射的頻率來(lái)定義,精確度千萬(wàn)年不差一秒。

　　隨著時(shí)間的遷延,世界時(shí)和原子時(shí)在兩種時(shí)間尺度下的時(shí)間差越來(lái)越大。為了解決這一矛盾,協(xié)調(diào)世界時(shí)應(yīng)運(yùn)而生。國(guó)際電信聯(lián)盟于1971年頒布相關(guān)國(guó)際建議書(shū),定義協(xié)調(diào)世界時(shí)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間,規(guī)定從1972年1月1日0時(shí)起,世界時(shí)秒長(zhǎng)采用原子時(shí)秒長(zhǎng)。協(xié)調(diào)世界時(shí)與世界時(shí)的時(shí)刻之差保持在?0.9秒以?xún)?nèi),否則就用階躍1整秒的方式對(duì)協(xié)調(diào)世界時(shí)進(jìn)行調(diào)整。這個(gè)1整秒,稱(chēng)為閏秒。

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

　　一秒之差帶來(lái)哪些風(fēng)險(xiǎn)?

　　那么,閏秒現(xiàn)象會(huì)對(duì)我們的現(xiàn)實(shí)環(huán)境帶來(lái)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?！崩钐斐醺嬖V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(wú)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(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè),小至黎民百姓的日常生活,都會(huì)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(jì)算機(jī)都不能上網(wǎng);手機(jī)基站間無(wú)法同步,也將無(wú)法正常工作,我們的手機(jī)也無(wú)法通話(huà)……”李天初院士向中國(guó)經(jīng)濟(jì)網(wǎng)記者解釋到。

　　國(guó)家時(shí)間頻率計(jì)量中心副主任段宇寧介紹說(shuō),閏秒出現(xiàn)時(shí)最大的風(fēng)險(xiǎn)在于原子時(shí)標(biāo)不連續(xù),這個(gè)不連續(xù)或許我們感知不到,但是大數(shù)據(jù)時(shí)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(duì)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(chǎng),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(shuō)的,時(shí)間流就是生命流。危急時(shí)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(gè)人開(kāi)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。”段宇寧總結(jié)到。

　　能否取消“閏秒”?

　　人們面臨的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題是,閏秒不但耗費(fèi)人力物力, 而且存在諸多風(fēng)險(xiǎn)。能否取消閏秒計(jì)量呢?

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

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

　　我國(guó)具有駕馭世界時(shí)間的話(huà)語(yǔ)權(quán)

　　段宇寧表示,產(chǎn)生國(guó)際原子時(shí)的70多個(gè)實(shí)驗(yàn)室中有3個(gè)是中國(guó)實(shí)驗(yàn)室,在原子時(shí)的產(chǎn)生上都具有話(huà)語(yǔ)權(quán)。其中,國(guó)家時(shí)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(wàn)年不差1秒,被國(guó)際計(jì)量局接收為基準(zhǔn)鐘,使中國(guó)成為第8個(gè)參與駕馭國(guó)際原子時(shí)的國(guó)家,與法、德、美、英、俄等一起,正式參與國(guó)際原子時(shí)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(guó)在國(guó)際原子時(shí)合作中的話(huà)語(yǔ)權(quán),而且具備了“表決權(quán)”,改變了我國(guó)只能被動(dòng)接收國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的窘境,也為協(xié)調(diào)世界時(shí)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。