破解時間之謎

時間過得真快呀，一眨眼，農(nóng)歷新年—— 乙巳蛇年悄然而至！

然而，在迎接新年的同時，有人發(fā)現(xiàn)了一個奇怪的現(xiàn)象：“大年三十”不見了！人們在“大年二十九”的夜晚度過了除夕，緊接著便是“大年初一”。

“大年三十”去哪了？它什么時候能回歸工作崗位？請你們幫我找一找。

此外，我們還聽到了一些關(guān)于時間的離奇?zhèn)餮裕阂荒暧?3個月？一小時有61秒？雙胞胎哥哥的生日竟然比弟弟晚一天？……這些聽起來真是不可思議。請你們幫我一起判斷真假！

時間管理局 年局長

2025年2月15日

“大年三十”5年后回歸

在中國，很多人有兩個生日，即農(nóng)歷的生日和陽歷的生日。雖然中國現(xiàn)在通用的是陽歷，但很多中國人還是習(xí)慣使用農(nóng)歷。我國的傳統(tǒng)節(jié)日大多是按照農(nóng)歷確定的，如春節(jié)、元宵節(jié)、中秋節(jié)等。

農(nóng)歷中的月是按照月亮圓缺變化的周期來定義的，稱為“朔望月”。完全看不到月亮的那天為農(nóng)歷初一，稱為“朔”；看到滿月的那天為“望”，可能出現(xiàn)在農(nóng)歷十四、十五、十六甚至十七；下次“朔”的日期為下一月的農(nóng)歷初一。這樣，一個完整的周期就構(gòu)成了一個“朔望月”。

由于月球、地球、太陽三者之間的相對運動并非一成不變，因此“朔望月”有長有短，平均長度約為29.53天。為了方便，人們將月的天數(shù)取整數(shù)，因此有時是29天（小月），有時是30天（大月）。為確保農(nóng)歷每月的初一是朔月，所以大小月的安排不是固定的，需要通過觀測和科學(xué)推算來確定。

在農(nóng)歷中，十二月逢小月的情形并不少見，3～5年就會出現(xiàn)一次。2013年、2016年、2022年，以及2025年到2029年連續(xù)5年，“大年三十”都缺席了。我們想再次見到“大年三十”，還要再等5年。

除夕是農(nóng)歷年的最后一天，不管“大年三十”在不在，除夕一直都在。一家人還是會團(tuán)聚在一起，包餃子、看春晚、放煙花！

一年有13個月

一年有12個月共365天或366天，這是按照陽歷的算法。在陽歷中，地球繞太陽公轉(zhuǎn)一周為一個回歸年，約為365.25天。為了方便計算和使用，人們將一年定為365天，每4年將多出來的1天加到二月底。這種方法叫作“四年一閏”。

所以，陽歷年有兩種長度：一是小于回歸年，為365天，叫作平年；二是大于回歸年，為366天，叫作閏年。平年的二月有28天，閏年的二月有29天。

在農(nóng)歷中，一年一般有12個月，每個月的長度約為29.53天，全年有354天或355天，比陽歷年少了10～12天。

為此，人們采用增加“閏月”的方法，將農(nóng)歷閏年設(shè)為13個月，年長為384天或385天。平均每19個農(nóng)歷年中有12個平年和7個閏年，即“十九年七閏”。這樣，每19個農(nóng)歷年的總天數(shù)就與陽歷年基本相當(dāng)。

雙胞胎哥哥的生日比弟弟晚一天

在特殊情況下，雙胞胎哥哥的生日有可能比弟弟晚一天，這要歸功于國際日期變更線的神奇作用。

1884年，國際經(jīng)度會議把180°經(jīng)線定為“國際日期變更線”。當(dāng)人們由西向東穿越這條線時，需要將日期減一天；當(dāng)人們由東向西穿越時，則需要將日期加一天。

國際日期變更線的存在，有效避免了人們在環(huán)球旅行時可能出現(xiàn)的日期混亂問題，有時還可能帶來意想不到的驚喜。

假設(shè)有一艘客輪在太平洋上自西向東航行，船上有一位懷了雙胞胎的孕婦即將臨產(chǎn)。當(dāng)客輪航行到國際日期變更線西側(cè)時，哥哥出生了，當(dāng)時的日期是2月6日。之后，船繼續(xù)航行，當(dāng)其航行到國際日期變更線東側(cè)時，弟弟才呱呱墜地，而此時的日期是2月5日。這樣，弟弟的出生日期反而比哥哥早了一天。

