太空僧， 2022年新知答主｜航天及天文优秀答主 查看知乎原文 因为南极冰盖在加速融化。 关于闰秒这个事，你问 AI，AI 都不一定能一下子讲得清楚，因为这个屎山有点乱。 我们知道，地球上的人类，最早的时间，是靠太阳确定的， 考虑到日出日落的时间，会随着纬度和季节剧烈变化，而正午，也就是太阳上中天的时刻，是一个比日出、日落更精确、更稳定的天文参考点（我们现在知道它大致只和经度相关），所以各个地方，大多都是根据正午太阳的位置来确定时间的锚点，进而确定一天，或者一日的长度。 后来，人们发现，光有“日”这个概念不够用了，于是欧洲人发明了时刻，中国人发明了更点。再到后来，西方天文学大发展，“秒”这个单位开始更频繁地使用，明末清初，徐光启用古字中用来表示谷穗上的细芒的“秒”字，来做为 second 的中文翻译。 在西方，最初的“秒”，被定义为一天的 86400 分之一 。 第一次打补丁 我们知道，一天的时长并不都是相同的，因此，秒也有了快慢。 19 世纪，随着工业革命的到来，资本市场发现，需要更精确的计时器，于是机械钟表大发展。而机械钟表的构造意味着，需要一个更均匀的时间单位。 于是天文学家引入了 平太阳日 的概念，也就是把一年中真太阳日的平均长度作为一天。 于是， 1 秒 = 1 平太阳日的 1/86400。 这就是平太阳秒。 第二次打补丁 问题很快出现了。 天文学家发现，地球的自转并不均匀，它不但存在着季节性的波动，而且由于月球潮汐等的作用，在长期地缓慢减速，导致每一年都不一样长。 所以“平太阳秒”的长度实际上每年都在变，不能作为高精度的时间标准。 既然地球自转不稳定，那我们就得找一个比地球自转更均匀的时间单位，不如就改用地球公转吧。 1956 年，国际计量委员会定义，1960 年国际计量大会批准了一个新的单位，史称： 历书时秒。 当时人为规定了一个 1900 年 1 月 0 日，把这一天的 12 时定为历书时，把再把这一历书时的 60x60 分之一，作为新的 1 秒的定义。 1 秒 = 1900 年 1 月 0 日 12 时（历书时）回归年的 1/31556925.9747。 第三次打补丁 按理说，这个秒的定义已经很精确了。 但在实际使用中，就会发现，这个定义依赖天文观测，实际使用的时候不是那么方便。而且精度还是有限。 1955 年，第一台实用铯原子钟在英国国家物理实验室运行。它利用铯 -133 原子基态两个超精细能级之间的跃迁，产生极其稳定的频率。 于是，1967 年，第 13 届国际计量大会正式定义 原子秒 ： 1 秒 = 铯 -133 原子基态两个超精细能级之间跃迁辐射的 9192631770 个周期的持续时间。 这个整数 9192631770 不是随便选的。它是当时测量得到的铯跃迁频率，目的是让原子秒尽可能等于历书时秒。这样，新秒与旧秒在长度上几乎无缝衔接。 第四次打补丁 现在秒的长度定下来了，但还得有一个全球统一的起始计时点。 其实早在这次计量大会之前的 1958 年，全球就已经有好几个实验室开始搞原子钟读数了，当时就把客实验室的读数加权平均后，形成了一个连续、均匀的时间尺度，因此，就规定以 1958 年 1 月 1 日 0 时 0 分 0 秒作为 国际原子时（TAI） 的正式起步时间。 但这里出现了一个问题。 原子钟的秒长是恒定的，但地球的自转是变化的。 为了能保证让国际原子时能与实际的地球日中天的时间吻合，就需要微调，尽量让差值保持在 ±0.1 秒 以内。 一开始，天文学家想的办法是， 改变“一秒”的物理长度 。 我们知道，原子钟的秒长是恒定的，那只能人为地设定一个微小的“频率偏移量”，产生一个协调世界时。比如 1961 年 1 月 1 日，这个偏移量被设为 秒。 这意味着一秒的长度，要比原子秒 略长 一点点（因为偏移量为负，表示频率被调低，周期变长）。这样，真实的钟就会走得比原子钟 稍慢 ，从而逐渐追上因地球自转减速而落后的 gap。 令人头大的是，地球每一年的自转时长都不相同，所以这个偏移量也要一直变，从 1961 年到 1965 年间，变了好几次。 但天文学家嫌这个数量级的调整还是不够精确，当频率偏移在±0.1 秒内时，还需要进行一个小的“步进调整”，插入一个 0.1 秒甚至是 0.05 秒的时间跳变值。比如在 1961 年 8 月 1 日，就进行了一次 +0.050 秒 的步进调整。 这么调，虽然精确，但是太麻烦了。 比如无线电通信和导航，它们都是将载波频率作为 标准频率 来使用。