時間不同步,閏秒該怎麼加?

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圖片來源:Michael Macor/The San Francisco Chronicle via Getty Images

人類一直尋找準確計時的方法,有以天文學為基準的天文時間(Astronomical Time)、有上世紀 50 年代面世的原子鐘,以原子振動頻率為依據的原子時(Atomic Time);時間流逝速度似乎已在人類掌握中。不過,天文時間及原子時本身有極微小差距,假以時日天文時間就會比原子時慢。11 月 20 日在杜拜舉行的世界無線電通信大會(WRC),其中議程便要討論兩個時間的同步問題 —— 如何加入閏秒

你感覺不到的落差,其實是個大麻煩

基於地球自轉的時間計算,與人類計時史一樣古老;而更精確的原子時雖然只有數十年歷史,但已在今天為我們不同數碼設備提供穩定計時。由於地球自轉速度並非固定,平太陽時秒長亦不均,每年天文時間與原子時可能出現些許差距。原本就依靠天文時間的人類不會察覺地球自轉減慢,但在飛機著陸、股票交易計時等方面,時間精確變得愈來愈重要。為此,協調世界時(UTC)於 1972 年面世,並每隔幾年短暫暫停原子鐘,亦會在稍慢的天文時間插入閏秒來同步。

閏秒規定,每當兩個時鐘相差超過 0.9 秒時,就引入 1 秒鐘。如此,時間與自然世界、天文學傳統得以維持連繫,社會可以適應數碼技術,兩個時間可以協調並同步。過去 50 年閏秒已落實 27 次,不過「紐約時報」報道指,很難準確預測何時需要閏秒,科技公司和各國計時員也愈感頭痛,科企巨頭 Google、Amazon、Meta 等更自行開發協調兩種時間的方式,基本上繞過閏秒。以 Meta 為例,該企業選擇在 17 個小時內以千分一秒(millisecond,毫秒)為單位增潤時間,而非在某個時間插入一整秒。國際度量衡局(BIPM)時間部負責人 Patrizia Tavella 形容:「大家把全世界的時間搞亂。」

改變閏秒方式,涉及國家安全?

同樣有感問題棘手的美國國家標準技術研究所(NIST),其時間和頻率網絡同步項目負責人 Judah Levine 在大會召開前便撰寫論文,提出新的解決方案:閏分鐘。Levine 的想法是,降低兩個時間的同步頻率,譬如設定在每半個世紀同步一次,讓原子時與天文時彼此偏離 60 秒甚至更長,這樣計算的人便不必精準測度以秒計的時間差異。Levine 形容:「我們都需要放鬆一點。」美國海軍天文台授時部前負責人 Demetrios Matsakis 認同建議,但指該提案面對的最大難題,其實在於國際社會的既得利益者,及一些強烈意見。

去年 11 月國際度量衡大會(CGPM)決議要求國際電信聯盟(ITU)考慮改變標準時間的定義,但未有提出任何建議。堅持保留閏秒的一方就有俄羅斯,原因可能涉及該國的格洛納斯衛星系統(GLONASS)建造時因應計算閏秒,一旦改變目前的計時方法,將需要安裝新的衛星和地面站,對軍事構成影響。NIST 時間和頻率部門負責人 Elizabeth Donley 坦言對於俄羅斯的堅持,「沒有人完全理解。這可能牽涉國家安全問題。俄羅斯從來沒有真正給出答案」。美國學者們對即將舉行的世界無線電通訊大會,能否就閏秒問題達成共識並不樂觀,因為任何擬議的變更,均需包括俄羅斯在內的所有與會國家達成共識。