閏秒即將成為歷史。

現(xiàn)行公歷中，除了有閏年，還有偶爾出現(xiàn)的“閏秒”，每當閏秒來臨，全球的“協(xié)調世界時”都會同時增加一秒。

(資料圖)

然而就在18日，法國巴黎舉行的度量衡大會（CGPM）上，科學家和政府代表投票決定取消閏秒。這項決議到2035年開始實施，具體細節(jié)還在討論中。

加拿大哈利法克斯計量研究中心負責人喬吉特·麥克唐納 (Georgette Macdonald) 評價道，閏秒破壞了基于精確計時的時間系統(tǒng)，可能在數(shù)字時代造成嚴重的破壞。

就在不久前，F(xiàn)acebook母公司Meta的工程師們也聯(lián)名發(fā)表了一篇博客，呼吁取消閏秒。包括微軟、谷歌和亞馬遜在內的科技巨頭紛紛表示贊同，美國和法國的計時機構也認同了這一請愿。

Meta的工程師們發(fā)表的博客｜Engineering at Meta

這套已經沿用了五十年、寫進了各國中小學課本的閏秒制度，為什么突然就成了各大科技公司的眼中釘呢？

時間加一秒，計算機大崩潰

科學上有兩種時間計量系統(tǒng)：基于地球自轉的天文測量而得出的“世界時”，和以原子振蕩周期確定的“原子時”。由于兩種時間尺度對秒的測量方法不同，隨著時間推移，兩個計時系統(tǒng)的結果會出現(xiàn)差異，因此有了“協(xié)調世界時”的概念。

1972年，國際計量大會決定，當“世界時”與“原子時” 之間的時刻相差超過0.9秒時，就在“協(xié)調世界時”上加上或減去1秒，以盡量接近“世界時”，這就是閏秒。自1972年至今，閏秒已經增加了27次。

這小小的一秒對于我們的生活來說也許并沒有什么影響，很多人甚至察覺不到，但對于計算機來說，這一秒足以令系統(tǒng)大規(guī)模崩潰。

說到因為時間計量造成的計算機崩潰，大家更熟悉的可能是“千年蟲”。

千年蟲（Year 2000 problem）

上世紀60年代，當時電腦內存和外部存儲介質的成本很高，為了節(jié)省硬件成本，最早的女性程序員之——葛麗絲·霍普開發(fā)了六位數(shù)的日期存儲方式，分別用兩位數(shù)字來表示年、月、日，四位數(shù)的年份，只保留最后兩位的數(shù)字。

這個習慣被COBOL語言繼承了下來，進而傳播到了整個計算機程序界。但當人們步入二十一世紀時，一些使用六位數(shù)日期的電腦很可能無法識別2000年的00究竟指的是1900年還是2000年，從而導致了大規(guī)模的程序錯亂。

每次閏秒的調整也會給互聯(lián)網帶來類似的麻煩。

和千年蟲不同，由于地球的自轉受到海洋、大氣、地核運動等多種因素影響，所以閏秒的增加時機不確定，無法被提前寫進系統(tǒng)，一旦互聯(lián)網上的時間突然多出1秒，很多程序會認為“時間沒有繼續(xù)向前走，而是退回去了”，這違反了計算機的內在邏輯，錯誤就會由此而生。

閏秒出現(xiàn)時，時鐘在走到一天的盡頭時，不會直接變成0點，而是會多出一個“59分60秒”｜Qualys

在互聯(lián)網承載了越來越多功能的今天，這樣的事件屢見不鮮。2012年6月30日午夜，當閏秒被添加入世界原子鐘時，Reddit服務器無法與之同步，整個論壇宕機了40分鐘。Mozilla、Gawker以及使用各種Linux服務器都遭遇了同樣的閏秒問題。

2015年1月，兩家澳大利亞航空公司的系統(tǒng)因為閏秒癱瘓了48分鐘，工作人員只能被迫用紙張辦理登記手續(xù)。2015年的6月30日，閏秒的增加同樣產生了影響，讓推特的推文時間顯示出現(xiàn)了錯誤。Instagram、Pinterest、Netflix和亞馬遜等網站服務器崩潰，多個網站離線了約40分鐘。

