別傻了，閏秒并不是真的多出了一秒

北京時(shí)間7月1日7：59：59秒之后，并不是8：00：00，而是7：59：60。這多出的一秒，就是最近炒的很熱的閏秒了。不過時(shí)間并不會(huì)憑空多出一秒，所謂的閏秒，只是不同時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)相互協(xié)調(diào)的產(chǎn)物。

一天到底有多長(zhǎng)并不確定

自古以來，人類的生活規(guī)律都是“日出而作日落而息”，地球自轉(zhuǎn)一周就是一天——24個(gè)小時(shí)。這就是世界時(shí)（UT）的原始定義。把這24個(gè)小時(shí)繼續(xù)拆分，就會(huì)得到1分鐘和1秒鐘的長(zhǎng)度。但實(shí)際上，地球的自轉(zhuǎn)周期并不是一成不變的。短期內(nèi)，地球自轉(zhuǎn)速度變快或變慢并不一定（這也是為什么只能提前6個(gè)月再確定是否有閏秒），但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，地球的自傳速度是在不斷變慢的，原因來自地球和月亮構(gòu)成的地月系統(tǒng)：地月之間的潮汐力會(huì)造成潮汐加速現(xiàn)象。簡(jiǎn)單來說，由于月亮在順行軌道上運(yùn)行，會(huì)逐漸退行和遠(yuǎn)離地球。這一結(jié)果導(dǎo)致月球的角動(dòng)量增加，而地月系統(tǒng)由于角動(dòng)量守恒，地球的自傳速度便會(huì)減慢。

月球?qū)λ{(lán)色的潮汐隆起施加凈力矩，造成地球自轉(zhuǎn)速度減慢。 圖片來源：維基百科

我們對(duì)時(shí)間精度的要求越來越高

從人類感官的角度來講，以地球自轉(zhuǎn)為衡量標(biāo)準(zhǔn)的世界時(shí)當(dāng)然更加適用，但自從人類進(jìn)入信息時(shí)代開始，一切都變得不一樣了。全球定位系統(tǒng)、金融交易系統(tǒng)、空中交通管制系統(tǒng)、電子通信及航天等領(lǐng)域都對(duì)時(shí)間的精準(zhǔn)程度要求非常高。匯率的變化以毫秒為單位，火箭也會(huì)因?yàn)樘崆鞍l(fā)射一秒而進(jìn)入錯(cuò)誤軌道。為此，人類迫切需要一種更精準(zhǔn)的時(shí)間計(jì)量方式。

1967年，國(guó)際計(jì)量大會(huì)（CIPM）定義秒為銫133原子（Cs133）基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷所對(duì)應(yīng)輻射的9，192，631，770個(gè)周期所持續(xù)的時(shí)間，國(guó)際原子時(shí)（TAI）誕生。在此基礎(chǔ)上，將秒疊加再得到分、時(shí)、日、月、年等更大的時(shí)間單位。這是目前為止最精確的時(shí)間測(cè)量方式，因?yàn)殇C原子鐘的誤差為1，400，000年1秒，基本上可以忽略不計(jì)。

讓人眼花繚亂的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)

不同的需求對(duì)應(yīng)不同的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，目前人類已經(jīng)有了太多標(biāo)準(zhǔn)用于衡量時(shí)間：

世界時(shí)（UT）：世界時(shí)以午夜為0時(shí)開始計(jì)數(shù)，基于精確測(cè)量的地球自轉(zhuǎn)周期。

國(guó)際原子時(shí)（TAI）：以一臺(tái)原子鐘作為時(shí)標(biāo)，無視任何地球運(yùn)動(dòng)。

除了以上兩種最常見的時(shí)間衡量標(biāo)準(zhǔn)之外，還有地球時(shí)（TDT）、質(zhì)心力學(xué)時(shí)（TDB）、質(zhì)心坐標(biāo)時(shí)（TCB）及地心坐標(biāo)時(shí)（TCG）等等。

說了這么久，“閏秒”怎么還沒有出現(xiàn)？

閏秒的概念來自協(xié)調(diào)世界時(shí)（UTC），顧名思義，是世界時(shí)和國(guó)際原子時(shí)相協(xié)調(diào)的產(chǎn)物。以原子時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)，一天就是86400秒，但實(shí)際上由于地球自轉(zhuǎn)速度在緩慢下降，從1820年開始，世界時(shí)的一天如果用原子時(shí)來衡量，平均有86400.002秒。這千分之二秒的誤差看似微不足道，但日積月累差異會(huì)越來越大。5億年前，一天還只有22個(gè)小時(shí)?？茖W(xué)家估計(jì)，數(shù)千年后，世界時(shí)與原子時(shí)相差會(huì)達(dá)到12小時(shí)，那時(shí)我們會(huì)在午夜看到太陽。因此，當(dāng)原子時(shí)與世界時(shí)的誤差相差即將達(dá)到一秒時(shí)，就會(huì)引入閏秒進(jìn)行調(diào)整。

閏秒實(shí)行年份表 圖片來源：維基百科

閏秒：互聯(lián)網(wǎng)的痛

你知道短短的一秒鐘，互聯(lián)網(wǎng)能產(chǎn)生多少信息嗎？200+的Reddit投票、1000+的Instagram新照片、4000+的新推文、5000+的Tumblr新消息、10000+的Skype電話呼叫、20000+的Dropbox新文件上傳、40000+的Google搜索次數(shù)、60000+的YouTube視頻點(diǎn)擊量、80000+的Facebook點(diǎn)贊……你可以來這個(gè)網(wǎng)站直觀感受下。

這一切和整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)1秒鐘產(chǎn)生的信息相比，還僅僅是九牛一毛。如此龐大的信息量，讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)停頓1秒或增加1秒絕不是那么容易的。根據(jù)The Verge的報(bào)道，在2012年調(diào)整閏秒時(shí)，Reddit、Mozilla、Yelp、LinkedIn等多家網(wǎng)站就都遭遇了技術(shù)問題。而今年，The Verge再次提出這一問題，認(rèn)為閏秒的調(diào)整對(duì)互聯(lián)網(wǎng)是非常大的挑戰(zhàn)。報(bào)道中還提到，2012的閏秒調(diào)整Google之所以沒有中招，是因?yàn)樘崆白龊昧顺浞值臏?zhǔn)備，將這多出的1秒拆分成了1000毫秒，利用一天的時(shí)間逐漸“不知不覺”地加入系統(tǒng)當(dāng)中。

信息化的人類社會(huì)已經(jīng)離不開互聯(lián)網(wǎng)，每一次閏秒調(diào)整都會(huì)給網(wǎng)絡(luò)帶來不小挑戰(zhàn)，因此取消閏秒、直接使用原子時(shí)的呼聲也一直不斷——就算正午看月亮、子時(shí)見陽光又有什么不可以呢？反正我向來都只是低頭看手機(jī)而已。