時間是表征世界的最基本物理量,是人類文明發(fā)展中的(de)一個重要組成部分(fèn)。我們每天都在經曆著時間的流(liú)逝,也每天都在運用時間、計算時間。
但是我們(men)真的了解時間嗎(ma)?日前,中國計量科學研究院院長方向接受新華網采訪,通(tōng)過通俗易懂的(de)語言科普時間與計量的關係,讓受眾深入了解“丈量”時間長度的(de)起源和不(bú)斷發展的計量方(fāng)式。
新華網:在古(gǔ)代(dài),人類用了什麽方法計量時間?又(yòu)是(shì)如何(hé)定義時間單位(wèi)的?
方向:時間單位的定義追溯得比較久遠,在我國,古代的(de)人用來計時的一個非常重要(yào)的儀器叫(jiào)日晷,並將一(yī)天分為十二個時辰:子、醜、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。
日晷運用到了地球自轉的原理,在(zài)一天當中不同的時間,太陽照射所投影子方向(xiàng)不(bú)同,因此可以借助影子的位置來定義時間。但是完全依賴於(yú)天象時,人們隻能看到(dào)大概時間(jiān)。隨著科技的發展、社會的進步以及生活(huó)的需要,人們對於時間的準確(què)度要求越來越高。
新華網:現代科學技術的發展是(shì)建立在精密實驗測量基礎之上的。測量精度是如何影響人類計量時間的?
方向:精度需要製定一種標準(zhǔn),並選定一(yī)種單位。在日晷之(zhī)後,鍾擺成為了人們(men)常用的計時工具,每擺一下是一秒。
科學家們研究發(fā)現,鍾擺擺得(dé)越快,計時精度就可能會(huì)越高,於是在微觀世界裏找到最(zuì)小單位來作(zuò)為定義量的(de)標尺。1967年,第13屆國際計量(liàng)大會(CGPM)重新定義了“秒”——用銫133Cs原子基態兩個超精細能級之間的躍遷頻率,替代了原有基於地球(qiú)公轉和自轉的秒,利用這個原理產生的妙趣計時,就叫做原子時。
新華網(wǎng):目前國際統一的時間計量單位是什麽?我國在時間計量上有哪些(xiē)科研成果?
方向:目前全球統一使用(yòng)的國際標(biāo)準時間是由國際計量局主導的協調世界時(UTC)。
國際計量局將全世(shì)界各(gè)個國家的計量院還有一些守時(shí)的實驗室的原子鍾所(suǒ)報送的數據進行加(jiā)權平均,再加以校準,產生國際原子時(TAI),再產生協調世界時(UTC)。
由中國計量(liàng)科(kē)學研究院研製的“NIM5銫原子噴泉鍾(zhōng)”是一個用(yòng)來定義秒長的基準(zhǔn)原子鍾,它的測量精度已經達到了3000萬年(nián)不差一秒,是國際計(jì)量(liàng)局認可(kě)的基準鍾之一(yī)。在國際標準時間的產生和維護過程中,“NIM5銫原子噴泉鍾”以及(jí)其他幾台“世界上最好的基準原(yuán)子鍾(zhōng)”,如同準星(xīng)一樣駕馭國(guó)際原子時,發揮著舉足輕重的(de)作用。