为什么1分钟是60秒而不是100秒?1分钟一定是60秒吗
作者|桃李昔
1 分钟有多少秒?很多人会毫不犹豫说,60 秒!不过,你知道吗?在中国,2017 年的 1 月 1 日 8 点前的那一分钟,有 61 秒。这是怎么回事呢?
“秒”是生活中的最小时间单位。一秒有多长时间?科学上,有两种时间计量系统——“世界时”和“原子时”,它们对“秒”的测定方法并不相同。测出的一秒钟的长短也不相同。
世界时,是根据天文观测地球自转得出来的。地球自转一圈是一天,在英国的格林尼治天文台,有一只全天 24 小时工作的大钟,它显示的时间就是“世界时”。把一天的时间平分成 86400 份,每一份就是一秒种,也叫“天文秒”。
原子时,是根据原子振荡周期来计算时间。1955 年,全世界第一台铯(sè)原子钟诞生。科学家在 1 个“天文秒”里,数出铯原子的 133 同位素振动了 9192631770 次,也就是 1 个“原子秒”。从此,人们测量时间不需要再依靠看星星看太阳了。
在很长一段时间内,世界各国都用“世界时”。不过随着科学技术的发展,科学家发现,地球自转并不是匀速的,每天的时间并不是完全相等的,这导致了“天文秒”会有微小的变化。相比而言,原子时则比世界时精确得多,其精确度每天快慢不超过千万分之一秒。
既然原子时比世界时更精确,那是不是大家就改用原子时?且慢。人们早就使用世界时了,早就习惯了以“日居正中”也就是 12 点作为中午的标准,如果改用原子时,据科学家研究,地球自转是越转越慢的,如果一直持续下去,五千年的人类会发现,中午就不是 12 点了,而是大概下午 1 点了。
这可怎么办呢?
1971 年,“协调世界时”诞生了,它既不是“世界时”,也不是“原子时”,但兼顾了它们的优点。具体来说就是,从 1972 年 1 月 1 日 0 时起,协调世界时的秒长同原子时的秒长保持一致,当协调世界时与世界时之差达到 0.9 秒时,设在法国巴黎的国际地球自转服务组织就向全世界发布公告,在下一个 6 月或 12 月的最后一天的最后一分钟,把协调世界时拨慢或拨快 1 秒,这种操作叫“闰秒”。也就是说,我们的生活会因此“多一秒”或“少一秒”。
全世界的人们在 2016 年的最后一天就多了一秒。因为涉及到时差,那次闰秒中国是发生在 2017 年,在 1 月 1 日 7 时 59 分 59 秒后面增加 1 秒。这次闰秒调整前后的时间标记为:1 月 1 日 7 时 59 分 59 秒,1 月 1 日 7 时 59 分 60 秒,1 月 1 日 8 时 0 分 0 秒。因为 1 秒钟太短了,很多人都没有感觉到它的存在。
参考资料:
1.原子时标:闰秒和取消闰秒,物理,作者:高源、张爱敏、李天初,2015.6。
2.取消闰秒 火候未到,中国无线电,作者:马斌,2015.11。
趣味链接闰秒
从 1972 年到 2019 年,全球已经进行了 27 次闰秒。这 27 次调整有两个特点,一是每次都是增加 1 秒,还没有出现减少 1 秒的情况;二是闰秒的调整飘忽不定,有时一年中有两次闰秒,有时六七年间才有一次闰秒。
作者简介:桃李昔,从小喜欢数学,第一份工作是数学教师,现在依然钟情数学。主张数学教育应传授知识、传播文化、传递热情。
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