圖為中國計量科學(xué)院首席研究員李天初院士在守時實驗室（新華網(wǎng)發(fā)）

2015年1月5日國際地球自轉(zhuǎn)局(IERS)發(fā)布公告, 全世界將在2015年6月30日實施一次正閏秒。地處東八區(qū)的中國(北京)時間將在7月1日早8時增加1秒，屆時全國的鐘表將調(diào)慢一秒鐘。

閏秒的由來：兩種時間計量系統(tǒng)存差異

時間是人類最早認(rèn)知的自然現(xiàn)象之一?；诘厍蜃赞D(zhuǎn)的時標(biāo)屬于天文時。20世紀(jì)中葉, 科學(xué)家提出利用量子現(xiàn)象測量時間，即原子時或原子秒。1967年, 國際計量大會決定用原子秒取代天文秒。

由于國際原子時是基于銫原子振蕩周期確定的，因此相對恒定不變，而天文時則取決于地球自轉(zhuǎn)的速率，會因地球自轉(zhuǎn)速度的變化而變化。隨著時間推移，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)兩者逐漸出現(xiàn)了偏差, 且漸行漸遠。

為了解決兩者的不一致，“協(xié)調(diào)世界時”應(yīng)運而生。1971年國際電信聯(lián)盟通過決議，設(shè)立協(xié)調(diào)世界時（UTC）作為全世界通用的標(biāo)準(zhǔn)時間。

中國計量科學(xué)院首席研究員李天初院士介紹說，協(xié)調(diào)世界時是一種原子時和天文時的“折中”時標(biāo)，可以視為一種“妥協(xié)”的結(jié)果。

據(jù)了解，設(shè)在法國巴黎的國際地球自轉(zhuǎn)服務(wù)組織通過原子時與天文時的監(jiān)測數(shù)據(jù)，當(dāng)兩者之差達到0.9秒時,就向全世界發(fā)布公告，會在下一個6月或12月最后一天的最后一分鐘，對協(xié)調(diào)世界時撥快或撥慢1秒, 這就是“閏秒”。

北京處于東八時區(qū)，中國將在7月1日7∶59∶59后面增加1秒，于是就有了7∶59∶60的特殊現(xiàn)象。而英國是零時區(qū)，將在6月30日最后1秒實施閏秒。

據(jù)李天初院士介紹，自1972年協(xié)調(diào)世界時正式使用至今,全球已經(jīng)進行了25次正閏秒調(diào)整，協(xié)調(diào)世界時一共增加了35秒。上一次閏秒發(fā)生在2012年，今年6月30日即將進行的是第26次閏秒，而且還是正閏秒。

閏秒負(fù)面影響漸顯 取消成科學(xué)界共識

盡管閏秒是按照國際地球自轉(zhuǎn)局公告的全世界統(tǒng)一行動，但近些年來，關(guān)于閏秒是否有存在的價值，能否取消閏秒的爭議一直備受關(guān)注。

李天初院士指出，地球的自轉(zhuǎn)速率快或慢無法預(yù)測，過去幾十年來，地球的轉(zhuǎn)速是呈現(xiàn)變慢的趨勢，但是未來怎樣仍不確定，這致使閏秒沒有規(guī)律可循, 不能自動實施, 只能依靠人工干預(yù)。

一個現(xiàn)實問題是，閏秒不但耗費人力物力, 而且存在誤操作的風(fēng)險。在眾多領(lǐng)域，特別是新近發(fā)展的許多現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，閏秒反而顯示了負(fù)面作用。比如，飛船1秒鐘要飛行將近8公里, 如果無規(guī)律的差了1秒, 可能造成飛船偏離原定軌道, 安全受到威脅。

“閏秒的負(fù)面作用被忽視了?！崩钐斐踉菏勘硎荆壳皼]有實例證實取消閏秒會帶來有害影響，而且物理學(xué)家和天文學(xué)家都普遍認(rèn)為閏秒并無價值，科學(xué)界普遍認(rèn)同取消閏秒。

實際上，對普通人而言，使用的時間和日出日落相差幾分鐘、甚至幾個小時幾乎不會帶來顯著不便，比如烏魯木齊的日落時間要比內(nèi)地晚2個小時。而且以GPS、北斗為代表的高準(zhǔn)確時間頻率應(yīng)用也不需要閏秒。

涉及時間頻率的兩個國際組織：國際計量局（BIPM）和國際電信聯(lián)盟(ITU)也分別研究了取消閏秒的可行性。2007年國際計量組織多數(shù)通過了取消閏秒的建議，國家質(zhì)檢總局代表中國支持取消閏秒。國際電信聯(lián)盟將在2015年下半年就取消閏秒進行表決,代表中國的工信部已經(jīng)就取消閏秒取得共識，將投票支持取消閏秒。

盡管中國堅定的傾向取消閏秒，但仍有個別國家對取消閏秒持保留態(tài)度。但在李天初院士看來，取消閏秒是大勢所趨，可以預(yù)見，無論國際電信聯(lián)盟今年下半年的會議能否通過取消決議，世界各國終將達成共識，閏秒也終將成為歷史。

時間將越來越準(zhǔn) 中國原子鐘勇立世界潮頭

協(xié)調(diào)世界時是由國際計量局(BIPM)主導(dǎo)世界各國原子時合作的產(chǎn)物，它產(chǎn)生的其中一個重要步驟，就是利用包括中國計量院在內(nèi)的8個國家計量院所保存的“世界最準(zhǔn)”的銫原子噴泉基準(zhǔn)鐘進行校準(zhǔn), 產(chǎn)生國際原子時(TAI)。

中國的國家秒長基準(zhǔn)裝置是中國計量科學(xué)研究院研制的NIM5銫噴泉鐘，它與原子時標(biāo)UTC(NIM)共同作為我國的時間頻率基準(zhǔn)，是我國時間頻率計量體系的源頭，其基本作用就是保持時間的連續(xù)運行，產(chǎn)生和保持高度準(zhǔn)確和穩(wěn)定的國家統(tǒng)一使用的標(biāo)準(zhǔn)時間——北京時間。

可以說，中國計量院的NIM5銫原子噴泉國家秒長基準(zhǔn)和國家時標(biāo)基準(zhǔn)，不但為協(xié)調(diào)時世界時貢獻數(shù)據(jù)，擁有話語權(quán), 而且通過參與對其校準(zhǔn)而具有了表決權(quán)！

據(jù)了解，正在研制的NIM6預(yù)計2017年完成，屆時準(zhǔn)確度會達到6000萬年不差一秒。

更準(zhǔn)確地測量時間頻率，是時間頻率研究的永恒主題。據(jù)悉，現(xiàn)行的秒定義在微波頻段，而光學(xué)頻率比微波高10000倍，工作在光學(xué)頻率的光鐘比微波銫噴泉鐘有更好的穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度潛力。國際主要發(fā)達國家正在研制各種基于不同原理的光鐘，準(zhǔn)備在2019年討論修改秒定。

據(jù)李天初院士透露，中國計量院從2005年開始研制鍶原子光晶格鐘，以應(yīng)對2019年國際關(guān)于修改秒定義的討論。這臺鍶光晶格鐘今年會獲得第一組實驗數(shù)據(jù)，在今年9月召開的國際時間頻率咨詢委員會上將展示中國計量院光鐘研究的進展。未來，國際修改秒長定義，中國一定會做出應(yīng)有的貢獻。（凌紀(jì)偉）