□盧曙火

此長(zhǎng)彼短話計(jì)時(shí)

□盧曙火

格林尼治時(shí)間已經(jīng)使用120多年，人們一直對(duì)格林尼治時(shí)間的科學(xué)性深信不疑。那為什么現(xiàn)在有人要提出用“原子時(shí)”取代“格林尼治時(shí)間”呢？

自世界科技發(fā)展到一定的水平，世界上便出現(xiàn)了“格林尼治時(shí)間”即“世界時(shí)”與“原子時(shí)”兩種時(shí)間概念。

英國(guó)倫敦郊區(qū)有一家皇家格林尼治天文臺(tái)，位于泰晤士河南岸，這里地勢(shì)險(xiǎn)要，秀景悅目，英王室15世紀(jì)就在這里圍建了格林尼治公園，建起了宮殿和瞭望塔，大片山林草地作為放鷹、養(yǎng)鹿和打獵的御苑。1675年，英王將瞭望塔改建成英國(guó)皇家格林尼治天文臺(tái)。1884年，世界20多個(gè)國(guó)家的天文工作者在美國(guó)華盛頓召開會(huì)議，確定以通過(guò)該天文臺(tái)埃里中星儀所在的經(jīng)線，作為全球時(shí)間和經(jīng)度計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)參考經(jīng)線，稱為0°經(jīng)線或本初子午線。由此向東稱東經(jīng)，向西稱西經(jīng)，各為180度。此后，各國(guó)出版的地圖就以這條線作為地理經(jīng)度的起點(diǎn)。而且也以格林尼治天文臺(tái)本初子午線作為“世界時(shí)區(qū)”的起點(diǎn)，每15度為一個(gè)時(shí)區(qū)，相鄰時(shí)區(qū)相差1小時(shí)，叫做“格林尼治”時(shí)間，也叫“世界時(shí)”。1924年2月5日起，格林尼治天文臺(tái)每隔一小時(shí)就會(huì)向全球發(fā)布一次調(diào)時(shí)信息。隨著科學(xué)的發(fā)展，又添置了直徑2.49米的牛頓望遠(yuǎn)鏡和精確到1000萬(wàn)年誤差1秒的原子鐘等先進(jìn)設(shè)備。

一旦知道了格林尼治時(shí)間，人們很容易推算出本地時(shí)間。如某事件發(fā)生在格林尼治時(shí)間上午8時(shí)，我國(guó)在英國(guó)的東面，北京時(shí)間比格林尼治時(shí)間要早8小時(shí)，因此就可以馬上推算出北京時(shí)間是當(dāng)天的16時(shí)。目前，世界各地都用格林尼治的計(jì)時(shí)儀器來(lái)校準(zhǔn)時(shí)間，以格林尼治的地方時(shí)間記錄當(dāng)?shù)氐氖录?/p>

順便說(shuō)一下由于翻譯上的問(wèn)題，“格林尼治時(shí)間”曾譯成“格林威治時(shí)間”。

對(duì)格林尼治時(shí)間提出存疑

2011年11月，國(guó)際上一部分研究人員提出一種觀點(diǎn)，認(rèn)為應(yīng)該用“原子時(shí)”取代“格林尼治時(shí)間”，作為全球通用的時(shí)間參考標(biāo)準(zhǔn)。格林尼治時(shí)間已經(jīng)使用120多年，但期間人們一直對(duì)格林尼治時(shí)間的科學(xué)性深信不疑。為什么會(huì)提出用“原子時(shí)”取代“格林尼治時(shí)間”呢？原來(lái)，早在1958年，人類發(fā)明并采用時(shí)間精度非常高的原子鐘后，發(fā)現(xiàn)格林尼治時(shí)間與原子時(shí)具有不對(duì)等性，從1958年至2011年的53年時(shí)間里，“世界時(shí)”已比“原子時(shí)”慢了34秒。

“原子時(shí)”用原子能級(jí)躍遷振動(dòng)頻率計(jì)時(shí)，精確度非常高，因此，人們信任原子時(shí)的可靠性也無(wú)可非議。為什么格林尼治時(shí)間會(huì)變慢呢？科學(xué)家指出，這是由于地球自轉(zhuǎn)變慢造成的。

實(shí)際上“世界時(shí)”與“原子時(shí)”哪個(gè)應(yīng)作為通用的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)爭(zhēng)議了10多年。上世紀(jì)70年代的一項(xiàng)國(guó)際協(xié)議里，確定了“世界時(shí)”和“原子時(shí)”兩種時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)。為協(xié)調(diào)兩種標(biāo)準(zhǔn)，格林尼治天文臺(tái)1972年引入“閏秒”概念。利用“閏秒”強(qiáng)行使兩套時(shí)間保持一致。即人們?nèi)粘Ｉ钣脮r(shí)，為與地球自轉(zhuǎn)保持一致，地球自轉(zhuǎn)慢了，就要調(diào)整“原子世界時(shí)”，隔幾年把“原子世界時(shí)”“閏”上一秒，以便兩者保持一致。如果不把原子時(shí)推遲1秒的話，積累的時(shí)間長(zhǎng)了，就會(huì)出現(xiàn)混亂。這稱為“協(xié)調(diào)世界時(shí)”。

