不存在的时间

2021-12-17 19:23墨菲
飞碟探索 2021年5期
关键词:原子钟原子世界

墨菲

这世界,真的有“不存在的时间”吗?

2017年1月1日07:59:60

北京时间2017年1月1日,白格尔的助理朱丽叶照常给物理学家白格尔送来早餐。房间里却不见白格尔的踪影,书房霉湿的空气让时间凝固了。在找寻无果后,朱丽叶确认了一个信息:白格尔失踪了!警察德不罗意接到报警赶来现场,经过勘察后却毫无头绪,唯一的线索是书桌上的一块电子表。这块电子表有些老旧,在晨曦的照射下闪烁着一丝神秘之光,手表上显示:2017年1月1日07:59:60。

怎么是这样一个奇怪的时间?07:59:59之后,难道不是08:00:00吗?07:59:60?怎么会平白无故地多出了1秒?

这样的时间不止一个

经验丰富的德不罗意很快就查出了一些线索,像2017年1月1日07:59:60这样的神秘时间,其实不止一个。

从1972年开始,这样的神秘时间出现的次数竟还有27次!德不罗意特意为此整理出了一张表格。

但是,按照以上线索,2017年并没有出现与之相同的时间啊,所有资料显示的都是23:59:60,为什么在白格尔的电子表上却显示出07:59:60这个时间呢?德不罗意只好找到另一位科学家冯诺,希望冯诺帮他梳理出真相。冯诺一眼就看出了这个时间的奥秘:按照格林尼治标准时间,应该是2016年12月31日23时59分60秒。白格尔所在的北京市处于东八时区,所以电子表上显示的时间是2017年1月1日7时59分60秒。这才是这个神秘时间的真相。

也就是说,2017年1月1日07:59:60,其实也就是2016年12月31日23:59:60。当目标集中到23:59:60这个时间上,我们应该知道,它还有另一个名字,叫作闰秒。

神秘时间:闰秒

真相找到了,它就是闰秒。

闰秒与闰月,本质上并没有什么区别。闰秒的起因在于,人类社会有两种时间计量系统:以原子振荡周期确定的“原子时”, 基于地球自转的天文测量得出的“世界时”。

“原子时”采用量子现象测量时间,是一种绝对计时系统,它不受类似于潮汐摩擦等外界因素的影响,更为稳定而精准,它规定一天的时间是86 400秒。“世界时”以地球自转来确定时间,但因为地球自转速率并非完全均匀,受到潮汐摩擦、地球半径胀缩、地球物质分布不均匀、板块运动等影响,世界时秒长会有微小变化,例如某一天的实际时间会是86 400.007秒。随着时间推移,一个世界下的两个时间之间的差异会越来越大。也许过了一两年,“原子时”和“世界时”就会相差1秒。为了解决这一问题,便出现了“协调世界时”。

协调世界时(UTC)是世界时与原子时秒长折中协调的产物,是以原子时秒长为基础,在时刻上尽量接近世界时的一种时间计量系统。协调世界时规定,每当地球自转变化引起的时间误差积累到与原子钟相差接近1秒(超过0.9秒)时,就要人为地增加或减少1秒,使两者重新协调一致。

增加(或减少)的那1秒,就是“不存在的时间”,也被称为“闰秒”(或负闰秒)。更通俗地说,之所以要有“闰秒”,是为了能使日当正午(太阳在天空最高处时)时钟表显示的时间与真实的时间匹配。

闰秒的人为添加一般在格林尼治时间6月30日或者12月31日的最后一瞬间实行。所以才会有“23:59:60”的特殊时间现象。

截至目前,由于地球自转趋于变慢,全球已经进行了27次闰秒调整。最后一次调整时间是2016年12月31日,对应的北京时间正好是2017年1月1日。

“不存在的时间”的可怕

德不罗意基本可以确认,白格尔进入了这个“不存在的时间”。他突然担心起来,因为他深知“不存在的时间”的可怕。多出来的1秒,转瞬即逝。它就像是在沙漠中随意抓起的一把沙子,在指缝中不经意就流走。无论多1秒还是少1秒,对普通人的生活似乎没有任何影响。但是,千万不要小看了这1秒。

在2012年的闰秒调整中,不少知名网站都陷入了临时服务中断,包括LinkedIn、Reddit、Yelp、Mozilla、Foursquare 等都报告了系统崩溃的情况,Linux 操作系统和应用编程语言Java编写的程序也出现了问题。

在对时间精度要求极高的领域,多1秒或者少1秒便是天地之别。

No.1 航天领域

在航天领域,1秒足够让飞船飞出将近8千米的路程。如果无规律地差上1秒,飞船轨道就可能偏移,着陆点就会差上十万八千里。

No.2 全球定位系统

在全球定位系统中,如果贸然引入闰秒,会中断定位、导航、授时的连续性。所以,美国的GPS、中国的北斗导航系统和欧洲的伽利略导航系统都没有引入闰秒。目前,全球定位系统时标与协调世界时已经累计有17秒时差。

No.3 电信领域

在电信领域,多出1秒或者少了1秒,接收器和传输器的频率就会不相符,人们在进行通话时,就会出现数据流失的现象。如果电视播出时钟系统不恰当地引入闰秒,也极有可能由于同样的原因造成传输网络中断、控制系统紊乱,甚至数据库系统故障、崩溃,出现停播、错播等现象。

