多出的1秒，从何而来

平日里，人们总会觉得时间不够用。可能有人会在心里默念：“再多给我一些时间吧，哪怕一秒也好。”事实上，这样的想法不久后就能实现了。

日前，国际地球自转服务组织IERS发布公告称，国际标准时间协调世界时将在2016年12月31日23时59分59秒实施一个正闰秒，即增加1秒。由于时差原因，我国将在北京时间2017年1月1日的7时59分59秒与全球同步进行闰秒调整。也就是说，在当天早上7：59：59秒之后，我们迎来的不是8：00：00，而是7：59：60。这生命中突然多出的一秒，到底是怎么回事？

天文时与原子时

原来，这多出一秒的现象的出现，是由于当前全球使用的两种时间计量系统——基于地球自转的天文时和以原子振荡周期确定的原子时之间相互协调的结果。那么，天文时和原子时又是什么呢？

俗话说，日出而作，日落而息。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称为“平太阳时”，基于地球公转的时标称为“历书时”，两者都属于天文时。天文秒长依靠天文观测的平均周期得出。也就是说，人们先借助天文观测得到地球自转的平均周期（即日长），然后细分成86400份，进而得到秒长。

“但科学技术的发展逐渐揭示，物理现象的时间稳定性优于天文现象。”中国计量科学研究院研究员张爱敏告诉《中国科学报》记者，“尽管地球是一个巨大的质量体，但它的运动速率仍然时快时慢。由于地球自转和公转运动的规律极其复杂，就人类现有和可预见未来的知识来说，还很难预测。”

于是，在20世纪中叶，随着量子物理的诞生和发展，科学家开始利用量子现象来测量时间。

1955年，世界上第一台铯原子钟诞生。1967年，国际计量大会决定用原子秒取代天文秒，秒长定义是碱金属铯133同位素（133Cs）基态两个超精细能级之间跃迁辐射的9192631770个周期所持续的时间间隔。1972年，实验室型铯原子基准钟正式成为复现秒定义的手段。

原子秒定义中9192631770这个数是怎么得来的呢？“就像任何新事物都脱胎于旧事物一样，科学家在定义原子秒的时候，用当时尽可能准确的天文秒长做‘尺子’，尽可能准确地测量133Cs相应的跃迁周期数。也就是说，在1个天文秒里，他们数出133Cs‘振动’了9192631770 次。”张爱敏介绍说，与天文时相对比，原子时标是先定义秒长，然后“累积”秒，进而得到分、时、日和年。

多出的1秒从哪儿来

尽管原子秒长的定义是从天文秒脱胎而来，但国际原子时是一个纯粹的原子时标，与天文完全无关。

从20世纪中期起，科学家就开始对原子时和天文时进行测量比对，结果发现两者逐渐出现了偏差，且渐行渐远。于是，到了1970 年，当时的科学家决定建立协调世界时，作为一种“折中”的时标。当国际原子时和天文时两种时标差到0.9秒时，就会在下一个6月或12月最后一天的最后1分钟增加或减少1秒，这就是所谓的“闰秒”。增加1秒被称为实施一个正闰秒，减少1秒则是实施一个负闰秒。“也就是说，现今全世界通用的协调世界时，其实就是经过‘闰秒’的国际原子时。”张爱敏解释说。

闰秒由国际地球自转服务组织IERS决定，每6个月以公告的形式向全世界发布。2017年1月1日实施的一个正闰秒将是全球第27次闰秒调整，上一次闰秒调整是在2015年6月30日。

对于即将带来的闰秒调整，中国科学院国家授时中心发布公告称，闰秒调整对普通民众的日常生活不会产生影响。在闰秒的那一时刻，由中科院国家授时中心负责运行的我国时间基准系统将通过专用“闰秒”软件自动完成闰秒调整。全国所有接收国家授时中心发播的标准时间信号、标准时码信息的精密时间用户，都自动完成调整。一般手表需要对照电视台、电台手调，电波钟表可自动调整。

是否取消闰秒存争议

对于普通人而言，这转瞬即逝的1秒似乎对日常生活没什么影响。但在航天、电子通信、导航等领域，1秒的时间却关系重大。比如，航天飞船如果无规律地差了1秒，就可能造成飞船偏离原定轨道，安全受到威胁。

实际上，从21世纪初起，科学界就在讨论是否取消闰秒。

“因为地球的自转速率变化不可预测，使得闰秒没有规律，不能自动实施，只能依靠人工干预。闰秒不但耗费人力物力，而且存在误操作的风险。”张爱敏说，国际计量局在全世界范围内组织了广泛的调查，希望确切了解闰秒到底有什么正面意义。从应用准确时间的各个领域，都没有得到闰秒有实际应用价值的反馈。

“在众多领域，特别是新发展的许多现代科学技术中，闰秒显示了负面影响。比如，全球卫星导航系统的时标如果引入闰秒，势必中断定位、导航、授时的连续性。因此，美国的全球定位系统、中国的北斗系统、欧洲的伽利略系统都采用不间断，也就是不闰秒的时标。”张爱敏说。

因此，国际上，涉及时间频率的两个政府间国际组织——国际计量大会和国际电信联盟分别研究了取消闰秒的可行性。2007 年，国际计量组织通过了取消闰秒的建议。2023年，国际电信联盟将第四次表决取消闰秒的建议。

“如果闰秒被取消，那么在原子时和天文时之间‘折中’的协调世界时将回归原子时，成为连续的、各领域广泛适用的全世界通用时标。”张爱敏说。

但同时，也有一些声音认为，日夜交替、四季变化让人类产生了时间的概念，而原子时完全是一个物理概念，如果一味用原子时代替天文时，就会割裂人类与大自然的联系。