闰秒事件 揭秘闰秒由来：源自地球自转变慢 一到两年调整一次

2015年1月18日，经常听说闰月闰年，闰秒却很少听说闰秒是什么。科学的时间测量系统有两种:“世界时间”是以天文测量地球自转为基础的，“原子时间”是由原子振荡周期决定的。“世界时间”会因为地球自转的不稳定性带来时差，而“原子时间”是相对恒定的。一般来说，这两个时间尺度的速率差在一到两年内会有一秒左右。1971年，国际计量会议通过了一项决议，使用协调世界时来测量时间。当“协调世界时”和“世界时”相差超过0.9秒时，由国际地球自转服务组织负责将“协调世界时”向前或向后设置1秒，称为闰秒。

有人认为只有一秒钟，谁会在意？事实上，仅仅一秒钟对人类来说意义重大。如果“全球大罢工”——闰秒不进行国际调整，根据以往记录的偏差结果，预计人类使用的时间在几千年后将与自然时间相差一小时。那时，人们几千年来习惯的烈日，已经不是中午12点，而是下午1点。如果让这个误差累积，从量变到质变，某一天，所有的日子都可能变成昨天。

很多人不明白闰秒是怎么多得了这一秒的。中国科学院国家时间服务中心副主任窦忠告诉记者，闰秒应该从人们对时间的判断开始。

自古以来，地球上的人类每天都以太阳东升西落来计算时间。也就是说，以太阳为参考点的地球自转周期被视为人们生产生活的时间判断标准，称为“世界时”。19世纪和19世纪之前没有发现问题。然而，随着科学技术的进步和人们对时间准确度要求的提高，“世界时”的时间测量系统逐渐不能完全满足需要。

20世纪20年代，天文学家发现地球自转是周期性变化的，这是由于地球上季节性的气流和洋流，导致地球自转春季变慢，秋季变快。此外，还发现地球自转长期变慢，是由于太阳和月球的潮汐力效应产生摩擦力，产生的热量散失，消耗了地球自转的动能，使其自转变慢。

因为“世界时”是以地球自转为基础的，所以一秒的长度取决于一天的长度，也就是地球自转周期。如果地球自转周期是稳定的，并且严格的每天自转一周，那么测量时间的世界时单位1秒是固定的。但由于自转周期的不稳定性，“世界时”并不准确，就像拿尺子测量长度一样。如果尺子稳定，那么

地球自转变慢，导致白天越来越长。目前的天文观测和古生物化石研究证实了这一点。天文学家发现，大约100年后，地球每天会增加1.8毫秒，而这1.8毫秒仍然是一个加速度，随着时间的推移会相当可观。

随着时代的发展，传统的基于地球自转周期的授时方式越来越难以满足人们的需求，尤其是在航空空航天、无线通信等对时间精度要求极高的领域。

在这种背景下，1948年，英国制造了世界上第一个“原子钟”，随后美国、加拿大等国家也研制出了原子钟。1秒定义为取微观世界铯原子两个超精细能级之间的跃迁频率9192631770。因为原子的内部振荡不受外界环境影响，所以非常稳定准确。在这样一个固定的秒中测量的时间的精确度不超过每天十分之一秒。

1967年，第十三届国际度量衡大会定义并引入原子时制，以1958年1月1日0: 00为“原子时”的计时起点，与“世界时”重合。由于上述原因，精确的“原子时间”和基于地球自转周期的标准“世界时间”逐渐不同步，差异逐渐增大。从1958年开始，两者之间就出现了36秒的“时钟差”。

原子时的精度是每天百万分之一秒，而世界时的精度是每天千分之几秒。在这种情况下，1972年出现了一种折衷的时间尺度，称为协调世界时。协调世界时以原子时的频率标准为基础，在时间上尽可能接近世界时，代表国际原子时和世界时两种时标的组合。

为了保证协调世界时和世界时的差值不超过0.9秒，必要时会给协调世界时加上正负一整秒。这个技术措施叫闰秒，从1972年开始每隔一到两年调整一次。闰秒是否加入由国际地球自转服务组织决定，在公历每年的6月或12月最后一天的最后一分钟跳或不跳。也就是说，每年这两分钟不等于60秒，而是在60秒内上下变化。如果是闰秒，则在第二天00:00:00之前加上这一秒。当你决定加入正闰秒时，当天23:59:59的下一秒记录为23:59:60，然后第二天00:00。如果是负闰秒，那么23:59:58的下一秒就是第二天00:00:00。

