此長彼短話計時

□盧曙火

此長彼短話計時

□盧曙火

格林尼治時間已經使用120多年，人們一直對格林尼治時間的科學性深信不疑。那為什么現在有人要提出用“原子時”取代“格林尼治時間”呢？

自世界科技發展到一定的水平，世界上便出現了“格林尼治時間”即“世界時”與“原子時”兩種時間概念。

英國倫敦郊區有一家皇家格林尼治天文臺，位于泰晤士河南岸，這里地勢險要，秀景悅目，英王室15世紀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、養鹿和打獵的御苑。1675年，英王將瞭望塔改建成英國皇家格林尼治天文臺。1884年，世界20多個國家的天文工作者在美國華盛頓召開會議，確定以通過該天文臺埃里中星儀所在的經線，作為全球時間和經度計量的標準參考經線，稱為0°經線或本初子午線。由此向東稱東經，向西稱西經，各為180度。此后，各國出版的地圖就以這條線作為地理經度的起點。而且也以格林尼治天文臺本初子午線作為“世界時區”的起點，每15度為一個時區，相鄰時區相差1小時，叫做“格林尼治”時間，也叫“世界時”。1924年2月5日起，格林尼治天文臺每隔一小時就會向全球發布一次調時信息。隨著科學的發展，又添置了直徑2.49米的牛頓望遠鏡和精確到1000萬年誤差1秒的原子鐘等先進設備。

一旦知道了格林尼治時間，人們很容易推算出本地時間。如某事件發生在格林尼治時間上午8時，我國在英國的東面，北京時間比格林尼治時間要早8小時，因此就可以馬上推算出北京時間是當天的16時。目前，世界各地都用格林尼治的計時儀器來校準時間，以格林尼治的地方時間記錄當地的事件。

順便說一下由于翻譯上的問題，“格林尼治時間”曾譯成“格林威治時間”。

對格林尼治時間提出存疑

2011年11月，國際上一部分研究人員提出一種觀點，認為應該用“原子時”取代“格林尼治時間”，作為全球通用的時間參考標準。格林尼治時間已經使用120多年，但期間人們一直對格林尼治時間的科學性深信不疑。為什么會提出用“原子時”取代“格林尼治時間”呢？原來，早在1958年，人類發明并采用時間精度非常高的原子鐘后，發現格林尼治時間與原子時具有不對等性，從1958年至2011年的53年時間里，“世界時”已比“原子時”慢了34秒。

“原子時”用原子能級躍遷振動頻率計時，精確度非常高，因此，人們信任原子時的可靠性也無可非議。為什么格林尼治時間會變慢呢？科學家指出，這是由于地球自轉變慢造成的。

實際上“世界時”與“原子時”哪個應作為通用的時間標準，已經爭議了10多年。上世紀70年代的一項國際協議里，確定了“世界時”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”強行使兩套時間保持一致。即人們日常生活用時，為與地球自轉保持一致，地球自轉慢了，就要調整“原子世界時”，隔幾年把“原子世界時”“閏”上一秒，以便兩者保持一致。如果不把原子時推遲1秒的話，積累的時間長了，就會出現混亂。這稱為“協調世界時”。

對于日常生活而言，快一秒、慢一秒并無多大影響。但對通信、航天等時間精度要求較高的領域而言，要求時間精確至毫秒。由于地球自轉變慢，每過一二年時間就需調整一秒，這對需要保持時間連續性的科學研究來說是極大的挑戰。

地球自轉為什么會變慢

“格林尼治時間”是以地球圍繞著太陽自轉為依據的，地球自轉變慢，就導致世界時變慢。地球自轉變慢是一種自然現象，雖然在發明原子鐘后才發現了這一問題，實際上，地球的自轉速度從古至今一直在變慢。現代科學研究證實，地球在形成的初期，自轉一周大約僅有4小時；晚寒武世（5億多年前）約20.8小時；泥盆紀（3.8億年前）約21.6小時；三迭紀（2億年前）約22.7小時；白堊紀（8000萬年前）約23.5小時；老第三紀（4600千萬年前）約23.7小時；現代為24小時。

地球自轉速率的變化主要是由于海洋和海床之間的摩擦、地極移動、地球自轉季節性變化以及某些不規則變化消耗了地球自轉的能量引起的。地球自轉總的趨勢是變慢，但也有例外，如由于南亞大地震及之后引發的海嘯，地球自轉在2004年底加速，使一天縮短了大約800萬分之一秒。因此，地球自轉是不均勻的。

爭論還會繼續

目前各國專家學者對是否繼續采用“格林尼治時間”存在不同意見。有的科學家認為應該讓“格林尼治時間”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。也有不少國家的科學家反對修改“格林尼治時間”，因為畢竟與人們的生活聯系密切。據了解，我國大多數科學家傾向保持現有國際標準時間的定義不變，即繼續保留“格林尼治時間”。但世界上持應該讓“原子時”取代“世界時”觀點的科學家也為數不少。法國早在1884年華盛頓國際經度會議上，就曾提出使用“巴黎標準時間”，但沒有成功。120多年后法國科學家又力促用“原子時”取代“格林尼治時間”。

有的科學家認為，“原子時”精準卻不完美。按照“原子時”計時，原子鐘所顯示的時間用不了幾年就會超過“世界時”。隨著時間的推移，原子鐘時與人們現實生活體驗的差距會越來越大。比如在原子鐘顯示為早上10時時，太陽可能還未升起。

地球圍繞太陽自轉一周，就是一天，日出而作，日落而息，這是人們千百年來形成的生活習慣。除非太陽系發生了不可測的情況，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。對于人們日常生活來說，最要緊的是精確地確定地球圍繞著太陽自轉一周的時間，卻不在意這一天是多少小時。但采用“原子時”的話，用歷史的眼光來看就會出現這么一個結果：“一天”的概念完全被打亂，正午12點，有可能變成子夜12點。但由于地球自轉變慢的速度極其緩慢，正午12點變成子夜12點需要漫長的過程。因為由原子鐘記錄的1958年至2011年的53年間，格林尼治時間僅慢了34秒，據此計算，一百年時間大約會慢一分鐘，一年時間比精確的“原子時”僅慢約0.586秒。因此，按千年計并不會對人們的日常生活產生太大的影響。即便如此，爭論仍會繼續。