多个网站同时瘫痪，只因一个“不存在的时间”的出现

中科院物理所今天

以下文章来源于环球科学，作者环球科学

环球科学

在这里读懂世界科学

制图：金书援

撰文 | 张二七

2012年6月30日的深夜，许多人正在网上快乐冲浪，突然发现，自己的回复发不出去了。就在同一时间，许多网站也突然崩溃。有的只是网页加载速度慢，而严重一些的则直接出现了网页无法打开的问题。

很快，事件的原因被查明了：在6月30日23时59分59秒之后，全球都在这一刻加了1秒。如果你看手机时间或是能自动校准的电脑时间，则可能会出现一个“不存在”的数字——23:59:60。正是这多出来的1秒钟，让没有准备好同时加一的网站，服务器过载并暂时瘫痪。

世界时与原子时

加1秒这件事，解释起来其实非常简单，就是地球自转的一天并不是标准的86400秒。

想知道时间，我们就需要一块走得准的表。什么叫走得准？就是它在单位时间内只会走过相同的一格，不多也不少。过去，我们把地球当作最准确的那块表。因为地球的质量足够大，它自转一周需要的时间也比较稳定，正好作为一天的标准，这个时间也被称为“世界时”。但随后，人们发现地球的自转速度是会变的，这样一来，一天的长度也会变化。尤其从20世纪六七十年代开始，科学家可以利用卫星来精确测量地球自转的速度，他们发现，总体来说地球自转一周所需的时间长于24小时。

为了解决这个问题，科学家们研发了一种新的时间测量装置——原子钟。原子钟主要是靠原子发射和吸收光子的这个稳定频率来计时，用得最多的是铯原子。目前全球统一的1秒定义为“海平面上的铯133原子基态的两个超精细能级间，在零磁场中跃迁振荡91亿9263万1770个周期所持续的时间”。和地球一转就是一天不一样，铯原子要振荡近92亿个周期才有一秒。但原子钟的精度也比地球自转高了很多，几千万年才可能有1秒的误差。而目前精度最高的原子钟，频率准确度可以达到小数点后18位。

目前全球大约有400台原子钟，分散在近70个国家的授时实验室里。这些原子钟的数据被统一发送给位于法国的国际计量局，由国际计量局汇总处理成统一的时间，叫作“协调世界时”或是“国际原子时”，再发回给各个实验室。我们手机、电脑上的系统时间，还有电视电台的整点报时，就都来自于这个“协调世界时”。

但是问题又来了，我们有了更准确的“秒”，但地球并不按原子时走。理想情况下，地球自转一周应该需要24小时，即86400秒。但地球的自转会受许多因素影响，总体上呈现出一个减慢的趋势。这会怎么样呢？比如，我们假设地球自转变慢，转一圈要86400.001秒。那么如果每天都多出1毫秒，等一千天过去，我们手表上的时间，就会比地球自转快出整整1秒。

闰秒的诞生

考虑到我们无法改变地球自转速度，更无法控制原子振荡的周期，那么想要处理这1秒的差异就只好调表了。所以科学家会攒着这个时间差，当世界时和原子时的差异大于0.9秒的时候，就在全球范围内统一调一次表，大家一起加一秒，让人类的时钟等一等地球的自转，这也就是我们所说的“闰秒”。

一般情况下，闰秒都会加在6月30日或者是12月31日的深夜，此时，一些时钟会出现23:59:60的奇怪时间。

在意识到闰秒的问题之后，1972年第一次加了闰秒。事实上，在有记录以来到1972年，世界时和原子时已经差出了10秒，但当时只补了当年差出的两个闰秒。在这之后的不到50年里，又陆续加了25次闰秒。也就是说，从有记录以来，原子时和世界时已经差出了37秒。按这个速度算，你下次迟到，如果在半分钟内，就可以说自己是提前闰出了下半个世纪的时差。

到这里，你可能已经注意到了，在过去的50年里都是加1秒。的确，地球自转的总体趋势是减慢的，大多数情况下一天会比24小时长一点点。不过你有没有一种2020年过得格外快的感觉呢？这也不一定是你的错觉，从科学的角度来说，刚过去的2020年的确是半个世纪以来最短的一年。

多国授时实验室的记录显示，从2020年中开始，地球自转呈加快的趋势，并且达到了过去50年来的最快。记录显示，平均下来，2020年累计快了1.3毫秒。这听起来可能不多，但要知道在过去50年里，每年都会慢出几百毫秒，相比之下2020年过得这么快还是有记录以来的第一次。

而去年的7月19日更是成为了有记录以来最短的一天——比24小时短了1.4602毫秒，相当于1秒的千分之一多一点。那天是个周日，那么要恭喜周日加班的朋友们，你们得到了最短的加班日。

难解的+1s

到这里，你最大的疑问可能是，为什么地球自转突然加速了呢？如果一直加速下去的话，未来会不会变成23小时甚至更短呢？

可能要让你失望了，因为科学家们对地球自转是怎么变的还不够了解。影响地球自转速度的因素有很多。其中最主要的影响因素就是月球。一种比较简单但形象的解释就是月球的引力拖住了海洋，那么海水与地壳的摩擦就会阻碍地球自转。

但除此之外，影响地球自转的因素还有很多，比如地震、火山喷发这类地质活动。甚至全球变暖导致的冰川融化也可能会加速地球自转——冰川融化后高于海平面的冰川会融化成低处的水，角动量守恒会导致地球自转加速。这个过程有点像旋转中的花样滑冰选手，他们收起手臂后，旋转速度就会明显加快。然而这些因素的影响有多大？还有没有其他因素呢？这些问题我们仍然没有足够的了解。

不过从整体上讲，月球依然是影响最大也最持续的一个因素，所以地球自转总体仍然呈现出减速的趋势。我们可能无法期待一天变成23个小时了，但根据预测，2021年地球自转仍会加速。如果这个加速趋势能在短期内维持住的话，我们或许能期待首个“负闰秒”出现。

可能又有小伙伴要问了？加减一秒这么麻烦，真的有必要吗？

要不要取消闰秒这个问题，其实已经在国际上争论了二十年。参考有记录以来的调整速度，在几千年后，原子时与世界时才可能差出1小时以上，并对人类的作息造成明显影响。这样看来，加闰秒来等等地球自转更像是一种人类的浪漫，而不是计时的刚需。

对于我们的日常生活来说，手动加减一秒的影响微乎其微，但对于那些对时间精度有较高要求的行业，比如航天、通信、金融等等，一秒的误差就能带来巨大损失。而要做到让全世界同时增加或是减少一秒，也需要付出大量的人力物力。因此，许多专家也呼吁取消闰秒，直接使用原子时。2023年，国际计量组织计划再次针对闰秒的去留进行讨论。

可能还有一些打工人比较在意，一天都不够24小时了，那我工作时间是不是也不够8小时呢？

我们来算一笔账。按过去半个世纪里最短的这天来算。一天比24小时短了1.4602毫秒，那么你的工作时间就缩短到了7小时59分59.9995133秒，比标准的八小时少了足足0.4867毫秒。只要攒上5917万4029天，也就是16万2120年，就能白嫖出一个八小时工作日。如何，现在是不是觉得很有盼头！加油，打工人！

原标题：多个著名网站同时瘫痪，全因一个“不存在的时间”出现了

来源：环球科学