什麼時鐘上會出現23：59：60這種特殊顯示

2023-03-31 10:51:25

什麼鍾會有23: 59: 60的特殊顯示

陶志堯的「中國百科全書資料庫」

人類很早就通過像太陽的升降和月亮的不圓這樣的天文現象來認識時間。然而，人類已知的最早時間單位不是「年」或「月」，而是具有更明顯周期性的「日」。「日」的概念是通過觀察太陽在東方和西方的升降而逐漸出現的。隨著人類社會的發展，人們通過累計計算「日」來創造「日」的概念，並進一步形成更精確的時間間隔，如小時、分鐘、秒等。通過提煉「天」。

過去，人們習慣把地球看作一個標準時鐘。無論是過去的日晷還是現代的機械鐘，太陽、月亮和恆星都是以地球自轉形成的「升」和「降」為參考標準。目前，科學上有兩種時間測量系統:基於地球自轉的天文測量的世界時間和由原子振蕩周期確定的原子時間。

格林尼治時

人們首先用地球的自轉來測量時間，它的基本單位是平太陽日，通常被稱為一天。這個基於地球自轉的時間測量系統被稱為世界時間。世界時間成立於1884年。它是由天文學觀測到的地球自轉的平均周期來衡量的。1/86400平太陽日是世界時間的1秒。世界時間可以通過天文觀測來測量。晴朗的夜晚限制了天文觀測。為了在任何時間獲得世界時間，天文時間結果應使用精密計時器記錄，外推的世界時間應根據計時器的操作規則隨時顯示。這種工作叫做守時。天文臺使用各種傳輸方法來廣播準確的世界時間，為各種用戶服務。這種工作被稱為時間服務或計時。

原子時間

科學技術的發展逐漸揭示了物理現象的時間穩定性優於天文現象。隨著量子物理學的誕生和發展，科學家們開始用量子現象來測量時間。1948年，英國製造了世界上第一個原子鐘。隨後，美國、加拿大等國家也相繼開發了原子鐘。第一個銫原子鐘誕生於1955年。它是利用銫原子的穩定振蕩速率製成的。當比較天文學時，原子時間標度被定義為秒(見原子時間秒的定義)，然後累積秒來獲得分鐘、小時、天和年。因為原子的內部振蕩不受外部環境的影響，所以非常穩定和準確。時差可以是每天不到百萬分之一秒。1967年，國際計量會議決定用原子秒取代天文秒。原子時的起點設定在1958年1月1日00點，這意味著此時原子時與世界時重合。

當兩個系統妥協產生一個協調的世界時

由於地球的自轉速度並不十分均勻，世界時間的第二長度將略有不同，速度和速度之差每天可達千分之幾秒。原子時間比世界時間更精確，它的速度不超過每天百萬分之一秒。隨著時間的推移，原子時間和世界時間之間的差異會越來越大。為了解決這一矛盾，國際社會決定採用「協調世界時間」系統來協調地球自轉和原子鐘。也就是說，它規定使用原子時間和世界時間之間的時標來傳輸和廣播標準時間和頻率信號。這種時標是世界時和原子時以及秒長度之間的折衷和協調的結果，所以它被稱為協調世界時(UTC)。目前，世界通用的主流時間標準是協調世界時。

協調世界時是一種基於原子時間和秒長度的時間測量系統，在時間上儘可能接近協調世界時。從1960年到1971年，通過頻率調整和無線電秒信號跳躍(也稱為跳躍秒)，它所代表的時間和世界時間之差保持在+/-0.1秒(1963年以前是+/-0.05秒)。每年的頻率調整和秒躍值是根據前一年的天文觀測確定的。由於頻率調整，世界協調時的第二長度逐年變化。這給實際應用帶來了很多不便。自1972年1月1日起，頻率調整被取消，規定協調世界秒的時間長度嚴格等於原子時間-秒的長度。如有必要，調整一整秒，也就是說，每當地球自轉變化引起的時間誤差累積到與原子鐘接近一秒時，時鐘就會人為地增加或減少一秒，從而使兩者再次協調起來。鍾自然每跳一分鐘有61秒。正因為這一分鐘比一秒鐘長，所以也被稱為「閏秒」(負一秒鐘被稱為負閏秒或負閏秒)。第二次跳躍調整通常在格林威治標準時間6月30日或12月31日的最後時刻實施。這時，會有一個特殊的時間現象「23:59:60」。地球的自轉基本上趨於減速，所以到目前為止還沒有出現負秒跳躍。

