人类很早就通过太阳的升落，月亮的圆缺等天文现象认知到了时间，但人类最早认识的时间单位不是“年”，也不是“月”，而是周期性更加明显的“日”，通过观测太阳的东升西落现象逐渐产生了“日”的概念。随着人类社会的发展，人们通过对“日”的累加计数产生了“日期”的概念，进而通过对“日”的细化形成更加精细的时间间隔，比如时、分、秒等。

过去人们一直把地球当成标准钟，不论是昔日的日晷，还是近代的机械钟表，都把地球自转形成的日月星辰“升”“落”作为参考标准。而目前科学上有两种时间计量系统：基于地球自转的天文测量而得出的“世界时”和以原子振荡周期确定的“原子时”。

世界时

人们最早是利用地球自转运动来计量时间的，其基本单位是平太阳日，也就是通常所说的一天。这种以地球自转为基础的时间计量系统称为世界时。世界时确定于1884年，它是以天文观测的地球自转运动的平均周期来计量的时间。一个平太阳日的1/86400为世界时的一秒。世界时可以通过天文观测来测定，天文测时受睛夜的限制，为了随时获得世界时，要用精密的天文时计将天文测时结果记录下来，并根据天文时计的运行规律随时指示外推的世界时，这种工作称为守时。天文台用各种传递手段将准确的世界时发播出去为各种用户服务，这种工作称为时间服务或授时。

原子时

科学技术的发展逐渐揭示，物理现象的时间稳定性优于天文现象。随着量子物理的诞生和发展，科学家开始利用量子现象测量时间。1948年，英国制造出世界上第一台原子钟，随后，美国、加拿大等国也相继研制出原子钟。1955年第一台铯原子钟诞生，它是利用铯原子的稳定振荡振率制成的。对比天文时，原子时标是先定义秒长(查看原子时秒长的定义)，然后累积秒，得到分、时、日和年。由于原子内部振荡不受外界环境影响，因此非常稳定和精确。计时差每日可小于百万分之一秒。1967年，国际计量大会决定用原子秒取代天文秒。原子时的起点定在1958年1月1日0时，即规定在这一瞬间原子时与世界时重合。

两个系统妥协产生协调世界时

由于地球自转速率并非十分均匀，世界时的秒长会有微小的变化，每天的快慢差值可以达到千分之几秒。原子时比世界时更为精确，每天快慢不超过千万分之一秒。随着时间的推移，原子时与世界时之间的差异会越来越大。为了解决这一矛盾，国际上决定采用一种“协调世界时”制度来对地球自转和原子钟进行协调。即规定采用一种介于原子时与世界时之间的时间尺度，用于发播标准时间和频率信号。这种时间尺度是世界时时刻与原子时秒长折中协调的产物，所以称为协调世界时(UTC)。目前世界通用的主流时间标准就是协调世界时。

协调世界时以原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近于世界时的时间计量系统。1960～1971年，通过频率调整和无线电秒信号突跳（又称跳秒），使其所表示的时刻与世界时的时刻之差保持在±0.1秒（1963年以前为±0.05秒）以内。每年的频率调整和跳秒的数值根据前一年的天文观测来确定。

由于采用频率调整，协调世界时的秒长逐年变化。这给实际应用造成许多不便。1972年1月1日起取消了频率调整，规定协调世界时秒长严格等于原子时秒长。必要时作1整秒的调整，也就是说，每当地球自转变化引起的时间误差积累到与原子钟接近1秒时，就要人为地把时钟增加或减少1秒，从而使两者重新协调一致。每逢正跳秒那1分钟自然就有61秒了。正因为这1分钟多1秒，所以又叫“闰秒”（去掉一秒叫负跳秒或负闰秒）。跳秒调整一般在格林尼治时间6月30日或12月31日的最后一瞬间实行。这时就会出现“23:59:60”的特殊时间现象。地球自转基本上趋向于变慢，所以负跳秒至今还没有发生过。

闰秒有什么影响

闰秒调整对普通民众来说可能根本就不会被察觉。然而，对航空航天、无线通信等某些对时间精度要求极高的领域和行业，这短暂的一秒可能会使情况变得异常复杂。航天飞船1秒钟的飞行距离将近8千米，如果无规律地相差1秒，飞船可能会偏离原定轨道。电信公司的系统时间一旦不准确，就会与接收器和传输器的频率不符，传送电邮或通话时，会出现数据流失的现象。另外，对于电子、金融、军事等需要精密时间的领域，这1秒的误差，也可能对整个系统造成重大损失。

由于地球自转速率变化不可预测，增加或减少闰秒并无严格的规律可循，因此无法一开始就写在计算机程序里，只能依靠人工干预。如果实施闰秒出现了误操作，就会引发一些意想不到的后果。

据媒体报道，2012年7月1日，澳大利亚悉尼机场就因为实施闰秒出现了计算机死机的情况，造成50多个航班不能正常起飞。2015年实施闰秒时，全球约2000个计算机网络突然短暂中断，美国洲际交易所被迫中止交易达61分钟。

事实上，为了不中断定位、导航、授时的连续性，作为对时间精度要求极高的全球主流卫星导航系统，美国全球定位系统、中国北斗卫星导航系统、欧洲伽利略卫星导航系统都采用不插入闰秒的时标。目前，全球定位系统时标与协调世界时之间已经累计十几秒的时差。

是否取消闰秒成为全球话题

既然增加一秒让全世界都“兴师动众”，那么这额外的一秒是否真有必要？从2001年开始，国际上在国际电信联盟和国际计量局框架下开展了多轮讨论，研究取消闰秒的可行性。

支持的国家认为，取消闰秒能减少人工干预可能造成的误操作风险，降低相关行业或系统可能遭受的损失；在全球范围同时发播协调世界时和国际原子时两种时标本身会造成时间标准的混乱，国际相关组织应积极推进连续时间标准的建立。而反对的国家则认为，取消闰秒涉及大量的硬件和软件的改动，不仅投入巨大，而且可能在许多领域引发不确定的后果。几十年来，尽管有些不便，但闰秒机制总体运行良好，并没有造成特别重大的事故和损失，不能因为对实施闰秒存在担忧就放弃以地球自转定义时间的习惯。

2015年世界无线电通信大会(WRC-15)经过讨论认为取消实施闰秒的时机尚不成熟，建议未来一个时期要在更大的范围内就此问题开展更加深入的研究，并将取消实施闰秒的议题列入WRC-23进行讨论。这就意味着至少在2023年之前，协调世界时仍需要保留闰秒机制。

时间要更精确还是更自然

目前，取消闰秒直接使用原子时的呼声较高。如果使用原子时，在很长时间内人们将一劳永逸地解决添加时间的烦恼，因为目前为止最精确的时间测量方式铯原子钟的误差为140万年相差1秒。

日夜交替、四季变化让人类产生了时间的概念，而原子时完全是一个物理概念，如果用原子时代替世界时，就会割裂时间与大自然的联系。在未来，原子时意义上的正午，对应的可能是满天星斗的景象。