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什么时钟上会出现23:59:60这种特殊显示

时间:2020-04-30 12:43:59 作者: 来源:51区未解之谜网 手机阅读

什么钟会有23: 59: 60的特殊显示

陶志尧的“中国百科全书数据库”

人类很早就通过像太阳的升降和月亮的不圆这样的天文现象来认识时间。然而,人类已知的最早时间单位不是“年”或“月”,而是具有更明显周期性的“日”。“日”的概念是通过观察太阳在东方和西方的升降而逐渐出现的。随着人类社会的发展,人们通过累计计算“日”来创造“日”的概念,并进一步形成更精确的时间间隔,如小时、分钟、秒等。通过提炼“天”。

过去,人们习惯把地球看作一个标准时钟。无论是过去的日晷还是现代的机械钟,太阳、月亮和恒星都是以地球自转形成的“升”和“降”为参考标准。目前,科学上有两种时间测量系统:基于地球自转的天文测量的世界时间和由原子振荡周期确定的原子时间。

格林尼治时

人们首先用地球的自转来测量时间,它的基本单位是平太阳日,通常被称为一天。这个基于地球自转的时间测量系统被称为世界时间。世界时间成立于1884年。它是由天文学观测到的地球自转的平均周期来衡量的。1/86400平太阳日是世界时间的1秒。世界时间可以通过天文观测来测量。晴朗的夜晚限制了天文观测。为了在任何时间获得世界时间,天文时间结果应使用精密计时器记录,外推的世界时间应根据计时器的操作规则随时显示。这种工作叫做守时。天文台使用各种传输方法来广播准确的世界时间,为各种用户服务。这种工作被称为时间服务或计时。

原子时间

科学技术的发展逐渐揭示了物理现象的时间稳定性优于天文现象。随着量子物理学的诞生和发展,科学家们开始用量子现象来测量时间。1948年,英国制造了世界上第一个原子钟。随后,美国、加拿大等国家也相继开发了原子钟。第一个铯原子钟诞生于1955年。它是利用铯原子的稳定振荡速率制成的。当比较天文学时,原子时间标度被定义为秒(见原子时间秒的定义),然后累积秒来获得分钟、小时、天和年。因为原子的内部振荡不受外部环境的影响,所以非常稳定和准确。时差可以是每天不到百万分之一秒。1967年,国际计量会议决定用原子秒取代天文秒。原子时的起点设定在1958年1月1日00点,这意味着此时原子时与世界时重合。

当两个系统妥协产生一个协调的世界时

由于地球的自转速度并不十分均匀,世界时间的第二长度将略有不同,速度和速度之差每天可达千分之几秒。原子时间比世界时间更精确,它的速度不超过每天百万分之一秒。随着时间的推移,原子时间和世界时间之间的差异会越来越大。为了解决这一矛盾,国际社会决定采用“协调世界时间”系统来协调地球自转和原子钟。也就是说,它规定使用原子时间和世界时间之间的时标来传输和广播标准时间和频率信号。这种时标是世界时和原子时以及秒长度之间的折衷和协调的结果,所以它被称为协调世界时(UTC)。目前,世界通用的主流时间标准是协调世界时。

协调世界时是一种基于原子时间和秒长度的时间测量系统,在时间上尽可能接近协调世界时。从1960年到1971年,通过频率调整和无线电秒信号跳跃(也称为跳跃秒),它所代表的时间和世界时间之差保持在+/-0.1秒(1963年以前是+/-0.05秒)。每年的频率调整和秒跃值是根据前一年的天文观测确定的。由于频率调整,世界协调时的第二长度逐年变化。这给实际应用带来了很多不便。自1972年1月1日起,频率调整被取消,规定协调世界秒的时间长度严格等于原子时间-秒的长度。如有必要,调整一整秒,也就是说,每当地球自转变化引起的时间误差累积到与原子钟接近一秒时,时钟就会人为地增加或减少一秒,从而使两者再次协调起来。钟自然每跳一分钟有61秒。正因为这一分钟比一秒钟长,所以也被称为“闰秒”(负一秒钟被称为负闰秒或负闰秒)。第二次跳跃调整通常在格林威治标准时间6月30日或12月31日的最后时刻实施。这时,会有一个特殊的时间现象“23:59:60”。地球的自转基本上趋于减速,所以到目前为止还没有出现负秒跳跃。

闰秒的影响是什么

闰秒的调整可能根本不会被普通人注意到。然而,对于一些需要极高时间精度的领域和行业,例如航空航天和无线通信,例如航空空,这种短时间可能使情况变得极其复杂。航天飞机每秒钟的飞行距离接近8公里。如果有一秒钟的不规则差异,宇宙飞船可能偏离其原始轨道。一旦电信公司的系统时间不准确,它将与接收器和发送器的频率不匹配,并且在发送电子邮件或呼叫时会发生数据丢失。此外,对于电子、金融、军事和其他需要精确时间的领域,一秒钟的误差也可能对整个系统造成重大损失。

由于地球自转速率的变化是不可预测的,所以没有严格的规则来增加或减少闰秒,所以它不能一开始就写入计算机程序,只能依靠人工干预。如果在闰秒的实现中出现了错误的操作,将会造成一些意想不到的后果。据媒体报道,2012年7月1日,澳大利亚悉尼机场因实施闰秒而发生电脑死机,导致50多个航班无法正常起飞。2015年闰秒实施时,全球约2000个计算机网络突然短暂中断,迫使洲际交易所暂停交易61分钟。事实上,为了不中断定位、导航和授时的连续性,作为要求极高时间精度的全球主流卫星导航系统,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采用了不插入闰秒的时标。目前,全球定位系统时间刻度与世界协调时之间的时差已累计超过十秒。

是否取消闰秒作为全球话题

既然增加一秒钟是为了让整个世界“兴奋”,这额外的一秒钟真的有必要吗?自2001年以来,国际社会在国际电信联盟和国际计量局的框架下举行了几轮讨论,研究取消闰秒的可行性。支持者认为,消除闰秒可以降低由人工干预导致的误操作风险,以及相关行业或系统可能遭受的损失。世界协调时和国际原子时在全球范围内的同时广播将导致时间标准的混乱。相关国际组织应积极推动建立连续时间标准。然而,对立的国家认为取消闰秒涉及大量的硬件和软件变化,这不仅花费很多,而且可能在许多领域导致不确定的后果。几十年来,尽管存在一些不便,闰秒机制总体上运行良好,没有造成特别严重的事故和损失。不能因为担心闰秒的实现而放弃用地球自转来定义时间的习惯。2015年世界无线电通信大会(WRC-15)在讨论后认为取消闰秒的实施为时过早。它建议今后应在更大范围内对这一问题进行更深入的研究,取消实施闰秒的问题应列入WRC-23进行讨论。这意味着,至少到2023年,在协调世界时,闰秒机制仍需要保留。

时间应该更准确还是更自然

目前,人们强烈呼吁取消闰秒直接使用原子时间。如果使用原子时间,添加时间的麻烦将在很长一段时间内一劳永逸地解决,因为铯原子钟的误差是140万年,相差1秒,这是迄今为止最精确的时间测量方法。昼夜的交替和季节的变化带来了时间的概念。原子时间完全是一个物理概念。如果用原子时间代替世界时间,它将会把时间和自然分开。在未来,原子时间意义上的中午可能相当于布满星星的天空。

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