每日經(jīng)濟新聞 2022-08-03 20:59:45
◎一秒鐘也可以造成大麻煩,科技巨頭齊聲呼吁取消閏秒制度。
每經(jīng)記者 李孟林 每經(jīng)編輯 蘭素英
我們都知道閏年,可是你知道秒也能“閏”么?
地球自轉(zhuǎn)一圈的標準時間為24小時,這是人類計時的基礎(chǔ)之一,但實際上地球自轉(zhuǎn)的速度會頻繁出現(xiàn)偏差。據(jù)計時專業(yè)網(wǎng)站TimeAndDate.com報道,2022年6月29日,地球自轉(zhuǎn)用時少了1.59毫秒,創(chuàng)下有記錄以來最短的一天。
1毫秒是千分之一秒,雖然看起來微不足道,但長期的積累會使國際普遍采用的時間系統(tǒng)與超級精準的“原子時”出現(xiàn)較大差異。因此,國際地球自轉(zhuǎn)服務(wù)組織(IERS)負責每隔一段時間就會將世界標準時間調(diào)快或撥慢一秒鐘的時間,這就是閏秒。
這一秒,我們在日常生活幾乎難以覺察到,但對于需要精準計時的計算機和互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)來說,卻會帶來一些麻煩。上個世紀九十年代末,由于許多數(shù)據(jù)庫記錄年份時只采用了最后兩位數(shù),因此年份從1999年變?yōu)?000年就造成了一系列混亂,這就是計算機歷史上最有名的“千年蟲”危機。
7月末,F(xiàn)acebook母公司Meta(META,股價160.19美元,市值4305.18億美元)的工程師專門寫了一篇博客,呼吁取消閏秒制度,直言其弊大于利,谷歌(GOOGL,股價115.13美元,市值1.5萬億美元)、微軟(MSFT,股價274.82美元,市值2.05萬億美元)和亞馬遜(AMZN,股價134.16美元,市值1.37萬億美元)等科技巨頭紛紛表示贊同。官方機構(gòu)如美國國家標準與技術(shù)研究院(NIST)與負責維護米制公約的國際計量局(BIPM)也表達了支持態(tài)度。取消閏秒的呼聲正越來越強。
圖片來源:攝圖網(wǎng)-500487003
科學上有兩種測量時間的方式:一種是基于地球自轉(zhuǎn)的天文測量而得出的“世界時”,一種是以原子振蕩周期確定的“原子時”。由于地球自轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定性,世界時和原子時會出現(xiàn)差異,一至二年會差大約1秒時間。
為了解決這種差異,1971年國際計量大會通過決議,決定采取一種折中的“協(xié)調(diào)世界時”(UTC)來計時。這一系統(tǒng)以國際原子時為基礎(chǔ),并通過不規(guī)則地加入閏秒來抵消地球自轉(zhuǎn)速度變化的影響,以保證世界時與原子時相差不超過0.9秒。
地球自轉(zhuǎn)速度變化的原因仍然是個謎。科學家們提出了幾種假說:冰川融化導(dǎo)致地球兩極的重量減輕;地球內(nèi)核的運動;地震活動;地球自轉(zhuǎn)軸相對于地球表面的小幅度運動,即“錢德勒擺動”。
總體而言,地球的自轉(zhuǎn)速度是不斷變慢的,所以從1972年實施閏秒制度以來,全球已經(jīng)進行了27次調(diào)整,每次都是增加一秒的“正閏秒”。
但近期,地球自轉(zhuǎn)速度出現(xiàn)了加快的現(xiàn)象:2022年6月29日,地球自轉(zhuǎn)用時少了1.59毫秒,創(chuàng)下了有記錄以來最短的一天;7月26日,地球自轉(zhuǎn)又少了1.5毫秒。因此全球的計時組織正在討論是否需要刪除一秒,即實施“負閏秒”。
當添加閏秒時,舉例而言,計時系統(tǒng)會在23時59分59秒后,再額外顯示一個23時59分60秒的奇特時間,然后才跳到0點。當實施負閏秒時,計時系統(tǒng)則會從23時59分58秒直接跳到0點。
對于使用以UTC為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議(NTP)的計算機系統(tǒng)而言,上述調(diào)整會帶來一些困擾。2012年實施閏秒時,網(wǎng)絡(luò)論壇Reddit、職業(yè)社交網(wǎng)站LinkedIn,餐館點評網(wǎng)站Yelp等網(wǎng)站曾經(jīng)歷過大規(guī)模的癱瘓。2017年,閏秒又造成云平臺公司Cloudflare的計算機誤認為時間倒退了,導(dǎo)致部分客戶被切斷服務(wù)。
Linux操作系統(tǒng)的發(fā)明人Linus Torvalds曾表示,“幾乎每一次實施閏秒,我們都會發(fā)現(xiàn)問題。這真的很討厭,因為它是很典型的那種從來沒有運轉(zhuǎn)過的代碼,因此在正常情況下從來沒有用戶測試過。”
科技界對閏秒的排斥日益增加,F(xiàn)acebook母公司Meta的兩名工程師在7月27日撰寫博客文章,呼吁取消閏秒制度。
據(jù)科技媒體cnet.com報道,谷歌、微軟和亞馬遜三大科技巨頭支持Meta的建議,而美國國家標準與技術(shù)研究院(NIST)和國際計量局(BIPM)這樣的官方機構(gòu)也表達了支持態(tài)度。由于最終是政府機構(gòu)來決定計時系統(tǒng),因此這兩家機構(gòu)的表態(tài)意義尤為重要。
“實施新的閏秒是一件有風險的事情,弊大于利,我們認為是時候用新的技術(shù)來取代閏秒了,”撰文的Oleg Obleukhov和Ahmad Byagowi表示。
他們認為,閏秒制度的主要受益者是科學家和天文學家,因為他們以UTC為基礎(chǔ)來觀測天體。假如沒有閏秒來修正UTC,那么很多天文觀測設(shè)備和軟件都需要進行調(diào)試,才能繼續(xù)和UTC保持一致。
此外,由于此前的閏秒都是增加一秒,人類社會還沒有經(jīng)歷過減少一秒的調(diào)整。“對于負閏秒的影響,還從來沒有進行過大規(guī)模測驗,它可能會對依賴計時系統(tǒng)的軟件造成災(zāi)難性的影響。”上述兩位工程師表示。
Ahmad Byagowi對cnet.com表示,“我們預(yù)測,如果我們只堅持使用國際原子時而不遵守閏秒制度,那么至少可以堅持2000年不出問題。也許到那時(2000年后),我們才需要考慮修正時間的問題。”
不過兩人還是對消解閏秒造成的麻煩提出了解決建議,這就是谷歌率先提出的 “閏秒彌補”(leap smear)的做法,也就是在比較長的時間段(Meta采用了17個小時)里以每次幾毫秒的進度將閏秒消化掉,從而顯著減少對系統(tǒng)的干擾。這一做法目前在科技企業(yè)中比較流行。
值得注意的是,當前全球還沒有一個解決閏秒問題的統(tǒng)一方案,但已經(jīng)有許多組織都在研究有關(guān)閏秒的問題。國際電信聯(lián)盟已經(jīng)在2015年委托編寫關(guān)于閏秒問題的報告,報告預(yù)計將在2023年發(fā)布。
封面圖片來源:攝圖網(wǎng)-500487003
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