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Take Home Message
• 由於地球自轉速度不如原子鐘穩定，當世界協調時（UTC）與一號世界時（UT1，以地球自轉為基礎）的差快要達到0.9 秒時，就會進行閏秒調整。
• 由於很多電子軟體難以立即反應閏秒調整造成的時間差，在精準計時需求提高的情況下，閏秒的壞處已超過好處。
• 廢除閏秒的倡議在1999 年就已出現，但仍有人擔憂廢除的影響。今（2023）年底的世界無線電通信大會將決定是否放寬0.9 秒的限制。

臺灣的標準時間是由國家時間與頻率標準實驗室以原子鐘輸出的標準頻率及每秒脈衝信號（pulse per second, 1PPS）作為頻率與相位的參考基礎，經儀器計數並加上時、分、秒的時間碼，即時產生出標準時間，再加上八小時的本地時區調整供大眾使用。國家標準時間須和世界協調時間（Coordinated Universal Time, UTC）保持一致。UTC 不是即時產生的時間，而是由國際度量衡局（Bureau international des poids et mesures, BIPM）依據世界各地性能最好的原子鐘互相比對的資料，經由演算法計算產生並於時間經過後發布，是國際上公認的時間標準。而本篇要談的主題⸺「閏秒」（leap second），是與UTC 的過去和未來有關的故事（圖一）。

閏秒是什麼？

地球自轉造成日夜變化，形成自然的時間概念。歷史上科學家透過觀察發現，雖然在一年中每天的長度會有所改變，但平均的太陽日卻很一致。於是19 世紀的人們將平均太陽日的1/86400⸺也就是一秒，當作標準時間的基本單位。國際天文聯合會（International Astronomical Union）於1925 年定義以地球自轉為基準的時間標準為世界時（Universal Time, UT），並將加入地球自轉軸擺動修正的版本稱作一號世界時（UT1）。

隨著觀測技術的進步，天文學家發現地球自轉不夠穩定，建議以曆書時（Ephemeris Time）、也就是地球繞太陽公轉的週期來定義時間。1956 年，國際度量衡委員會（Comité international des poids et mesures, CIPM）定義以1900 年回歸年的1/31556925.9746 為一秒，並於1960 年在第11 屆國際度量衡大會（Conférence générale des poids et mesures, CGPM）上通過。

1955 年，人類製作的第一部銫原子鐘在英國成功運轉，不到幾個月科學家已經迫不及待地在會議上討論時間單位的新定義。然而天文觀測時間和原子鐘的比對需要數年的平均數據才能達到所需的精度， 所以12 年後（1967 年10 月）第13屆國際度量衡大會才通過決議，以銫－ 133 原子（¹³³Cs）在兩個超精細能階間躍遷所對應輻射的91 億9263 萬1770 倍週期作為秒的定義。由於新的定義必須與前一個定義一致，因此當時定義為1958 年起算原子時的秒必須與1900 年曆書時的秒長度一致。然而，那時的地球自轉已變慢許多，平均太陽日已經比86400 秒多了1 毫秒（ms）以上，到了1970 年代一天的平均長度更是多了超過2.5 毫秒。……【更多內容請閱讀科學月刊第642期】