目前所有闰秒都采用正闰秒法。这是因为地球自转越来越慢，导致“世界时”秒越来越长。只能给“协调世界时”增加一秒。至于为什么地球自转越来越慢，科学家们分析说，最大的力可能来自潮汐的摩擦。

窦忠告诉记者，2006年，“闰秒”在国际上实施。由于“北京时间”比“协调世界时”早8小时，中国调整闰秒的时间是在2006年1月1日上午。当时我国的时钟是这样把7: 59: 59，7: 59: 60，8: 00调回来的，但正常情况下是直接把时间从7: 59: 59调至8: 00。国家授时中心通过时频广播监控站的时间码程序控制器调整1秒，授时中心所有收到时间码信息的用户都以这种方式接收授时系统发布的调整信息。

闰秒是在2009年1月1日和2012年7月1日上午7点和8点交界处人为添加的。同样的操作会在今年7月1日同时进行，但是系统已经提前调试好了，到时候系统会自动调整，不需要人为参与。

对于普通人来说，手机时间来自通信基站，可以自动调整。一般手表需要根据电视台、电台手动调整，电台手表可以自动调整。大多数电脑需要手动调整。如果电脑安装了定时软件，可以自动校准。需要精确报时的单位配有接收国家标准时间信号的装置，还将实现自动调整。GPS、中国北斗导航等导航系统不会被闰秒调整。

窦忠说，航天发射对时间精度要求很高。发射基地的时间系统与国家时间基本同步，闰秒会自动调整。天宫一号、神舟十号等天空中的卫星、飞船上的时间是由地面控制的。经过时间对比，天上的时间和人间的时间会是一样的。

时间作为系统的内部参数，尽可能要求连续性。闰秒的出现只能弥补和纠正，但客观上导致了时间的中断。另外闰秒的出现也没有规律可循。有时候三五年跳一秒，有时候六七年跳一秒，有时候给人一种迷茫的感觉。如果卫星导航、供电、电子通信等领域忽略了那一秒，或者没有及时在不同时区添加闰秒，就可能造成程序系统问题。

事实上，围绕闰秒存在一些国际争议，以美国为代表的“实用主义”提出了废除闰秒的建议。他们认为，既然原子时间足够精确，为什么不干脆抛弃由地球和太阳组成的“自然时钟”，在军事、商业、科学测绘等各个领域完全采用原子，毕竟一劳永逸；以英国为代表的怀旧派坚决“捍卫”闰秒存在的必要性，声称“过于精确”的原子时也会带来问题，因为人类早就习惯了以“太阳为中心”作为中午的标准。但如果用原子钟来计时，几年后人们会发现“太阳为中心”不再是事实。

根据国际计量局的计算，如果没有闰秒，大约5000年后原子时间将落后世界一小时。在更遥远的未来，原子时间意义上的中午，对应的场景是满天的星星。这样一来，在很多历史记载中，“某年某月某日某时发生的一件事”就很难被后人理解，因为“某时”对应的是当时完全不同的场景。有人这样描述原子。“作为科技进步的产物，当原子被完全采用时，就意味着人们可以完全摆脱地球自转和日月更替，在前进的道路上独自奔跑。”

自1999年以来，关于闰秒是去留的争论一直在继续。在2012年1月的国际电联无线通信全体会议上，决定将最终决定推迟到2015年，即今年。

一些科学家还提出了一个折中方案，用“闰秒”或“闰秒”来代替闰秒。如果采用跳跃点，每100年调整一次；闰秒，五千多年调整一次，比起闰秒需要几年调整一次，至少不会太麻烦。窦忠说，1972年召开的国际计量大会决定，在“世界时间”和“原子时间”的时差超过0.9秒时，开始设定“闰秒”，这种做法已经做了很多年。如果有一天调整这个规定，比如改成“闰时间”或者“闰时间”，也不是没有可能。