閏秒的影響是什麼

閏秒的調整可能根本不會被普通人注意到。然而，對於一些需要極高時間精度的領域和行業，例如航空航天和無線通信，例如航空空，這種短時間可能使情況變得極其複雜。太空梭每秒鐘的飛行距離接近8公裡。如果有一秒鐘的不規則差異，宇宙飛船可能偏離其原始軌道。一旦電信公司的系統時間不準確，它將與接收器和發送器的頻率不匹配，並且在發送電子郵件或呼叫時會發生數據丟失。此外，對於電子、金融、軍事和其他需要精確時間的領域，一秒鐘的誤差也可能對整個系統造成重大損失。

由於地球自轉速率的變化是不可預測的，所以沒有嚴格的規則來增加或減少閏秒，所以它不能一開始就寫入電腦程式，只能依靠人工幹預。如果在閏秒的實現中出現了錯誤的操作，將會造成一些意想不到的後果。據媒體報導，2012年7月1日，澳大利亞雪梨機場因實施閏秒而發生電腦死機，導致50多個航班無法正常起飛。2015年閏秒實施時，全球約2000個計算機網絡突然短暫中斷，迫使洲際交易所暫停交易61分鐘。事實上，為了不中斷定位、導航和授時的連續性，作為要求極高時間精度的全球主流衛星導航系統，美國全球定位系統、中國北鬥衛星導航系統和歐洲伽利略衛星導航系統都採用了不插入閏秒的時標。目前，全球定位系統時間刻度與世界協調時之間的時差已累計超過十秒。

是否取消閏秒作為全球話題

既然增加一秒鐘是為了讓整個世界「興奮」，這額外的一秒鐘真的有必要嗎？自2001年以來，國際社會在國際電信聯盟和國際計量局的框架下舉行了幾輪討論，研究取消閏秒的可行性。支持者認為，消除閏秒可以降低由人工幹預導致的誤操作風險，以及相關行業或系統可能遭受的損失。世界協調時和國際原子時在全球範圍內的同時廣播將導致時間標準的混亂。相關國際組織應積極推動建立連續時間標準。然而，對立的國家認為取消閏秒涉及大量的硬體和軟體變化，這不僅花費很多，而且可能在許多領域導致不確定的後果。幾十年來，儘管存在一些不便，閏秒機制總體上運行良好，沒有造成特別嚴重的事故和損失。不能因為擔心閏秒的實現而放棄用地球自轉來定義時間的習慣。2015年世界無線電通信大會(WRC-15)在討論後認為取消閏秒的實施為時過早。它建議今後應在更大範圍內對這一問題進行更深入的研究，取消實施閏秒的問題應列入WRC-23進行討論。這意味著，至少到2023年，在協調世界時，閏秒機制仍需要保留。

時間應該更準確還是更自然

目前，人們強烈呼籲取消閏秒直接使用原子時間。如果使用原子時間，添加時間的麻煩將在很長一段時間內一勞永逸地解決，因為銫原子鐘的誤差是140萬年，相差1秒，這是迄今為止最精確的時間測量方法。晝夜的交替和季節的變化帶來了時間的概念。原子時間完全是一個物理概念。如果用原子時間代替世界時間，它將會把時間和自然分開。在未來，原子時間意義上的中午可能相當於布滿星星的天空。