明天時間多1秒,會給世界帶來什麼麻煩?
當然可能你不會察覺這一切,因為那會兒要麼你還在呼呼大睡,要麼就在手忙腳亂地擠早高峰,多一秒,少一秒無所謂。但對於某些行業來說,對多出來的這一秒要嚴陣以待,嚴防出亂子。 今天,壹讀君就來說說,多加進來的短短1秒將會給我們的生活帶來哪些影響? 決定用這一秒看手機時間怎麼跳的值班壹讀君丨張小羈 為什麼要多此一舉加「閏秒」 本來各國採用的時間計量系統是以地球自轉為基準的天文時,天文時藉助天文觀測到地球自轉的平均周期(也就是1日),然後將其等分為86400份(即一天24小時,一小時60分,一分60秒),得到秒長。長期以來科學界也一直認為地球自轉速率非常均勻,是一台相當靠譜的時鐘。 但20世紀中葉,人們發現地球其實並不靠譜,自轉、公轉的速率並不穩定,時快時慢,一天的長度並非恆定不變。隨著量子物理理論的發展,科學家發現,某些量子現象的時間穩定性遠遠優於天文現象,於是出現了利用量子現象測量時間的建議,即原子時或原子秒。1967年,國際計量大會決定用原子秒取代天文秒。 國際原子時是基於一種特定的銫原子的振蕩周期來確定,因此相對恆定不變,但是涉及到人類日常生活的晝夜變化,則取決於依地球自轉速度而變化的天文時。這不同步的兩個時間開始漸行漸遠,一時半會兒還沒什麼,時間長了,兩個時間積累的差異大了,終究會給人類生活帶來不便。
△陝西天文台兼國家授時中心的銫原子鐘 於是有了一個「折中」的時間——協調世界時(UTC)。1972年國際計量大會通過決議,設立協調世界時作為全世界通用的標準時間。當設在巴黎的國際地球自轉局(這個名字比賽博空間管理局還要帶感有沒有)通過原子時與天文時的監測數據,發現兩者之差達到0.9秒時,就向全世界發布公告,會在下一個6月或12月最後一天的最後一分鐘,對協調世界時撥快或撥慢1秒,閏秒就這樣產生了。 自1972年協調世界時正式使用至今,全球已經進行了25次閏秒調整,而這25次都是在等待趕不上趟的地球自轉,也就是說我們的時間一共增加了25秒。上一次閏秒就在2012年,今年6月30日將是第26次閏秒。 一秒能讓芬蘭的航空系統癱瘓 目前,我國很多領域的系統都是以計算機網路為基礎的傳輸平台。為了對設備進行精確控制,計算機系統、程序等也都與時鐘系統進行了連接,接收時鐘信號,維持系統時間統一。 因為計算機系統、程序等都是按照每分鐘60秒來進行工作的,通常認不出來07:59:60這個時間,於是,一頭霧水的系統就會不斷重複詢問這不規則的現象,導致中央處理器當機以及計算機系統的紊亂。 軟體和互聯網行業日新月異,每年都有大量代碼和程序被創作出來。但是,程序猿們總是忘記跟國際地球自轉局溝通一下,不會提前把幾年之後的閏秒寫到系統庫里,在編寫一些對通訊依賴較多的程序時,沒有意識到閏秒可能帶來的影響,埋下bug。如果代碼寫得太亂,閏秒來臨時找bug可能會變成災難性工作,程序猿蜀黍就又要加班了。 比如Linux系統的時間戳(utc timestamp),代表的是1970年到現在的秒數,到了某一年的時候突然要增加一秒的時間,對於一些非常依賴時間的計算機來說,它們不知道該如何靈活處理這忽然加進來的奇怪分子,原有的換算方法也會算錯一秒,於是引起無法正常工作的連鎖反應。比如程序猿寫一個任務,開始記個時間,結束記個時間,用結束時間減去開始時間,就知道任務花了多長時間,但這個時候閏秒如果加進來攪和……
2012年的那次閏秒,許多使用Linux操作系統和Java應用平台的軟體基礎平台無法處理這一秒,導致包括Reddit, Mozilla, FourSquare, Yelp, LinkedIn等在內一些流行網站和互聯網企業服務中斷。全球同步閏秒的調整還造成了芬蘭航空管理系統的癱瘓。 北斗:你閏你的,我是不會理你的 一些對時間精度要求較高的航天、通訊、電子等領域,調校時間並不是很容易的事,閏秒問題處理得不好影響也很大。 航天發射對時間精度要求很高,飛船1秒鐘可飛行將近8公里,如果無規律地差了1秒,可能造成飛船偏離原定軌道,威脅其安全。不過,發射基地的時間系統與國家時間基本同步,會自動進行閏秒調整,而 「天宮一號」、「神舟十號」等天上的衛星和飛船上的時間,是受控於地面的,進行時間比對後,「天上」和「天下」的時間將是一致的。 而全球衛星導航系統(GPS)的時標如果引入閏秒,勢必中斷定位、導航、授時的連續性。為了保持系統的連續性,美國GPS、中國北斗系統、歐洲伽利略都採用了不插入閏秒的時標。實際上GPS的時間系統和協調世界時有一個公式,因為這兩個時間系統在1980年1月6日0時是一致的,所以GPS時間系統=協調時+17秒(這是算上今年這次的)。GPS的時間被轉化後被用作協調時供全球使用。
