专家解惑闰秒：“多”出的1秒应该取消

2015年1月5日国际地球自转局(IERS)发布公告，全世界将在2015年6月30日实施一次正闰秒。地处东八区的中国(北京)时间将在7月1日早8时增加1秒，届时全国的钟表将调慢一秒钟。时间是人类最早认知的自然现象之一。基于地球自转的时标属于天文时。20世纪中叶，科学家提出利用量子现象测量时间，即原子时或原子秒。1967年，国际计量大会决定用原子秒取代天文秒。

闰秒的由来：两种时间计量系统存差异

由于国际原子时是基于铯原子振荡周期确定的，因此相对恒定不变，而天文时则取决于地球自转的速率，会因地球自转速度的变化而变化。随着时间推移，科学家发现两者逐渐出现了偏差，且渐行渐远。

为了解决两者的不一致，“协调世界时”应运而生。1971年国际电信联盟通过决议，设立协调世界时（UTC）作为全世界通用的标准时间。

中国计量科学院首席研究员李天初院士介绍说，协调世界时是一种原子时和天文时的“折中”时标，可以视为一种“妥协”的结果。

据了解，设在法国巴黎的国际地球自转服务组织通过原子时与天文时的监测数据，当两者之差达到0.9秒时，就向全世界发布公告，会在下一个6月或12月最后一天的最后一分钟，对协调世界时拨快或拨慢1秒，这就是“闰秒”。

北京处于东八时区，中国将在7月1日7∶59∶59后面增加1秒，于是就有了7∶59∶60的特殊现象。而英国是零时区，将在6月30日最后1秒实施闰秒。

据李天初院士介绍，自1972年协调世界时正式使用至今,全球已经进行了25次正闰秒调整，协调世界时一共增加了35秒。上一次闰秒发生在2012年，今年6月30日即将进行的是第26次闰秒，而且还是正闰秒。

闰秒负面影响渐显取消成科学界共识

尽管闰秒是按照国际地球自转局公告的全世界统一行动，但近些年来，关于闰秒是否有存在的价值，能否取消闰秒的争议一直备受关注。

李天初院士指出，地球的自转速率快或慢无法预测，过去几十年来，地球的转速是呈现变慢的趋势，但是未来怎样仍不确定，这致使闰秒没有规律可循，不能自动实施，只能依靠人工干预。

一个现实问题是，闰秒不但耗费人力物力，而且存在误操作的风险。在众多领域，特别是新近发展的许多现代科学技术中，闰秒反而显示了负面作用。比如，飞船1秒钟要飞行将近8公里，如果无规律的差了1秒，可能造成飞船偏离原定轨道，安全受到威胁。

“闰秒的负面作用被忽视了。”李天初院士表示，目前没有实例证实取消闰秒会带来有害影响，而且物理学家和天文学家都普遍认为闰秒并无价值，科学界普遍认同取消闰秒。

实际上，对普通人而言，使用的时间和日出日落相差几分钟、甚至几个小时几乎不会带来显著不便，比如乌鲁木齐的日落时间要比内地晚2个小时。而且以GPS、北斗为代表的高准确时间频率应用也不需要闰秒。

涉及时间频率的两个国际组织：国际计量局（BIPM）和国际电信联盟(ITU)也分别研究了取消闰秒的可行性。2007年国际计量组织多数通过了取消闰秒的建议，国家质检总局代表中国支持取消闰秒。国际电信联盟将在2015年下半年就取消闰秒进行表决，代表中国的工信部已经就取消闰秒取得共识，将投票支持取消闰秒。

尽管中国坚定的倾向取消闰秒，但仍有个别国家对取消闰秒持保留态度。但在李天初院士看来，取消闰秒是大势所趋，可以预见，无论国际电信联盟今年下半年的会议能否通过取消决议，世界各国终将达成共识，闰秒也终将成为历史。

时间将越来越准中国原子钟勇立世界潮头

协调世界时是由国际计量局(BIPM)主导世界各国原子时合作的产物，它产生的其中一个重要步骤，就是利用包括中国计量院在内的8个国家计量院所保存的“世界最准”的铯原子喷泉基准钟进行校准，产生国际原子时(TAI)。

中国的国家秒长基准装置是中国计量科学研究院研制的NIM5铯喷泉钟，它与原子时标UTC(NIM)共同作为我国的时间频率基准，是我国时间频率计量体系的源头，其基本作用就是保持时间的连续运行，产生和保持高度准确和稳定的国家统一使用的标准时间北京时间。

可以说，中国计量院的NIM5铯原子喷泉国家秒长基准和国家时标基准，不但为协调时世界时贡献数据，拥有话语权,而且通过参与对其校准而具有了表决权！

据了解，正在研制的NIM6预计2017年完成，届时准确度会达到6000万年不差一秒。

更准确地测量时间频率，是时间频率研究的永恒主题。据悉，现行的秒定义在微波频段，而光学频率比微波高10000倍，工作在光学频率的光钟比微波铯喷泉钟有更好的稳定度和准确度潜力。国际主要发达国家正在研制各种基于不同原理的光钟，准备在2019年讨论修改秒定。

据李天初院士透露，中国计量院从2005年开始研制锶原子光晶格钟，以应对2019年国际关于修改秒定义的讨论。这台锶光晶格钟今年会获得第一组实验数据，在今年9月召开的国际时间频率咨询委员会上将展示中国计量院光钟研究的进展。未来，国际修改秒长定义，中国一定会做出应有的贡献。