跨年也分先后。湯加、新西蘭等國家更靠近國際日期變更線的西側(cè)，所以這些國家的人們會較早迎接新的一天，跨入新的一年。

知道多一點

其實，國際日期變更線與180°經(jīng)線并不是完全重合的。180°經(jīng)線是一條直線，穿過了幾處陸地。而為了避免一個國家出現(xiàn)兩個日期，國際日期變更線會繞開陸地，是一條基本上只經(jīng)過海洋表面的折線。

一分鐘有61秒

你或許認(rèn)為一分鐘永遠(yuǎn)都是60秒，但事實并非如此。在某些時刻，一分鐘有可能是59秒，也可能是61秒。讓我們來看看這是怎么回事吧。

早在1970年，一項國際協(xié)議就確定了兩種時間計量系統(tǒng)：一種是基于原子振蕩周期確定的“原子時”，一種是基于地球自轉(zhuǎn)得出的“世界時”。原子時的秒長十分精準(zhǔn)穩(wěn)定，它規(guī)定一天的時間是86 400秒。而由于地球自轉(zhuǎn)速度并非完全均勻，導(dǎo)致世界時的秒長會有微小的變化，例如某一天的實際時間可能是86 400.006秒。

隨著時間的推移，這兩種時間系統(tǒng)之間的差異會越來越大。為了解決這一問題，“協(xié)調(diào)世界時”應(yīng)運而生。協(xié)調(diào)世界時規(guī)定，每當(dāng)?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)變化引起的時間誤差積累到原子時的1秒（超過0.9秒），就要人為地把時鐘增加或減少1秒，即“閏秒”。這1秒的調(diào)整，使得兩種時間系統(tǒng)能夠重新保持一致。

迄今為止，閏秒已出現(xiàn)了27次。它一般被安排在協(xié)調(diào)世界時12月31日或6月30日的23點59分59秒之后，對應(yīng)北京時間下一天的7點59分59秒。

普通人可能感受不到閏秒帶來的變化，但在計算機(jī)、金融、航空航天等領(lǐng)域，閏秒的調(diào)整有可能帶來很大的麻煩。例如，在2012年，多個大型網(wǎng)站就因為時間同步錯誤導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，出現(xiàn)了短暫的服務(wù)中斷。

因此，2022年第27屆國際計量大會決定，最遲不晚于2035年廢除閏秒，允許原子時與世界時的時刻相差超過1秒。

原來如此。如果時間誤差積累到1分鐘，那會不會出現(xiàn)“閏分”呢？

沒有精準(zhǔn)的時間，就沒有精準(zhǔn)的定位

位置是空間概念，怎么會和時間扯上關(guān)系呢？

先讓我們來看一個簡單的問題吧。假設(shè)甲、乙兩人分別在兩座山頂上，且能互相看到對方。那么，如何測量他們之間的距離呢？

我們知道，距離＝速度×?xí)r間。聲音的速度是已知的，約為每秒340米，那我們就派聲音去“跑”一趟吧。

兩個人互相招手示意后，甲開始大聲數(shù)數(shù)，每秒數(shù)一個：“1，2，3……”乙則開始用秒表計時。當(dāng)秒表的讀數(shù)跳到“2”時，乙可能會聽到甲的聲音“1”。這樣，我們就知道聲音從甲傳到乙需要1秒的時間，由此可以推算出兩人之間的距離約為340米。

同理，在衛(wèi)星定位系統(tǒng)中，多顆衛(wèi)星向我們的手機(jī)發(fā)送電磁波信號，信號以光速（約每秒30萬千米）傳播。由于信號發(fā)出的時間與手機(jī)接收的時間存在微小的時間差，通過測量這個時間差，就可以計算出我們在地球上的準(zhǔn)確位置。

失之毫厘，差之千里。任何一點細(xì)微的時間誤差乘以光速，得到的距離誤差都會被放大很多倍。在衛(wèi)星定位系統(tǒng)中，即便是1納秒（十億分之一秒）的時間誤差，也會導(dǎo)致約0.3米的距離誤差。

為了盡可能地減小誤差，我國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)采用了目前最精確的時間測量工具—— 原子鐘，約3000萬年才產(chǎn)生1秒的誤差。

從古代的日晷、水鐘，到現(xiàn)代的電子鐘、原子鐘，人類從未停止對時間精度的追求。我們要向科學(xué)家們學(xué)習(xí)，他們不斷探索未知，精益求精，正是這種精神推動了人類社會的進(jìn)步。