1秒是怎么定义的(1秒为什么是1秒的详细解读)

博尔特可以在 10 秒内跑完 100 米,泳池里同样的距离,菲尔普斯用蝶式游到终点只需要 49 秒 82,刘翔能一口气用 12 多秒跨完 10 个栏

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不过今天想跟大家聊的,并不是 “ 谁是世界上最快的人” 。

我们来思考一个更深刻的问题 —— 人类到底是从什么时候,如何开始用时、分、秒来衡量时间的?

为什么 1 秒的长度,刚好是读完一次 “ one Mississippi ” 所花费的时间,而不是读两次、三次的耗时?

时间无形,而如何测量时间一直都是人类最头疼的问题之一。

公元前,埃及人简单粗暴的用日光和影子来粗略估算时间。

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这种方法直观是直观,但缺点就是真的太粗略了。。。生活技能差一点儿的估计只能靠它辨认出上午、中午、下午。

直到后来,日晷诞生,相同的原理,都是靠日照投射倒影来判断时间,不过多了更精准的刻度,把时间划分成好几个具体的时段。

精准一些的日晷甚至能把一天的时间误差控制在 15 分钟内。

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除了阳光,古人发现水的流速也是相对稳定的。

于是水钟诞生,水流滴入带有刻度的盆中,人们通过水的体积得知具体过了多少时间。

这种计时方式比日光计时法少了阴晴天气,以及昼夜带来的局限,但在大冬天某些北方城市就不大适用了。

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以上这些方法,都算是传统的计时方式,直到 “ 机械时代 ” 到来。

17 世纪,发明家们发现了钟摆,不管钟摆的重量如何,只要钟摆长度不变,它摆动的频率几乎都是一定的。

摆钟也因此诞生。

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而比起摆钟更高级的发明,就是石英钟了。

石英这种晶体,在受到电池电力的影响时会产生有规律的振动 —— 平均每秒振动 32768 次,每完成一次振动周期,电路的信号会 “ 告诉 ” 秒针挪动一步。

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不管是,估计差友们也想到了,不管是通过阳光、水、钟摆,还是晶体振动,计算和测量时间的方法,就是得找一个自带周期性的东西作为参考。

而周期当然是也精细越完美。别以为十几分钟的误差不算太大,你要是放在股市里,几秒钟的误差都可能让几百万打水漂。。。

好在在今天,我们找到了一种更小,周期更细致的东西,原子。

科学家发现了铯这种原子 Cs 。

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它在被微波激光射击后,会产生能量级的改变,而完成一次改变铯原子会震荡 9192631770 周。

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9192631770,够精细了吧?!

反正国际计量组织是这么觉得的。

在 1963 年的第 13 届国际计量大会上,他们决定铯原子完成这么一次能量变化所耗费的时间,就是 1 秒

铯原子钟

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而采用这种方法计时,我们可以把时间精准到 1/9192631770 秒。

不过即使精确到 1/9192631770 秒这个量级,误差依然存在,我们用铯原子钟计算出来的时间,被称为原子时间,这跟宇宙里因为地球旋转、轨道等因素而产生的世界时间目前并不能做到完美同步。

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有误差当然就要人为校准啦。

在 2017 年 1 月 1 日的 7:59:59 之后,地球上每个人都获得了额外的一秒钟,也就是说在这天的 7:59 分有真正的第 60 秒,这一秒,被称为 “ 闰秒 ”。闰秒,就是用来校准原子时间和世界时间的关键 1 秒。

但也正是因为这 1 秒,会对像类似于股票市场、GPS 定位等依赖于时间的高精度工作制造很多不必要的麻烦,所以国际计量协会正在考虑要不要取消掉闰秒,放飞时间,到万不得已的时候在改次大的。

最近,有研究人员发现了一种新元素 —— ,它在 1 秒内完成一次能量级变化会震荡 430 兆周。

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也就是说,我们用来计量时间的刻度可能在不久的将来会更细致。

而这一个进步,可以让我们离世界时间越来越近,说不定在未来,我们可以从根本上解决掉闰秒,完全与宇宙同步。

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