還有用戶表示，他們的安卓手機和手表在距離7月1日還有幾個小時時就把日期設為了7月1日。

哪怕是提前做好準備，也免不了在閏秒來臨時遭遇宕機。2015年6月30日，為了避免閏秒帶來的更不可控的影響，美國洲際交易所集團在經歷閏秒時主動停止運營了61分鐘。

為了這一秒鐘的修正，可是耽誤了無數(shù)程序員和用戶的時間，更造成了難以計算的經濟損失。也難怪各大科技公司都呼吁要取消閏秒。

你說的秒是什么秒

閏秒這么麻煩的東西，到底為什么存在呢？

遠古時期，人們就開始用太陽的東升西落來計算時間，古代學者將平均太陽日平分為24小時，再以60進制為基礎，創(chuàng)造了分和現(xiàn)代的秒作為時間單位，這種以地球自轉對太陽的周期為基準測量得出的時間就是太陽時。

但地球自轉的周期并不是恒定的，而是在不斷變慢，每天的日子也越變越長。13億年前，地球每年有500多天，每年有13-14個月。因為太陽和月亮的潮汐力作用引起了摩擦，產生的熱量被耗散掉，消耗了地球自轉的動能，使得其轉動變慢。

隨著時代發(fā)展，傳統(tǒng)的世界時計量法很難再滿足人們的需要，特別在太空探測、通信導航、天文觀測、工業(yè)自動化等對時間精確度要求極高的領域更是如此。所以人們發(fā)明了計時更準確的原子鐘。原子內部震蕩不受外界環(huán)境影響，因此非常穩(wěn)定和精確，以這種固定秒長計量的時間，其精確度每天快慢不超過千萬分之一秒。

但隨著時間推移，國際原子時和世界時這兩個系統(tǒng)會出現(xiàn)差異，時間越長，這種差異就會越大。于是，國際計量大會在1972年決定，當“世界時”與“原子時” 之間時刻相差超過0.9秒時，就在“協(xié)調世界時”上加上或減去1秒，以盡量接近“世界時”，這就是閏秒。

由于地球自轉周期難以預測，所以國際地球自轉服務只能每半年宣布一次是否會在未來六個月后插入閏秒。

從1972年到今天，閏秒已經增加了27次。

不要閏秒，我們怎么辦？

哪怕運行140億年，原子鐘的時間精度差也能保持在十分之一秒之內，為了讓原子鐘和世界時盡量保持一致，人們只能不斷地插入閏秒，讓程序員們們加班加點地處理bug。

但除了現(xiàn)行的方法，也不是沒有其他處理閏秒問題。

最簡單粗暴的方法就是在插入閏秒前停止NTP時鐘同步服務，待閏秒結束后再開啟，斷同步保平安。但這個方法成本太高，并且可能會帶來其他影響。

目前，國際大公司通用的解決方案就是“閏抹”，提前將一閏秒分成許多份，再平均分配到一大段時間中慢慢增加。谷歌和亞馬遜會將一閏秒平均插入到24小時中，屆時剛好和“協(xié)調世界時”同步。2015年，日本股票交易所提前將這一秒平均分成7200份，分攤到兩個小時里，在分攤結束時間恢復同步時，剛好趕上開市。

時間是文明的坐標，是跨文化地區(qū)合作的基準，因為有了時間的概念，我們才能夠穿越空間相約在一起。時間不完全準確就沒有意義，可以說計時能力是文明發(fā)展程度的度量衡之一。如今，我們的文明已經走到了能用原子鐘來計時這一步，如果繼續(xù)向下深入，說不定還會有更準確的方法來計量時間。

雖然閏秒即將退出歷史舞臺，但世界時與原子時之間的微小差異仍然存在，解決方案仍在討論中。

有專家認為，可以等時間差異累計到一分鐘的時候再做統(tǒng)一更改，也有人認為可以把太陽時和協(xié)調世界時分離開，各走各的。但可以確定的是，當時間差異拉大到一秒以上，我們就能有更多的余裕去調和這種差異。

參考文獻

[1]"Leap Second - Wikipedia". 2022. En.Wikipedia.Org. https://en.wikipedia.org/wiki/Leap_second.

[2]Phillips, By Alexa, By Hannah Furness, By Chanel Zagon, By Gareth Davies, By Raven Saunt, and By Gary Buchanan. 2015.

[3]"Leap Second Confuses Twitter And Android ". The Telegraph. https://www.telegraph.co.uk/news/science/science-news/11710148/Leap-Second-confuses-Twitter-and-Android.html.

[4]"Bloomberg - Are You A Robot?". 2022. Bloomberg.Com. https://www.bloomberg.com/news/articles/2015-06-28/with-61-seconds-in-a-minute-markets-brace-for-trouble.

[5]Nast, Condé. 2012. ""Leap Second" Bug Wreaks Havoc Across Web". WIRED. https://www.wired.com/2012/07/leap-second-bug-wreaks-havoc-with-java-linux/.

作者：莎士比利

封面圖來源：Qualys

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來源：果殼

標簽： 協(xié)調世界時 地球自轉 的工程師