你是否曾觉得一天的时间不够用？事实证明，你可能说对了。地球的自转速度比过去半个世纪以来都要快，导致我们的一天比以往任何时候都稍短。虽然这种差异微乎其微，但它却给物理学家、计算机程序员甚至股票经纪人带来了巨大的困扰。
地球为什么会自转
我们的太阳系形成于大约45亿年前，当时一片稠密的星际尘埃和气体云坍塌并开始旋转。由于角动量——正如英国国家物理实验室高级研究科学家Peter Whibberley解释的那样，“旋转体倾向于继续旋转，直到有外力试图阻止它”——这种原始运动的遗迹至今仍体现在我们星球的自转中。
得益于这种角动量，我们的星球已经旋转了数十亿年，并产生了昼夜交替。但它的自转速度并非一直如此。
数亿年前，地球在绕太阳运行一周的时间里大约完成了420次自转；通过检查化石珊瑚的生长纹理，我们可以看到每一年是如何充斥着额外的日子的。虽然日子逐渐变长（部分原因是月球对地球海洋的引力会减慢我们的自转速度），但在人类观测期间，我们一直稳定在大约24小时完成一次自转——这相当于绕太阳一周大约进行365次自转。
然而，随着科学家们在观测地球自转和计时方面能力的提高，他们意识到我们经历的每次自转所需的时间都会出现微小的波动。
一种新的计时方式
在20世纪50年代，科学家们开发了原子钟，其计时原理基于铯原子中电子从高能激发态回到正常状态的过程。由于原子钟的周期由这种不变的原子行为产生，因此它们不会像传统时钟那样受到温度变化等外部因素的影响。
然而，多年来，科学家们发现了一个问题：那些无可挑剔的稳定原子钟的时间与世界其他地方的时间相比，出现了微小的偏差。
美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology）时间与频率部门的物理学家Judah Levine说：“随着时间的推移，原子钟的时间与天文学测量的时间（即通过地球或月亮和星星的位置来测量）之间会逐渐产生分歧。”基本上，原子钟记录的一年比根据地球运动计算的同一年要快一点。“为了防止这种分歧过大，1972年决定对原子钟定期添加闰秒，”Levine说。
闰秒的工作原理有点像我们每四年在二月底增加一天（闰日），以弥补地球绕太阳公转实际需要大约365.25天的事实。但与每四年一次的闰年不同，闰秒是不可预测的。
国际地球自转和参考系统服务局（International Earth Rotation and Reference Systems Service）通过向卫星发送激光束来测量它们的运动以及其他技术，来监测地球自转的速度。当地球运动描绘的时间与原子钟测量的时间出现一秒钟的偏差时，世界各地的科学家会协调行动，在6月30日或12月31日的晚上11:59:59，暂停原子钟一秒钟，以让天文钟赶上。这样就产生了闰秒。
意外的变化
自1972年首次添加闰秒以来，科学家们每隔几年就会添加一次闰秒。由于地球自转是不规则的，存在间歇性的加速和减速期，中断了地球数百万年以来逐渐减速的趋势，因此闰秒的添加是不规律的。
Levine说：“地球的自转速度是一个复杂的问题。它涉及到地球与大气之间的角动量交换，以及海洋和月球的影响。”“你无法预测很久以后会发生什么。”
但过去十年左右，地球的自转减速…嗯，实际上是减慢了。自2016年以来就没有添加过闰秒，而我们的星球目前正在以半个世纪以来最快的速度自转。科学家们不确定原因。
Levine说：“这种不需要闰秒的情况是未曾预料到的。事实上，人们的假设是地球将继续减速，并且会继续需要闰秒。所以这种影响、这种结果，非常令人惊讶。”
闰秒的麻烦
Whibberley说，根据地球自转速度的增加程度以及这一趋势的持续时间，科学家们可能需要采取行动。“目前有人担心，如果地球的自转速度进一步加快，我们可能需要引入所谓的负闰秒。换句话说，我们不是插入一个额外的秒来让地球赶上，而是需要从原子时间尺度中减去一秒，使其与地球同步。”
但Whibberley补充说，负闰秒将给科学家带来全新的挑战。“以前从未有过负闰秒，而且人们担心处理负闰秒的软件从未在实际操作中进行过测试。”
事实上，无论是普通的闰秒还是负闰秒，这些微小的变化都会给从电信到导航系统的行业带来巨大的麻烦。这是因为闰秒会干扰计算机无法处理的时间。
Levine说：“互联网的基本骨干是时间是连续的。”当信息流不是稳定、连续的时候，事情就会崩溃。重复一秒钟或跳过一秒钟会扰乱整个系统，并可能导致本应是稳定数据流的中断。闰秒也给金融行业带来了挑战，因为每笔交易都必须有自己独特的时间戳——当23:59:59这个时间点重复出现时，这可能会成为一个问题。
一些公司已经寻求了自己解决闰秒问题的方法，比如Google的“smear”。Google不停止时钟来让地球赶上原子时间，而是在闰秒日将每一秒都稍微延长一点。“这是一种解决办法，”Levine说，“但这不符合国际标准如何定义时间。”
时间作为一种工具
然而，从宏观角度来看，我们讨论的只是非常微小的时间——大约每隔几年才有一秒。你经历过许多闰秒，可能甚至没有意识到它们。如果我们把时间看作是衡量我们周围世界事物的工具，比如从一天到另一天的过渡，那么就有理由认为，我们应该遵循地球运动设定的时间，而不是原子钟中的电子设定的时间——无论它们多么精确。
Levine认为，闰秒可能不值得它们带来的麻烦：“我个人认为，治标不治本。”如果我们停止调整时钟以适应闰秒，可能需要一个世纪才能与原子钟记录的“真实”时间相差一分钟。
不过，他承认，虽然时间确实只是一种构建，是人类试图理解我们在一个巨大、奇妙的宇宙中的经历的一种方式，但“这也确实存在这样一个观念，即在正午12点，太阳就在头顶。所以，尽管你很少去想它，但你确实与天文时间有着联系。”闰秒只是保持这种联系的一种微小、几乎看不见的途径。
