一天有多少秒

李忠东

天到底有多少秒？这个问题随便问哪个同学都能告诉你：一天有24小时，1小时有60分钟，一分钟有60秒，一天当然有86400秒了。然而，这个答案正确吗？

地球自转在变慢

地球上的一天是由地球的自转速度决定的，而地球的自转与天体的形成过程有关。

在太阳系形成的初期，新生的太阳周围围绕着旋转的气体和尘埃盘。尘埃盘是尘埃微粒最开始囚摩擦起电而聚集成的，后来在引力作用下通过碰撞而増大，这个碰撞过程使行星产生了自转。地球绕自转轴自西向东转动，从北极点上空看呈逆时针旋转，从南极点上空看呈顺时针旋转。

我们之所以感觉不到地球在旋转，是因为我们跟随其自转，在惯性作用下感觉不出来。其实生活中的一些景象可以证明地球在自转，例如水流的漩涡方向，不管水盆放水产生的漩涡，还是江河湖海里面因为特殊现象产生的漩涡，都是有规律的。其中北半球水流漩涡的方向都是逆时针，南半球水流漩涡的方向都是顺时针，再比如东西走向的马路在北半球是南边磨损严重到了南半球则是北边磨损严重。

科学家通过长期研究得出结论，地球自转速度有可能阶段性变快，但长期趋势只可能变慢。这种变化使1日的时长在一个世纪内增长1～2毫秒。主要原因是月球的引力。海洋覆盖地球表面70.8%的区域，亿万吨海水被月球引力吸引形成“潮汐摩擦”。潮汐传播的方向自东向西，与地球自转方向相反。它会引起地球固体部分和海水部分产生摩擦，摩擦产生热量并散发出去，消耗了地球自转的动能，就像给地球踩了“刹车”一样，使得自转逐渐減慢。

另外，如果地球的质量分布发生变化，就可能改变自转速率，比如地震对地球自转速率的影响就比较明显。

补上失去的时间

目前，世界上有两种时间计量系统：基于原子振荡周期的“原子时”和基于地球自转的“世界时”。

“原子时”由原子钟产生，现在的锶原子光晶格钟稳定度相当于160亿年不差1秒。“原子时”1小时60分钟，1分钟60秒，一天就是86400秒，各国都在使用。“世界时”指格林尼治所在地的标准时间，是根据地球自转时间定义1天的时间，很稳定，一天的时间也是86400秒。

不过，事实上地球自转经常会因为海洋或大气等因素而时快时慢，所以“世界时”不完全准时，与“原子时”相比每一天有千分之一秒的差別。这误差看似微不足道，但日积月累差异会越来越大。

为了兼顾两种计时系统，科学家规定了“协调世界时”，它以“原子时”秒长为基础，在时刻上尽量接近“世界时”。这样钟表时间宏观上是“世界时”，微观上是“原子时”。

972年，国际计量大会決定，当两种计时系统的时刻相差达到0.9秒时，“协调世界时”就增加或減少秒，以尽量接近“世界时”，这个修正被称作“闰秒”。闰秒一般被安插在23时59分59秒，按照正常情况，下秒应为0时0分0秒，但加入闰秒后，时钟则显示为23时59分60秒，之后再进入0时0分0秒。闰秒的安插日期有4个选择，6月30日、12月31日、3月31日，以及9月30日，具体由国际地球自转服务局通过监测地球自转速度，统一规定和发布。

从20世纪70年代以来，全球已进行了27次闰秒调整，最近一次调整是在2016年除タ。这27次都是在弥补因为地球自转变慢所产生的时间滞后，也就是说我们的时间一共增加了27秒

减去多出的时间

増加1秒，普通人根本察觉不出来，然而对某些行业的影响非同小可其中对闰秒最敏感的是计算机相关领域。当闰秒发生时，计算机或服务器系统会因为无法识别两个连续的相同秒数而不知所措，中央处理器可能因系统不断询问而“死机”，电子邮件可能迷失“方向”，甚至重要数据可能会丢失，所以实施闰秒会直接影响包括航空、通信和金融等需要精准对时的领域。

由于闰秒的出现是不可预测的，因此调整措施不能提前设定，这就增加了计算机“搞定”这一秒的难度。为了破解闰秒难题，各大计算机公司各有策略。美国谷歌公司把增加的1秒分解成若干毫秒，逐步添加到系统时钟的更新中，从而确保系统不中断;微软的视窗操作系统则忽略闰秒，在它增加之后再调整到与“协调世界时”同步。

为了不中断定位、导航、授时的连续性，作为对时间精度要求极高的全球主流卫星导航系统，如美国全球定位系统、中国北斗卫星导航系统和欧洲伽利略卫星导航系统，都选择不插入闰秒，这样就与“协调世界时”之间已经累计27秒时差。

尽管地球一次自转不足86400秒，但是科学家也注意到，地球自转速率从2020年的年中以来呈加快趋势。在2020年之前，2005年7月5日是有记录的最短一天，比86400秒快了1.0516毫秒而在2020年中，这项记录被打破了28次，一天时长平均少了0.5秒。如果继续下去，也许就要考虑用“负闰秒取代闰秒。所谓负闰秒，当然就是和闰秒反其道而行，定时要减1秒。

现在，闰秒制度可以确保天文观测与时钟时间同步，但对于某些数据资料和电信基础结构而言，可能也会产生麻烦，因此取消闰秒，采用先进技术运算的“原子时”取代“世界时”的呼声很高。但反对者认为，时间“成不变”产生的问题更严重。如果采用精准的“原子时”，随着地球越转越慢，许多年后时间与昼夜交替将无法匹配，太阳可能在下午1点オ升到正空。事实上，这样的争执已经存在了很多年。

2023年，闰秒的存废将在国际电信联盟通信大会上通过表决来确定。