No.4 金融领域

在金融領域,1秒价值千金。外汇汇率变动的时间单位介于秒和毫秒之间,一旦时间出现误差,即便是短短1秒,都会影响交易的正常进行。在2015年的闰秒调整中,全球多个交易所都主动采取措施,对交易时间进行了相应调整。

No.5 计算机相关领域

在计算机相关领域,1秒是服务器“不能承受之重”。计算机系统和程序按每分钟60秒设定,当闰秒发生时,计算机或服务器系统会因无法识别“两个连续的相同秒数”而显得“无所适从”,中央处理器可能因系统的不断询问而死机,并产生一系列糟糕的连锁反应。

1秒,可以如流沙从指缝中滑落;1秒,也可以于瞬间改变寰宇万物。

不存在的时间存在的原因

不存在的时间,它却实实在在存在着,这像是一个悖论,却又不是。所以,其中必然有原因。

原子钟的出现,让时间尺度的计量到达了一个极其精准的程度,千万分之一的误差,让这种计时方式每2000万年才会有1秒的误差。人类完全可以采用原子钟来计时,取消“闰秒”这个原本不存在的时间。要让全世界在同一瞬间增加1个闰秒,需要付出许多人力、财力成本。何况闰秒的出现还伴随着无规律性和不可预知性,稍有疏忽就可能使世界因为时间的误差而发生混乱。取消闰秒,直接采用原子钟,便可以一劳永逸地解决这个时间难题。

但人类并没有这么做,为什么呢?本质原因在于:为了主观感知,人类才对原本可以精准的时间做了小小修正。

日出而作,日落而息,我们在这个星球上已经凭五官感知生存了太长时间。我们是自然的产物,并不是机器,所以仍然需要感知自然中的节律。如果没有这个“不存在的时间”,5000年后,原子时和世界时可能相差1小时。随着时间拉长,世界与时间之间的差异也会越来越大,历史记载中的“时间”,将令后人难以理解,时间文化的意义也会随着时间的流逝而慢慢消解。取消闰秒,人类就摆脱了感官对地球自转与日月更替的依赖,但从此就只能孤独地在宇宙中奔跑,长期以来形成的时间与大自然的联系也就此割裂,白天不再是白天,黑夜也不再是黑夜。

在人与物的权衡之中,人占据了上风,不存在的时间最终还是找到了存在的理由。人类给时间多加的这1秒,终究是为了能够迁就自己的五官感知。

我们可以多出更多秒

德不罗意还沉迷于思考时间的本质,失踪的物理学家白格尔,已经面带微笑站在他面前。德不罗意道:“真羡慕你,去了那个不存在的时间的世界。你比别人多出1秒,是乘时光机器过去的吗?”白格尔摇了摇头:“没有那么神秘,不需要时光机器,只要增加时间的厚度就行了,你可以多出很多秒。”德不罗意有点不大明白,略带崇拜地看着白格尔。

白格尔缓缓解释:“流逝的时间可以被平行利用。有限的时间虽然不能被延长,我们却可以增加它的厚度。你可以把自己的时间输入另一个平行世界,在那里创造另一种价值。”德不罗意似懂非懂地点点头,思忖其中的含义。

逝者如斯夫,不舍昼夜。时间一旦流逝,便再不复返。它像流沙一样从指缝中溜走,对此我们却无能为力。人类总是不甘心让时间逝去,总希望拥有更多时间,所以,历史上总有一些人希望长生不老,渴望获得永生。很明显,在较长的一段时间内,这种操作都被证明行不通。

白格尔提供了另一种思路:我们虽然不能延长生命的时间,却可以增加它的厚度。也就是说,时间不是单线程,它是多线程的。它也可以是一种量子态,创造出N 个平行时间。如果是这样,新的时间就被创造出来了。这看似不可能的事情,其实已经有人在现实层面操作了。增加时间的厚度,是完全可以实现的。

每个人的时间珍贵且稀缺,人生可能只有3万天。但时间如果可以得到合理规划、充分利用 ,那就创造了更多平行时间。“自然时间”有限,但“社会时间”无穷。这不仅是时间在叠加,甚至是更多人生在叠加。也许我们只是个普通人,这样的生命却可以更丰厚。

“不存在的时间”会消失吗?

看到这里,你已经知道:世界上不存在“不存在的时间”。所以,23:59:60这个“不存在的时间”,会回到不存在的状态从此消失吗?此前所有的闰秒调整中,由于地球自转变慢的影响,均为正闰秒。但在过去的2020年,地球的自转速度明显加快。2020年7月19日,地球自转一天的时间比24小时短了1.4602毫秒,这是有记录以来最短的一天。如果地球自转速度持续加快,未来“负闰秒”也可能出现。也就是说,不仅23:59:60没有了,23:59:59也有可能消失。

近年来,地球的自转愈发走向无规律。这种正与负闰秒的调整,也正在变成一种时间负担。因此,完全采用原子时的呼声也越发强烈。如果采用原子時,抛弃闰秒,人们将一劳永逸地解决增减时间的烦恼。

在2023年举办的世界无线电通信大会上,将会决定“不存在时间”的命运。如果人类最终选择走向客观,走进真正的原子钟时代,那么在遥远的未来,远古时代所说的正午,届时可能已是一幅星斗满天之景。那个时候的人们,或许已经不再记得曾有过23:59:60这样一个时间。

多出来的这1秒,可能会重新归还给时光机器。

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