每經(jīng)記者 李孟林    每經(jīng)編輯 蘭素英    

我們都知道閏年，可是你知道秒也能“閏”么？

地球自轉(zhuǎn)一圈的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間為24小時(shí)，這是人類計(jì)時(shí)的基礎(chǔ)之一，但實(shí)際上地球自轉(zhuǎn)的速度會(huì)頻繁出現(xiàn)偏差。據(jù)計(jì)時(shí)專業(yè)網(wǎng)站TimeAndDate.com報(bào)道，2022年6月29日，地球自轉(zhuǎn)用時(shí)少了1.59毫秒，創(chuàng)下有記錄以來(lái)最短的一天。

1毫秒是千分之一秒，雖然看起來(lái)微不足道，但長(zhǎng)期的積累會(huì)使國(guó)際普遍采用的時(shí)間系統(tǒng)與超級(jí)精準(zhǔn)的“原子時(shí)”出現(xiàn)較大差異。因此，國(guó)際地球自轉(zhuǎn)服務(wù)組織（IERS）負(fù)責(zé)每隔一段時(shí)間就會(huì)將世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間調(diào)快或撥慢一秒鐘的時(shí)間，這就是閏秒。

這一秒，我們?cè)谌粘Ｉ顜缀蹼y以覺(jué)察到，但對(duì)于需要精準(zhǔn)計(jì)時(shí)的計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，卻會(huì)帶來(lái)一些麻煩。上個(gè)世紀(jì)九十年代末，由于許多數(shù)據(jù)庫(kù)記錄年份時(shí)只采用了最后兩位數(shù)，因此年份從1999年變?yōu)?000年就造成了一系列混亂，這就是計(jì)算機(jī)歷史上最有名的“千年蟲(chóng)”危機(jī)。

7月末，F(xiàn)acebook母公司Meta（META，股價(jià)160.19美元，市值4305.18億美元）的工程師專門(mén)寫(xiě)了一篇博客，呼吁取消閏秒制度，直言其弊大于利，谷歌（GOOGL，股價(jià)115.13美元，市值1.5萬(wàn)億美元）、微軟（MSFT，股價(jià)274.82美元，市值2.05萬(wàn)億美元）和亞馬遜（AMZN，股價(jià)134.16美元，市值1.37萬(wàn)億美元）等科技巨頭紛紛表示贊同。官方機(jī)構(gòu)如美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）與負(fù)責(zé)維護(hù)米制公約的國(guó)際計(jì)量局（BIPM）也表達(dá)了支持態(tài)度。取消閏秒的呼聲正越來(lái)越強(qiáng)。

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為何要閏秒？

科學(xué)上有兩種測(cè)量時(shí)間的方式：一種是基于地球自轉(zhuǎn)的天文測(cè)量而得出的“世界時(shí)”，一種是以原子振蕩周期確定的“原子時(shí)”。由于地球自轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定性，世界時(shí)和原子時(shí)會(huì)出現(xiàn)差異，一至二年會(huì)差大約1秒時(shí)間。

為了解決這種差異，1971年國(guó)際計(jì)量大會(huì)通過(guò)決議，決定采取一種折中的“協(xié)調(diào)世界時(shí)”（UTC）來(lái)計(jì)時(shí)。這一系統(tǒng)以國(guó)際原子時(shí)為基礎(chǔ)，并通過(guò)不規(guī)則地加入閏秒來(lái)抵消地球自轉(zhuǎn)速度變化的影響，以保證世界時(shí)與原子時(shí)相差不超過(guò)0.9秒。

地球自轉(zhuǎn)速度變化的原因仍然是個(gè)謎?？茖W(xué)家們提出了幾種假說(shuō)：冰川融化導(dǎo)致地球兩極的重量減輕；地球內(nèi)核的運(yùn)動(dòng)；地震活動(dòng)；地球自轉(zhuǎn)軸相對(duì)于地球表面的小幅度運(yùn)動(dòng)，即“錢德勒擺動(dòng)”。

總體而言，地球的自轉(zhuǎn)速度是不斷變慢的，所以從1972年實(shí)施閏秒制度以來(lái)，全球已經(jīng)進(jìn)行了27次調(diào)整，每次都是增加一秒的“正閏秒”。

但近期，地球自轉(zhuǎn)速度出現(xiàn)了加快的現(xiàn)象：2022年6月29日，地球自轉(zhuǎn)用時(shí)少了1.59毫秒，創(chuàng)下了有記錄以來(lái)最短的一天；7月26日，地球自轉(zhuǎn)又少了1.5毫秒。因此全球的計(jì)時(shí)組織正在討論是否需要?jiǎng)h除一秒，即實(shí)施“負(fù)閏秒”。