日常生活方面,電信公司的系統時間一旦不準確,接收器和傳輸器的頻率就會不相符,人們在傳送電郵或通話時,就會出現數據流失的現象。當然既然提前說了要同步,調整過後,你的手機會根據通信基站發來的訊息自動調整。就連我們看電視,如果播出時鐘系統不恰當地引入閏秒,也極有可能由於同樣的原因造成傳輸網路中斷、控制系統紊亂,甚至資料庫系統故障崩潰,從而出現停播、錯播等。 金融領域方面,外匯匯率幾乎每秒在改變,一旦時間出現誤差,交易員就無法按理想匯率進行交易。上一秒買下一秒賣的系統可能被這多出來的一秒擾亂思路,發現不對勁然後當掉。 還記得「千年蟲」嗎? 當然,這些問題只要防患於未然,提前進行排查修復和調整,把隱患解決好,問題可以得到解決,但這種事,誰都很難保證。 機智的谷歌公司在閏秒到來前已先逐步在系統時鐘內增加毫秒,待閏秒降臨時,谷歌所有伺服器就無需停頓一秒,能照常運作。 對於有些系統來說,閏秒也不是什麼大不了的事情。有些程序可能所有時間都是和伺服器同步的,是一個獨立的系統,不會受到外在自然時間的影響;有些程序設計良好,模塊間耦合度低,只用在時間模塊中處理這些情況就能正常運行了。 其實這些情況你可能聽起來有點耳熟——2000年的「千年蟲」問題就是因為一些計算機系統無法識別2000年為閏年,到了2月29號直接忽略不過這天,或者老計算機系統的年份只用兩位十進位數來表示,99以後它就不知道該怎麼辦了,系統崩潰。 其實閏秒是為了5000年後的人類發愁 不得不說,閏秒這個東西還真挺煩,沒多大點兒的東西,但它一來就得提心弔膽,不知道萬千代碼中的哪個bug被激發了然後牽一髮動全身,所以想跟它say bye bye的呼聲很高,以後閏秒這個東西說不定哪天就被取消了。 引進閏秒的目的主要是為千秋萬代著想,多少年以後不想讓我們的後代伴著漫天星辰過正午12點。實際上,根據國際計量局測算,如果沒有閏秒,約5000年後原子時才和世界時差1小時。5000年!那時候的人類眼裡,今天的原子彈、移動通訊和基因工程都是是史前文明了!
那時候人們看我們的超級計算機,可能跟我們看這個的感覺差不多 正如我國卓越的領導人鄧小平同志指出的,「下一代比我們聰明。」這個折騰人的問題,還是交給他們解決比較好。 但更有意思的是,國際計量局工作人員曾詢問天文學家,閏秒這玩意兒有用嗎?許多人的第一反應都是閏秒有用。工作人員追問,那有啥用啊?他們說:「呃……」 事實上,以美國為代表的「實用派」,已經提出取消閏秒的建議。他們認為,既然原子時足夠精準,不如直接擯棄由地球和太陽構成的不準確「天然大鐘」,在軍事、商業、科學測繪等各個領域徹底採用原子時,畢竟這樣一勞永逸。在閏秒來臨時調校時間不僅花費人力物力,萬一不小心調錯了怎麼辦? 閏秒問題背後,原來還是英國和法國的相愛相殺 取消閏秒的建議,得到了義大利、德國、日本等十幾個國家的支持,其中法國最為堅定。 這其中還有一些有趣的淵源。法國和英國關於「誰來守護時間」的梁子早在1884年就結下了。在當年的華盛頓國際經度會議上,法國力推「巴黎標準時間」,結果被英國的「格林尼治時間」打敗。 如今,主要由法國人組成的國際計量局就表示,世界時間應該完全基於原子鐘。「繼續使用格林尼治時間,就等於允許世界上同時存在兩個時間。」 國際計量局總幹事阿麗雅斯還毫不客氣地指出。 作為格林尼治時間的發祥地,英國人可不這麼看。包括英國在內的一些國家認為,依靠「閏秒」調節世界時和原子時的方法已經沿用了40多年,這一方法能夠很好地繼續發揮作用。 在2011年的一次意見調查中,有13個國家支持廢除閏秒,3個國家反對,還有100多個國家說……
據據《中國質量報》報道,國際電信聯盟將在2015年下半年就取消閏秒進行表決,代表我國表決的工信部已經就取消閏秒取得共識,將投票支持取消閏秒。如果表決就取消閏秒取得共識,可能會有一個5年的緩衝期。 如果取消閏秒,協調世界時將回歸原子時,與以GPS、北斗為代表的原本就不閏秒的高準確時間頻率應用相一致,促成全世界使用一個統一的時標體系。 所以別煩了,很有可能這是你經歷的最後一次閏秒。
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