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闰秒是怎么计算出来的?来源:中国科学报近日，谷歌、微软、Meta 和亚马逊呼吁废除闰秒，已得到美国国家标准与技术研究院和国际计量局赞同国际电信联盟决定，将于2023年世界无线电通信大会上再次对闰秒存废议题进行研究表决，下面我们就来说一说关于闰秒是怎么计算出来的?我们一起去了解并探讨一下这个问题吧!
闰秒是怎么计算出来的
来源:中国科学报
近日，谷歌、微软、Meta 和亚马逊呼吁废除闰秒，已得到美国国家标准与技术研究院和国际计量局赞同。国际电信联盟决定，将于2023年世界无线电通信大会上再次对闰秒存废议题进行研究表决。
为何要废除闰秒？废除闰秒是否可行？就这些问题，《中国科学报》独家专访了中国科学院国家授时中心研究员董绍武、中国科学院计算技术研究所研究员李炼。
无可奈何的“折中”
科学上有两种时间计量系统，一种是基于地球自转为基础的世界时（简称UT）；另一种是以原子振荡周期确定的原子时（简称TIA），是一种由原子钟得出的较恒定的时制。
由于地球自转周期不稳定，自转速度也不均匀，世界时测量精度有限，不能满足一些现代科学技术高速发展的需要，因此，在20世纪50年代以后，它逐步被以量子物理学为基础的原子时间频率标准所代替。
董绍武告诉《中国科学报》，铯原子能级间跃时释放的电磁波非常稳定，利用稳定周期性的电磁波来定义秒，比地球自转定义的秒更准确稳定。
不过，尽管原子时的时间尺度更为均匀，但世界时依然有存在的必要性。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，所以这两套系统都不能偏废。
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，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（简称UTC）。
从1972年1月1日0点起，协调世界时的秒长用原子时秒长，其时刻与世界时时刻之差保持在±0.9秒之内。当协调世界时与世界时之间的误差超过0.9秒时，国际地球自转服务组织会发布闰秒公告，规定全球在年底或年中统一行动，将协调世界时拨快或拨慢1秒。这个1秒的调整被称为闰秒。“闰秒其实是一种无可奈何的‘折中’。”董绍武说。
不能承受之重
受闰秒影响最大的是计算机系统。计算机依靠精准的计时服务器展开活动，多出的1秒会导致计算机产生“错乱”。
李炼介绍，计算机运行是以毫秒甚至更短的时间精度切分时间片的，在既定的子任务调度过程中观察相对应的时间片。如果这时时间发生一些跳变，会导致一些服务器宕机、系统崩溃、数据紊乱，或者因机器和机器之间时间对应不一致带来一系列问题。
闰秒曾多次给网络平台造成故障。2012年闰秒调整，国外不少知名网站陷入了临时服务中断，如社交平台LinkedIn、社交网站Reddit、美国商户点评网站Yelp、开源社区Mozilla等都报告了系统崩溃的情况，其中Reddit宕机时间超过1.5小时。Linux操作系统和应用编程语言Java编写的程序也出现了问题。
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，但是某些部分仍然难逃“闰秒故障”。
李炼说，不同系统的调整方法没有一个统一标准，小网站则更多依赖公共时间服务器，直接停1秒或者跳1秒，不会把时间切分成时间片；谷歌这些大的云服务厂商通过设置内部的时间服务器专门调闰秒，但在调整过程中如果有突发事件，比如某些服务器宕掉了，还是会存在问题。
于是，闰秒的那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’们就还得继续面临闰秒带来的影响，花费额外精力去‘消除’它。”李炼说。
废除闰秒能行吗
面对“大厂”苦闰秒久矣的现状，全球关于“废除闰秒”的呼声也越来越高。受访专家认为，虽然闰秒有“副作用”，但取消闰秒的“副作用”或许更大。
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，时间频率属于天文学中的天体测量与天体力学，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。
董绍武介绍，光1秒可以走30万公里，因此看似很短的1秒，从地球自转角度看却是一件很重要的事情。与测绘相关的领域，以及人造卫星、宇宙飞船的发射、导航、着落、回收等，都与时间紧密关联。
“时间的定义彻底与地球自转脱钩未必合适。时间不仅具有物理和技术属性，还有社会和文化属性，同时时间是非常重要的战略资源，也要考虑维护国家权益。”董绍武说。
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，“而科学论证是个很严谨的过程，不是一蹴而就的”。（实习生 吕静 记者 倪思洁）
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