當(dāng)添加閏秒時(shí)，舉例而言，計(jì)時(shí)系統(tǒng)會(huì)在23時(shí)59分59秒后，再額外顯示一個(gè)23時(shí)59分60秒的奇特時(shí)間，然后才跳到0點(diǎn)。當(dāng)實(shí)施負(fù)閏秒時(shí)，計(jì)時(shí)系統(tǒng)則會(huì)從23時(shí)59分58秒直接跳到0點(diǎn)。

對(duì)于使用以UTC為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議（NTP）的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)而言，上述調(diào)整會(huì)帶來(lái)一些困擾。2012年實(shí)施閏秒時(shí)，網(wǎng)絡(luò)論壇Reddit、職業(yè)社交網(wǎng)站LinkedIn，餐館點(diǎn)評(píng)網(wǎng)站Yelp等網(wǎng)站曾經(jīng)歷過(guò)大規(guī)模的癱瘓。2017年，閏秒又造成云平臺(tái)公司Cloudflare的計(jì)算機(jī)誤認(rèn)為時(shí)間倒退了，導(dǎo)致部分客戶被切斷服務(wù)。

Linux操作系統(tǒng)的發(fā)明人Linus Torvalds曾表示，“幾乎每一次實(shí)施閏秒，我們都會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。這真的很討厭，因?yàn)樗呛艿湫偷哪欠N從來(lái)沒(méi)有運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)的代碼，因此在正常情況下從來(lái)沒(méi)有用戶測(cè)試過(guò)。”

Meta等科技巨頭呼吁取消閏秒

科技界對(duì)閏秒的排斥日益增加，F(xiàn)acebook母公司Meta的兩名工程師在7月27日撰寫(xiě)博客文章，呼吁取消閏秒制度。

據(jù)科技媒體cnet.com報(bào)道，谷歌、微軟和亞馬遜三大科技巨頭支持Meta的建議，而美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)和國(guó)際計(jì)量局（BIPM）這樣的官方機(jī)構(gòu)也表達(dá)了支持態(tài)度。由于最終是政府機(jī)構(gòu)來(lái)決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)，因此這兩家機(jī)構(gòu)的表態(tài)意義尤為重要。

“實(shí)施新的閏秒是一件有風(fēng)險(xiǎn)的事情，弊大于利，我們認(rèn)為是時(shí)候用新的技術(shù)來(lái)取代閏秒了，”撰文的Oleg Obleukhov和Ahmad Byagowi表示。

他們認(rèn)為，閏秒制度的主要受益者是科學(xué)家和天文學(xué)家，因?yàn)樗麄円訳TC為基礎(chǔ)來(lái)觀測(cè)天體。假如沒(méi)有閏秒來(lái)修正UTC，那么很多天文觀測(cè)設(shè)備和軟件都需要進(jìn)行調(diào)試，才能繼續(xù)和UTC保持一致。

此外，由于此前的閏秒都是增加一秒，人類社會(huì)還沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)減少一秒的調(diào)整。“對(duì)于負(fù)閏秒的影響，還從來(lái)沒(méi)有進(jìn)行過(guò)大規(guī)模測(cè)驗(yàn)，它可能會(huì)對(duì)依賴計(jì)時(shí)系統(tǒng)的軟件造成災(zāi)難性的影響。”上述兩位工程師表示。

Ahmad Byagowi對(duì)cnet.com表示，“我們預(yù)測(cè)，如果我們只堅(jiān)持使用國(guó)際原子時(shí)而不遵守閏秒制度，那么至少可以堅(jiān)持2000年不出問(wèn)題。也許到那時(shí)（2000年后），我們才需要考慮修正時(shí)間的問(wèn)題。”

不過(guò)兩人還是對(duì)消解閏秒造成的麻煩提出了解決建議，這就是谷歌率先提出的 “閏秒彌補(bǔ)”（leap smear）的做法，也就是在比較長(zhǎng)的時(shí)間段（Meta采用了17個(gè)小時(shí)）里以每次幾毫秒的進(jìn)度將閏秒消化掉，從而顯著減少對(duì)系統(tǒng)的干擾。這一做法目前在科技企業(yè)中比較流行。

值得注意的是，當(dāng)前全球還沒(méi)有一個(gè)解決閏秒問(wèn)題的統(tǒng)一方案，但已經(jīng)有許多組織都在研究有關(guān)閏秒的問(wèn)題。國(guó)際電信聯(lián)盟已經(jīng)在2015年委托編寫(xiě)關(guān)于閏秒問(wèn)題的報(bào)告，報(bào)告預(yù)計(jì)將在2023年發(fā)布。

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