
2011年11月3日至4日,全球50多名天文學家聚集倫敦開會探討,是否應該用“原子時”取代“格林尼治時間”—格林尼治時間也被稱做“世界時”或“標準時”。據國際電信聯盟網站消息,國際電信聯盟定于2012年1月在瑞士日內瓦表決,是否以原子時替代世界時。這就意味著“格林尼治標準時間”極有可能被廢除。
通過英國倫敦格林尼治天文臺的經線被世界公認為本初子午線,作為計算地理經度的起點和世界時區的起點。格林尼治國際標準時間誕生至今,已有120多年歷史。
但是因為受地球自轉速度減緩影響,格林尼治時間存在一定誤差,也有一個逐漸變慢的過程,需要天文學家定期調節。
1958年人類啟動原子時,原子時的精準度要遠遠大于格林尼治時間,1000萬年誤差僅1秒。時間“雙軌制”就這樣形成了。兩種時間以各自的速率向前奔跑,兩者的偏差也在不斷加大。從1958年至今,格林尼治時間已經慢了34秒。
源自航海事業的需要
格林尼治標準時間的制定,與英國一件爭執案有關。
1858年11月24日,英國多塞特郡的時鐘指在上午10時6分,該郡一位法官判決一名提請土地訴訟的人敗訴,因為在上午10點開庭時他沒有準時到庭。兩分鐘后,那人到庭,他向法官指出,按照他家鄉肯柏蘭郡喀來耳鎮火車站的時鐘,他是準時到達的。這個案件因此必須重審。
火車站與法庭的時間出現差異,促使英國政府去統一時間。
英國是一個航海業非常發達的國家,對航海者來說,能否準確計時,是生死攸關的事。因為沒有準確的計時工具,就無法知道船只在海洋中航行的位置和時間。長期以來,航海者只是憑航海經驗臆測經度,確定航向,如果錯了,船只就會走錯航向,甚至會擱淺或觸礁,這樣的事故在航海史上屢見不鮮。
1707年,一支由克勞斯利爵士率領的英國艦隊,因測錯了經度而失事,4艘艦只被毀,2000多人葬身魚腹。
17世紀,航海家已經懂得如何確定緯度,但一直未能掌握準確測定船只位置經度的方法。
為解決測定航海經度的問題,1675年,英王查理二世下令,在倫敦東南泰晤士河畔的漁村—格林尼治村興建天文臺,由天文學家約翰·福拉姆斯蒂德負責測出精準的經度來。
福拉姆斯蒂德為此付出了畢生的精力,為測量工作奠定了科學基礎。
又經過幾代天文學家近200余年的努力,終于測定了精準的經度,以此繪出了格林尼治子午線,并確立了一整套較完善的計時法,并把劃經這個天文臺的子午線,作為地理經度測量和計時系統的起點。全世界的航海者只要以格林尼治天文臺的子午線為起點,便可以在航行中準確地測出自己船只的正確位置和當時的時間。
成為世界公認標準時
當格林尼治天文臺確定自己的子午線時,當時的幾個航海大國也都依據自定的子午線各行其是。當遇到相互交換船只需要確定時間、地點時,往往造成很大的混亂。
后來,英國發明了一種報時方法:每天下午1點差5分,在位于小山上的格林尼治天文臺的一根旗桿上升起一個大氣球;1點差2分,球升至頂端;1點整,球開始徐徐下降,以此向進出泰晤士河的船只提供準確的時間。然而,此舉并不能解決全球時間不一致的問題。
為了解決這個問題,1884年10月13日,25個國家的代表在美國華盛頓召開會議,就使用統一的國際標準時間和統一的子午線問題進行討論。鑒于當時世界上有約65%的船只在使用格林尼治子午線,會議以22票贊成、1票反對、2票棄權通過決議:“會議向與會國政府建議,將通過格林尼治天文臺子午儀中心的子午線規定為經度的本初子午線。”
于是,通過格林尼治天文臺的經線被世界公認為本初子午線,作為計算地理經度的起點和劃分世界時區的起點,格林尼治國際標準時間從此誕生。
1924年2月5日起,格林尼治天文臺每隔1小時向全球發布調時信息。
第二次世界大戰后,由于倫敦的煙塵和燈光的干擾,天文臺的觀測工作受到影響,格林尼治天文臺遷往東南沿海的赫斯特蒙蘇堡。但是英國廣播公司報時時,仍沿用“格林尼治”這一名稱。昔日的格林尼治天文臺已辟為博物館,吸引著來自世界各地的游客。
