废除闰秒？专家称不能一蹴而就

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）