但你现在规定说频率标准是变来变去的，这意味着他们依赖的标准频率本身在漂移，整个过程人工干预多，出错风险高，维护成本巨大，而且操作极为繁琐，这引发了很多的抱怨。 第五次打补丁 在 1972 年，大家坐在一起说，这得改革啊。 于是彻底取消了频率偏移，让一秒的长度严格等于原子秒，并将调整方式简化为仅使用整秒的“闰秒”。这既保证了一秒长度的均匀与稳定，又通过偶尔的、可预测的整秒跳变，维持了与地球自转的粗略同步。 协调世界时（UTC） 应运而生。 它的要求就是，秒长采用原子时，但时刻上要尽量靠近真实世界中地球自转算出的时长。 当国际地球自转服务组织（IERS）监测到 UTC 与真实世界地球自转算出的秒长的差距即将达到 0.9 秒时，就会发布公告，在下一个特定的时刻（通常是 6 月 30 日或 12 月 31 日的最后一秒）增加或减少 1 秒，这就是“闰秒”。 这样就能确保太阳在格林尼治子午线上空的正午时刻，与我们时钟的偏差控制在约 1 秒之内。 自 1972 年以来，人类已经增加了 27 个闰秒。 第六次打补丁 大自然才不关心人类的计时。由于地球自转速度变化无常，闰秒就无法提前精确的规划，这给全球的计算机系统运维带来了巨大负担。 而且，闰秒的插入，会造成时间上的不连续，这对需要精确、稳定时间流的计算机系统是巨大的挑战。 比如 2012 年，闰秒就曾导致 Reddit 等知名网站出现了系统崩溃，2015 年和 2016 年的闰秒也引发了新的技术故障。 但这些都还能打补丁克服。 压扁骆驼的最后一根稻草，是南极的冰。 最近的观测发现，地球自转的速度不是一直变慢的，目前反而有短期加快的趋势。 这是因为，地球变暖，极地冰盖融化后，原本分布在高纬度的冰盖质量转化为海水，向低纬度扩散。 按照动量守恒，液态水向低纬度流动，会让质量远离转轴，按理说该让自转变慢，就像滑冰运动员打开手臂，会让旋转变慢一样。 但这与观测到的自转变快的结果是相违背的。 最近有人提出，要考虑冰后回弹（Glacial Isostatic Adjustment, GIA）效应。如果极地的厚冰盖消失，地壳就会缓慢回弹抬升，同时地幔物质会发生黏弹性调整，这会让地球整体略微变得更圆了一点（扁率减小），从而让转动惯量降低，部分抵消月球潮汐摩擦导致的长期减速。有研究员根据 GRACE 卫星等的观测结果，认为正是因为这个效应，导致被冰盖压住的地壳回弹，把地幔里的重物质拉向高纬度靠近转轴，这个拉近质量的效应比水流的拉远效应更强，与观测数据拟合的非常好，所以整体来说，还是让地球自转加快了。 还有人不认同，认为 GIA 效应是很缓慢的，不会这么明显地改变自转速度，于是又提出了外核减速理论。北大的宋晓东团队就认为，地球内核存在一个约 70 年的旋转振荡周期，大约在 2009 年前后，内核开始比地幔转得慢了，这可能带动了外核的减速。外核与地幔之间有电磁耦合和粘性耦合，外核角动量减少的部分，会通过耦合作用转移给地幔，导致地壳和地幔转得更快，从而表现为地表的自转加快。 不论是哪种理论，观测结果就是自转加快了。 2025 年 7 月 22 日这一天，成为了有记录以来第二短的一天，当时的地球自转一圈儿比标准的 24 小时快了大约 1.34 毫秒。虽然在日常生活中难以察觉，但这意味着未来有可能出现需要删除 1 秒的“负闰秒”，据估计，到 2035 年出现负闰秒的可能性约为 30%。这以前可没玩过，计算机设计的时候就没想过会少一秒，现有的软件系统也根本没针对这个进行过大规模测试，可能会导致数据库时间戳顺序错乱、分布式系统交易异常等一系列不可预测的严重故障，比正闰秒的影响要大多了。 基于这些原因，很多人就开始呼吁还是废了闰秒吧。 主力军就是软件巨头们，以谷歌、微软、亚马逊等科技巨头为首的，联名上书要干掉闰秒。 2022 年，第 27 届国际计量大会通过决议，决定最迟不晚于 2035 年不再引入闰秒。 但南极的冰盖融化在加速。为了应对可能提前出现的“负闰秒”风险，相关机构正在讨论将废止时间 提前到 2027 年 ，并可能以跨度更大的“闰时”来替代闰秒，也就是攒着，等攒着的偏差能达到 1 小时了，再去整。 闰秒的诞生，是人类向地球自转不稳定的低头妥协。 闰秒的取消，是对软件设计一开始就没考虑清楚埋下的雷的再一次妥协。 这就是人类文明不断前进，不断打补丁的屎山代码史。 。 。。 。。。 越滑越快， 终于滑到底了。 查看知乎讨论

  • 情报分类：技术学习与提效
  • 分类依据：内容涉及技术、AI、软件工具或工程实践
  • 信息来源：资讯 / 知乎日报
  • 发布时间：2026/9/29 07:28:18