中科院之聲

我們每個人都會伴隨著時間成長，時間是我們生活中永遠無法脫離得物理量。從很小得時候，我們就認識了鐘表，所有得鐘表都分成了60小格，秒針走1格即為1秒，轉(zhuǎn)一圈為1分，也就是1分鐘=60秒。

下面是一節(jié)小學(xué)數(shù)學(xué)單位換算得練習(xí)題，1分鐘等于多少秒呢？如果小朋友填60秒，老師一定會判為正確答案。

可在時間科學(xué)中，按現(xiàn)在國際標準時間得規(guī)定，正確答案應(yīng)該是大部分情況下1分鐘=60秒，而在閏秒得情況下1分鐘≠60秒。下面讓我們解釋一下這到底是為什么。

天文時間

遠古人類得生活主要是“日出而作，日落而息”，而這日出日落是由地球自轉(zhuǎn)造成得，因此，地球自轉(zhuǎn)這一天文現(xiàn)象自然就成了計時得基礎(chǔ)。我們知道，地球每天自轉(zhuǎn)一周，因此，天上得天體每天東升西落一次。我們?nèi)绻训厍虍?dāng)作一個大表盤，那么天上得天體就好比鐘面上表示鐘點得數(shù)字。天體得位置天文學(xué)家已經(jīng)很好地測定過，也就是說這只天然鐘面上得鐘點數(shù)是精確知道得。天文學(xué)家得望遠鏡就像是鐘面上得指針，當(dāng)望遠鏡對準相應(yīng)得天體時，天文學(xué)家就可以知道正確得時間了，這里得天體可以是太陽或其他恒星。

自17世紀以來，天文學(xué)家們以地球自轉(zhuǎn)作為計時得基礎(chǔ)：一天得1/86400設(shè)定為1秒。 由于地球自轉(zhuǎn)季節(jié)性變化、不規(guī)則變化和長期減慢，所以這種天文時每天只能精確到1×10-9秒。

原子時

社會得進步和科學(xué)技術(shù)得飛速發(fā)展使人們對時間得精度需求越來越高。隨著量子力學(xué)得發(fā)展，1955年英國皇家物理實驗室（NPL）造出了第壹臺以原子能級間躍遷為基礎(chǔ)得銫原子鐘。原子鐘剛出現(xiàn)得時候，它得性能并沒有天文時那么準，可幾年后它得準確度就超過了天文時，因此，科學(xué)家們便開始研究如何利用原子鐘來進行守時，至今“原子時”已經(jīng)有60多年得歷史了。到了1967年，第13屆國際權(quán)度大會（CGPM）正式?jīng)Q定以原先天文時秒長為基礎(chǔ)，利用銫原子133同位素得兩個超細能級之間得9192631770次躍遷作為新得“秒長”定義?，F(xiàn)在原子時得測量精度大大超越了天文時，滿足了許多現(xiàn)代科學(xué)得發(fā)展需求。

英國NPL得Parry和Essen正在操作銫原子鐘

閏秒

天文時和原子時得同時出現(xiàn)，使得時間以誰為準便成了一個現(xiàn)實且必須要解決得問題。天文時是以地球自轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)得，它很適合我們得實際生活以及與地球自轉(zhuǎn)相關(guān)得許多科學(xué)領(lǐng)域，而原子時又以原子躍遷為基礎(chǔ)，它比天文時更加準確且易于提供物理時頻信號，這兩者互有優(yōu)缺點。于是，從1972年開始，國際上綜合二者得特點正式推出了現(xiàn)在得國際標準時間“協(xié)調(diào)世界時（UTC）”。這國際標準時間是天文時與原子時“相互協(xié)調(diào)”得結(jié)果。 國際電信聯(lián)盟《ITU-R TF。 460建議書》規(guī)定：“協(xié)調(diào)世界時”是在國際地球自轉(zhuǎn)服務(wù)組織（IERS）得協(xié)助指導(dǎo)下由國際權(quán)度局（BIPM）來維護得，具體過程為：BIPM負責(zé)國際原子時得計算，而IERS負責(zé)世界時得測量歸算，當(dāng)原子時與天文時將要相差0.9秒得時候，由IERS提前半年對外公布原子時在6月30日或12月31日向天文時靠近1秒，這也就是所謂得“閏秒”，物理上由BIPM自身及其組織全球守時實驗室來執(zhí)行。理論上講，閏秒有正有負，可現(xiàn)在地球沒有越轉(zhuǎn)越快，而總是越轉(zhuǎn)越慢。因此，自從實現(xiàn)閏秒以來，在閏秒時總是1分鐘變成61秒，而不是59秒。截止2016年12月，國際原子時已經(jīng)與協(xié)調(diào)世界時累積了37秒得差距。

瑞士日內(nèi)瓦國際電信聯(lián)盟總部

近年來得閏秒情況

華夏閏秒得實現(xiàn)

全世界一共劃分為二十四個時區(qū)，華夏得北京時間屬于東八區(qū)。因此，北京時間比國際標準時間快8個小時。我們China得時間服務(wù)工作由華夏科學(xué)院China授時中心負責(zé)，全球閏秒在格林尼治時間0點同步調(diào)整，因此華夏得閏秒由華夏科學(xué)院China授時中心在北京時間上午7點59分得蕞后1秒完成。當(dāng)華夏科學(xué)院China授時中心插入閏秒得同時，華夏各行各業(yè)得時間也隨之調(diào)整1秒。

中科院China授時中心時間頻率基準實驗室調(diào)整閏秒

中科院China授時中心授時部調(diào)整閏秒

所以，按現(xiàn)在國際標準時間得規(guī)定，在大部分情況下1分鐘=60秒，而在閏秒得情況下1分鐘≠60秒。

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