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今年的新曆年,將會在寒冬中晚一點點到來。原因是:為了讓曆法配合上地球自轉的腳步,我們得多加一秒鐘。潤秒已經不是新鮮事,自1972年以來,我們已經在630日或是1231日這兩天,共加了22秒。但是在今年11月的會議中,聯合國負責發佈標準時間的「國際電信聯盟」無線電通訊部門聲明,這也許是最後一次潤秒了。天文學家、歷史學家及其他許多學者,皆對於往後即將廢除潤秒感到苦惱,並且對於時間配合地球自轉的議題,展開熱烈的討論。

為了這一秒鐘,人們會花多少時間討論?美國國家標準與技術局(NIST,位於科羅拉多州波爾德市)時間與頻率部門的物理學家列文(Judah Levine)表示:「這場論戰已經進行五年了。」廢除潤秒的消息在今年7月才公諸於世,多虧德國法蘭克福「地球定位中心」的主任甘比斯根據「國際地球自轉與參考系統服務(IERS),給予各界計時官員的一封郵件。這個機構負責決定何時潤秒。

潤秒之所以必要,是因為地球自轉逐漸以不規則的速度減緩。自轉的改變則因為月球產生的潮汐力,以及因地球外核液體攪動和大氣蒸發循環(赤道蒸發的水氣於地極凝結成冰,並週期性融化)產生的慣性效應。

目前我們的計時系統是一種折衷方案,它在最精準的計時方式(原子鐘),以及以太陽位置來考量的傳統計時方式之間擺盪。列文說,對於那些希望終止潤秒的人們而言,「最基本的量測量不是時間而是頻率,而頻率來自於量子力學;這是原子的一種特性。這些人真正的想法是,讓時間能以平穩、連續的頻率來表示。」列文並非以NIST的官方身份發言,但他卻將在今年121日,正式通知各國當局於該月的月底進行潤秒。

以頻率做為計時標準的主要擁護者,是那些與現代電信系統運作相關的人。例如全球定位系統就未加入潤秒的調校,2003年便因此發生一次明顯的問題:在前一次潤秒後,時間的長度使得某些GPS接收器內建的計時器故障,結果顯示出的時間為62:28:15

為了顯示潤秒所產生的問題,列文還提及航行時會遇到的情況。他解釋:「每當有潤秒,正在移動的東西會持續移動,但是秒針會停止。因此那些必須處理物體行進的人會希望廢除潤秒。」NIST時間與頻率部門主任歐布賴恩(Thomas O’Brian)補充道,潤秒的發生還是無法預期的。一直到20057月,IERS都還未決定今年是否潤秒,這種情況可是七年來頭一遭。為了不讓時間與日夜時序漂移得太遠,主張廢除潤秒的人可能會需要在每幾百年潤個幾分鐘。

列文又說,目前的折衷系統還帶來了一些混亂。其中一個是,潤秒發生在亞洲和澳洲的日間,時間會在貨運進行當下「跳針」。另一個例子是,只要存在越多種時間刻度,程式設計師在計算上就越容易犯錯。

天文學家對於此舉則深感沮喪,因為如此一來,時間便會與地球的自轉漸行漸遠,就像將金本位制度從貨幣制度移除一樣。英國皇家天文學會的地球物理學會長海普古德(Mike Hapgood)表示,「我們必須知道地球的方位才能將無線電對準」太空船進行通訊。他認為,要去修正這些裝備成本高昂。

並非每位天文學家都認為時間的調校是個艱鉅的任務。美國康乃爾大學的天文學家、也是波多黎各阿雷西波天文台前任台長的坎貝爾(Donald Campbell)就認為,重新寫個軟體來調校原子時間系統和宇宙時間系統之間的差異,並不是什麼大不了的事。

就算成本可以忽略不計,歷史和傳統的意識卻不能被遺忘。畢竟數千年來,人類的時間都是追隨著太陽的腳步而行,而不是依據原子的震盪。

【本文轉載自科學人200512月號】

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