對(duì)于日常生活而言，快一秒、慢一秒并無(wú)多大影響。但對(duì)通信、航天等時(shí)間精度要求較高的領(lǐng)域而言，要求時(shí)間精確至毫秒。由于地球自轉(zhuǎn)變慢，每過(guò)一二年時(shí)間就需調(diào)整一秒，這對(duì)需要保持時(shí)間連續(xù)性的科學(xué)研究來(lái)說(shuō)是極大的挑戰(zhàn)。

地球自轉(zhuǎn)為什么會(huì)變慢

“格林尼治時(shí)間”是以地球圍繞著太陽(yáng)自轉(zhuǎn)為依據(jù)的，地球自轉(zhuǎn)變慢，就導(dǎo)致世界時(shí)變慢。地球自轉(zhuǎn)變慢是一種自然現(xiàn)象，雖然在發(fā)明原子鐘后才發(fā)現(xiàn)了這一問(wèn)題，實(shí)際上，地球的自轉(zhuǎn)速度從古至今一直在變慢?，F(xiàn)代科學(xué)研究證實(shí)，地球在形成的初期，自轉(zhuǎn)一周大約僅有4小時(shí)；晚寒武世（5億多年前）約20.8小時(shí)；泥盆紀(jì)（3.8億年前）約21.6小時(shí)；三迭紀(jì)（2億年前）約22.7小時(shí)；白堊紀(jì)（8000萬(wàn)年前）約23.5小時(shí)；老第三紀(jì)（4600千萬(wàn)年前）約23.7小時(shí)；現(xiàn)代為24小時(shí)。

地球自轉(zhuǎn)速率的變化主要是由于海洋和海床之間的摩擦、地極移動(dòng)、地球自轉(zhuǎn)季節(jié)性變化以及某些不規(guī)則變化消耗了地球自轉(zhuǎn)的能量引起的。地球自轉(zhuǎn)總的趨勢(shì)是變慢，但也有例外，如由于南亞大地震及之后引發(fā)的海嘯，地球自轉(zhuǎn)在2004年底加速，使一天縮短了大約800萬(wàn)分之一秒。因此，地球自轉(zhuǎn)是不均勻的。

爭(zhēng)論還會(huì)繼續(xù)

目前各國(guó)專家學(xué)者對(duì)是否繼續(xù)采用“格林尼治時(shí)間”存在不同意見。有的科學(xué)家認(rèn)為應(yīng)該讓“格林尼治時(shí)間”退出歷史舞臺(tái)，理由是，時(shí)間作為一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)要求盡可能連續(xù)。也有不少國(guó)家的科學(xué)家反對(duì)修改“格林尼治時(shí)間”，因?yàn)楫吘古c人們的生活聯(lián)系密切。據(jù)了解，我國(guó)大多數(shù)科學(xué)家傾向保持現(xiàn)有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的定義不變，即繼續(xù)保留“格林尼治時(shí)間”。但世界上持應(yīng)該讓“原子時(shí)”取代“世界時(shí)”觀點(diǎn)的科學(xué)家也為數(shù)不少。法國(guó)早在1884年華盛頓國(guó)際經(jīng)度會(huì)議上，就曾提出使用“巴黎標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間”，但沒有成功。120多年后法國(guó)科學(xué)家又力促用“原子時(shí)”取代“格林尼治時(shí)間”。

有的科學(xué)家認(rèn)為，“原子時(shí)”精準(zhǔn)卻不完美。按照“原子時(shí)”計(jì)時(shí)，原子鐘所顯示的時(shí)間用不了幾年就會(huì)超過(guò)“世界時(shí)”。隨著時(shí)間的推移，原子鐘時(shí)與人們現(xiàn)實(shí)生活體驗(yàn)的差距會(huì)越來(lái)越大。比如在原子鐘顯示為早上10時(shí)時(shí)，太陽(yáng)可能還未升起。

地球圍繞太陽(yáng)自轉(zhuǎn)一周，就是一天，日出而作，日落而息，這是人們千百年來(lái)形成的生活習(xí)慣。除非太陽(yáng)系發(fā)生了不可測(cè)的情況，人們一般不可能黑夜到田野里干活或上班，而白天在家里睡大覺。對(duì)于人們?nèi)粘Ｉ顏?lái)說(shuō)，最要緊的是精確地確定地球圍繞著太陽(yáng)自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間，卻不在意這一天是多少小時(shí)。但采用“原子時(shí)”的話，用歷史的眼光來(lái)看就會(huì)出現(xiàn)這么一個(gè)結(jié)果：“一天”的概念完全被打亂，正午12點(diǎn)，有可能變成子夜12點(diǎn)。但由于地球自轉(zhuǎn)變慢的速度極其緩慢，正午12點(diǎn)變成子夜12點(diǎn)需要漫長(zhǎng)的過(guò)程。因?yàn)橛稍隅娪涗浀?958年至2011年的53年間，格林尼治時(shí)間僅慢了34秒，據(jù)此計(jì)算，一百年時(shí)間大約會(huì)慢一分鐘，一年時(shí)間比精確的“原子時(shí)”僅慢約0.586秒。因此，按千年計(jì)并不會(huì)對(duì)人們的日常生活產(chǎn)生太大的影響。即便如此，爭(zhēng)論仍會(huì)繼續(xù)。