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2006年 请等地球多1秒


http://www.sina.com.cn 2005年12月31日09:40 大洋网-广州日报

  对新年狂欢者来说,2006年的新年倒数应该这样进行:5、4、3、2、1、1。因为2005年多了一秒,2006年推迟1秒到来,人们不得不在2005年的最后一刻加上一个“闰秒”。

  “闰秒”:废除还是保留,这是一个问题

  对普通人来说,这短短的一秒钟似乎微不足道。但“闰秒”在7年来的首次出现,在

物理学家和天文学家中却引发了激烈的讨论,从本质上看这也是关于时间到底代表了什么的讨论。在历史上,有关时间的争议也时有发生,其中最著名的要算1752年发生在英国的格列高利历(现行的阳历)推行事件。当年许多人醒来后发现已经是新历的9月14日,但前一天睡下时才是旧历的9月2日。许多惊恐的伦敦人涌上街头呼喊着:“把11天还给我们!”

  物理学家

  主张废除“闰秒”

  本报综合报道 现在关于时间的争议不会再引起街头骚乱,更多的是科学家专业领域内的事情。物理学家认为,“闰秒”应该被废除,因为这种现象不定时地出现,给尖端技术带来了难以控制甚至是具有破坏性的影响,尤其对时间精度需求很高的卫星定位系统、空中交通、高压输电网等破坏力更大。

  没有人知道即将添加的“闰秒”到底会引起什么混乱,美国海军研究实验室物理学家罗纳德·比尔德认为,“闰秒”给电脑网络带来的麻烦一定不少,因为计算机都是按照每分钟60秒来处理文件的,很可能不知道怎样对待61秒这种现象。美国科罗拉多州立大学物理学家朱达·莱文主张废除“闰秒”,他说:“天文学家希望时间能够表现地球的运动,物理学界则希望得到一种精确、稳定的时间刻度,现在这种折中的结果让时间变得越来越难以把握。”

  科学家普遍认为,随着地球自转速度越来越慢,在100年之后,每一年就需要添加两次“闰秒”,再过大约2000年,每个月都需要添加“闰秒”。而且“闰秒”与“闰年”或者夏令时不同,它的添加没有规律性也无法预先知道,软件设计者也就无法事先做好规划。这次7年的“闰秒”间隙比历史上任何一次都要长,自1998年以来人们一直在猜测什么时候应该添加这一秒。

  此外,莱文强调,“闰秒”体制在金融方面也会造成混乱。由于各地的时区不同,“闰秒”在亚洲和大洋洲添加时正处于股票交易进行的白天,很容易使程序员在计算方面发生错误。

  天文学家

  废除“闰秒”

  将使日夜颠倒

  本报综合报道 但天文学家却强烈反对废除“闰秒”的提议,他们争辩说,射电望远镜等天文系统都是根据天文时来进行观测的,废除“闰秒”将要对它们重新进行调试或者更换,费用巨大,仅一个国家天文台就可能需要数十万美元。而且天文学家希望时间能够与天体运动同步,以利于他们的观测。

  英国皇家天文协会秘书长麦克·哈伯古德说:“我们使用时间是为了代表地球自转的方式,一天就是地球自转一周。对天文学家来说,我们需要知道地球转到什么位置了,这样当你在观测天空中的星星或者人造卫星时,你才能知道把望远镜架在哪里。”

  天文学家认为,所谓“闰秒”造成的危机或者问题只不过是多余的担忧和不可靠的传闻,在历史上还从未发生过因为“闰秒”而造成重大损失的事件。

  此外,天文学家反对废除“闰秒”也有一些感情上的因素,因为在物理学家那里,时间与地球的运动无关,它只是来自量子力学的一种频率,这对几千年来通过天象来判断时间的天文学家而言是无法接受的。天文学家认为,自从人类发明时钟起,就是要不断进行调整,以获得与地球自转相一致的效果。

  还有天文学家担心,如果“闰秒”被废除,时间的意义将变得模糊不清,而且昼夜轮回将逐渐与我们的时钟发生偏离。美国亚利桑那州国家天文台科学家罗伯·西曼说:“我们担心他们正在实施的计划将最终导致日夜颠倒。大约5000年后就会发生这样的事情。”

  本报综合报道 “闰秒”是二战后精确计时技术不断发展的产物。传统的天文时将一秒定义为一个太阳日(相邻的两个正午的平均时间)的1/86400。到了1958年,出现了原子秒,即铯-133原子围绕磁场转动9192631770周所持续的时间为一秒。现在50多个国家实验室里超过250个原子钟在为人类提供精确时间。

  原子时与天文时大体上是一致的,但问题是地球的转动不像原子的震动那样恒定,由于受到潮汐、气候、自身物质磨损和太阳拉力等因素的影响,地球出现了越转越慢的现象,这样每大约100年太阳日就会增加2毫秒。而原子钟则不受这些因素的影响,大约每2000万年才会出现1秒的误差。

  因为这些差异,在过去47年里,原子时一直走在天文时前面。为了修补这个矛盾,负责制定世界标准时间的国际电信联盟在1972年引入了“协调世界时”概念,将原子时作为世界时间的标准,但又保证它与天文时的差距不超过0.9秒,这个调节的工具就是“闰秒”。从1972年至今,已经添加过22个“闰秒”,添加的时机由国际地球自转参数服务局决定,通常一年的年末或者6月30日。最近一次添加“闰秒”是在1998年。

  解读“闰秒”

  到底什么是时间,这是个很难回答的问题,甚至有人说时间根本就不存在。但人类却制定了许多量度时间的方法,目前被广泛采用的两种时间标准是天文时和原子时,天文时以地球自转的速度为标准,原子时是以铯原子的震动频率作为依据,人们熟悉的格林尼治时间就是一种天文时。

  目前全世界使用的标准时间是“协调世界时(UTC)”,这是天文时和原子时两个时间标准协调后的产物,当“协调世界时”与天文时之差超过正负0.9秒时,就对“协调世界时”做出1整秒的调整,这一技术措施就称为“闰秒”。增一秒是正闰秒,减一秒是负闰秒。

  位于法国巴黎的国际地球自转参数服务局(IERS)于今年7月宣布,由于地球自转速度的减慢,额外的1秒钟时间将被添加到2005年中,这是最近7年来首次出现“闰秒”。

  解决办法

  加入“闰小时”?

  本报综合报道 今年11月,在维也纳举行的国际电信联盟会议上,美国代表就提出从2007年开始废除“闰秒”的提议,他们建议在500年至600年时间里给“协调世界时”和天文时的差距加上一个“闰小时”来代替经常性添加的“闰秒”。不过专家评论这将“比‘闰秒’还要麻烦3600倍”。

  美国人之所以热衷于废除“闰秒”,其中一个主要原因与他们的全球卫星定位系统(GPS)有关。GPS在1980年投入使用以来,是与“协调世界时”相一致的,但它没有添加“闰秒”的设置,所以现在的GPS时间比“协调世界时”快13秒,比原子时慢19秒。这个时间的差异给GPS带来了不少麻烦,2003年11月28日的零时刚过,所有使用GPS定位的卫星电话都出现了错误的日期显示:29/11&/03,正确的日期应该是28/11/03。有些手机上还出现了61时32分69秒的时间显示。问题出在GPS接收器的软件上,因为上一个“闰秒”在256个星期前添加,这个数字对软件来说太过庞大无法处理。


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