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第141章 秒的诞生(第5页)

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秒的独立史也是人类科学进步的历史。

“秒的定义经历了较长的时间。

古希腊天文学家,包括希巴谷和托勒密,定义太阳日的24分之一为时,以六十进制细分时和分,得到秒是一太阳日的86,400分之一。

这个称为世界时秒。

按此定义复现秒的准确度只能达到亿分之一。

世界时秒是秒的第一代。

“1960年,第十一次的国际度量衡会议通过决议。

将秒定义为:自历书时1900年1月1日12时起算的回归年的31,556,9259747分之一为一秒。

当时天文学家知道地球在自转轴上的自转不够稳定,不足以作为时间的标准。

就象长度的米的定义必须指定为经过巴黎的那条经线一样,秒的定义也要指定一个特定历元下的地球公转周期,这个特定的历元就是1900年1月1日12时。

这就是秒的定义在历书上的锚定。

这样定义的秒,称为历书秒或历书时秒。

历书秒是秒的第二代。

“但是历书秒定义产生的时候,已经过了锚定点60年,显然不可能回过头去实测。

但是,纽康的太阳表以1900年的历元描述了太阳的运动,所依据的是1750年至1892年142年的天文观测。

因此可以经由线性关系的平回归年的算式推导出历书秒的长度。

“历书秒的定义虽然还是锚定在特定的历元上,但是已具备了既可今后独立定义又能和当下历法单位无缝对接的条件。

随着原子钟的发展,秒有了新的定义基准,而不需要再借用太阳日。

历书秒为秒脱离对天文观测的依赖做好了准备。

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“1967年,第13届国际度量衡会议通过决议,将秒作为时间的国际标准单位定义为:铯133原子基态的两个超精细能阶间跃迁对应辐射的9,192,631,770个周期的持续时间为一秒。

原子的能级非常稳定,跃迁辐射信号的周期自然也非常稳定,而且测量方便,复现秒的准确度可以达到千万亿分之一。

这个称为原子钟秒,是秒的第三代定义,它已经完全摆脱对天文观测的依赖。

“到本世纪70年代,由于相对论的发现,人们认识到,重力时间膨胀会导致在不同高度的原子钟有不同的秒。

因此授时的原子钟必须修正为在平均海平面的高度,以取得一致的秒。

用相对论的术语来说,秒被定义成在转动的大地水平面上的原时。

“1977年,在bip的会议中对秒的定义加进了新的陈述:铯原子在0k下是静止不动的。

这个定义意味着对那些原子钟之内的运作进行外推的数值,应该考量到周围温度的补偿(黑体辐射)。

“这就是我们今天定义的秒。

作为时间的标准长度,它已经彻底地摆脱了对历的锚定。

但是,要确定时刻,人类还是要在历上为原子钟寻找一个固定的锚点。

“一旦精确的原子钟授时系统崩溃,我们还是需要用历重新找回时间的锚点。”

高建结束了他对于时间的漫长叙述。

李二狗又产生了一个新的问题:“时间为什么不能象空间那样可以很容易地固定位置呢?时间到底是什么呢?它为什么没有一个固定的?”

“其实,空间也没有固定的!”

高建道。

“为什么?”

“因为运动!

没有运动就没有一切!

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