凡是前來參觀的人都愛橫跨院中地面上的銅子午線,以示橫跨東西兩個半球。
與原子時之爭
格林尼治時間與原子時,用哪個作為通用的時間標準,已經爭論了10多年。
由于海洋和海床之間的摩擦以及其他種種因素,消耗了地球自轉的能量,所以地球自轉有變慢的趨勢。那么,格林尼治時間就會相應變慢。
1958年,人類啟動原子時。原子時用原子能級躍遷振動頻率計時,1000萬年誤差1秒,相對精準。
上個世紀70年代一項國際協議,確定了格林尼治時間和原子時兩種時間計量系統。
為協調兩種標準,格林尼治天文臺1972年引入“閏秒”概念。利用“閏秒”強行使兩套時間的時刻保持一致。
據中國科學院國家授時中心時頻基準實驗室主任董紹武介紹,人們日常生活用時,是與地球自轉保持一致的,地球自轉慢了,就要調整格林尼治標準時間,隔幾年要把格林尼治標準時間推遲1秒,也就是“閏上1秒”,與晝夜協調一致。
“如果不推遲1秒的話,積累的時間長了,會出現混亂的情況。極端的情況是,大約在七八千年后,鐘表上顯示是白天中午12點,但事實上已經是夜晚了。”董紹武說。
格林尼治標準時間與原子時之爭,其實是“人們日常生活”用時與“科學研究”用時之間的矛盾。
對于授時機構、通信、航天、電子等時間精度要求較高的領域而言,需要時間的連續性。有些領域的科研需要原子時,全球衛星導航精確到納秒,衛星發射需要精確到微秒以上。
據悉,美、日、法等部分國家認為,應該讓格林尼治標準時間退出歷史舞臺,理由是,時間作為一個系統內部參數要求盡可能連續,如美國的GPS系統。
中國、英國的很多科學家是反對修改格林尼治標準時間的,畢竟它與人們的生活聯系密切。
世界標準時間的英法之爭
格林尼治時間是以地球自轉為基礎的時標,后來人們發現地球的自轉有逐漸變慢的趨勢,并有季節性的變化和突然的不規則變化。因此,1979年末在日內瓦舉行的世界無線電行政大會通過決議,確定用“世界協調時”取代格林尼治時間作為無線電通訊領域內的國際標準時間。這一發展,體現了當今世界科學技術的迅猛發展。
1999年12月28日,一種新的時間系統——格林尼治電子時間(GET)正式誕生,它為全球電子商務提供了一個時間標準。而原有的格林尼治時間(GNIT)仍然保留,作為21世紀的世界標準時間。
位于法國巴黎的國際計量局支持以原子時取代世界時。計量局研究員埃莉薩·費利西塔絲說:“兩種時間計量標準并行有不少麻煩。設想一下,如果‘千克’存在兩種或三種定義,世界會是什么樣子。”
法新社評述,2011年11月3日召開的會議傷害了英國人的“國家自豪感”,不僅關乎失去格林尼治時間所代表的“維多利亞時期超級大國”的影響力,同樣關乎“老對手”法國在延續百年的英法時間計量之爭中占據上風。
英國人以計時歷史悠久、鐘表制作傳統深厚為驕傲。歐洲首座機械鐘1283年在英國貝德福德郡制成,世界上仍在運行的最古老時鐘位于英國索爾茲伯里大教堂,1386年制成。
一些研究人員認為,原子時雖精準卻不完美。按照原子時,原子鐘所顯示的時間終有一天會超過世界時。
英國大學與技能事務大臣戴維·威利茨反對廢棄世界時計量系統。在他看來,這場關于世界時的存廢爭論已經超出科學范疇。
“英方立場是,我們應該依照人們所感知的真實時間計時,這種(時間計量系統)以地球自轉而不是原子鐘為依據。”威利茨說,“沒有閏秒,我們將失去與地球自轉的聯系。最終,(原子鐘標示的)‘午夜’可能在(日常生活中的)正午來臨。”
世界無線電通信全會2012年1月19日晚間決定,將修改現行世界標準時間—“世界協調時”的有關提案推遲至2015年的下次大會上考慮。這意味著,原子時還沒有被接受為新的世界時間標準,源于格林尼治時間的現有時間標準將繼續有效。