时间都去哪了？时间从哪里来！我的时间怎么测量？ _小知识

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图片来历: 创瞰巴黎
宿世人总感慨时候荏苒，岁月蹉跎，老是回顾旧事的时辰难免自问“时候都去哪了” 。然而科学家们思虑的倒是完全相反的问题——“时候从哪里来” 。我们泛泛利用的海说神聊京时候是怎么获得的?若何包管时候测量的精确性和持久不变性？这些问题不仅关系到浩繁依靠高精度计时的应用手艺，更是在根本理论的研究，计量学的成长上占有主要的地位。
本文将从根基的测量出发，简要介绍同一的测量尺度在人类社会成长中的演变历程，阐释时候测量在浩繁物理量测量中的特别地位。继而诠释当今最前沿的时候基准采用的根基手艺及其道理。
同一怀抱衡之路
测量的古与今
昔秦王扫六合，同一华夏，将六国膏壤收入囊中。在同一之后，立即就推出了“同一怀抱衡”的诏令。要同一测量最关头的一点即是要有尺度具。现存于上海博物馆的“商鞅方升”即是商鞅制造的怀抱衡器尺度。同一怀抱衡打扫了经济文化成长的障碍，使得大到基于钱粮和俸禄的国度机制，小到柴米油盐贩子生意的苍生平易近生得以有条不紊的进行。可见在古代人们对怀抱衡的尺度的拟定便有很高的需求。时至今日，科技成长，文明前进，人们对测量的要求只增不减。紧密的测量也越来越多的深切的我们的日常糊口中。

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图1 商鞅方升丨图片来历：百度百科
此刻的司机们已经很少会碰到在路上迷路的逆境了。只要打开手机导航，就算是一次也没去过的城市也可以轻松的找到路线。十几年前想当作为好司机还需要好的记性的日子已经一去不复返了，这一切得归功于全球卫星定位系统 (GPS) 。这即是紧密测量在我们日常中大放异彩的典型案例。为了能知足我们日常的利用，定位的精度在几米量级就已经足够了。几米对我们来说可能并不算很小的长度，以至于我们很难把他和紧密测量联系起来。现实上， GPS系统是经由过程接管分歧卫星的时候戳旌旗灯号，按照分歧卫星的旌旗灯号领受时候差推算出位置的。假设抱负环境，旌旗灯号按照光速传布，若是但愿达到米量级的定位，则需要测量的时候差在10e-9s量级，要包管分歧GPS卫星时候同步， GPS卫星的计时误差还要更小！这对测量尺度的拟定提出了很高的要求。

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图2 GPS定位道理丨图片来历：JIBAO网
根基测量和测量尺度演化
测量的形式多种多样，长度，时候，压强，温度，重量……纷歧而足。面临各类各样类型的测量，人们拟定了7个单元为根基单元，再经由过程一些物理定律间接界说其他单元。这样只需要精确地界说这7个单元就可以精确地界说所有单元。尺度拟定的使命也是以减轻了良多。然而，即使只有7个根基单元，人们仍是颠末了一代又一代的测验考试和改良。以长度为例，除去诸如法老身体上的长度之类的十分禁绝确的界说之外，最早的系统化、科学化的长度界说来自于16宿世纪的法国神职人员加布里埃尔·穆东。他提出操纵地球子午线长度作为基准界说单元米。后来国会采用了这种方式，将地球子午线的一万万分之必然义为一米。地球子午线的长度界说米有良多长处。起首，地球子午线的长度是一个相对不变不变的量，其次地球子午线快要一万万米，就算测量子午线的长度存在一公里的误差，计较获得的米的误差也只有万分之一米。可是地球子午线的测量并不便利，后来在《米制公约》中，人们利用90%铂和10%铱的合金建造了米的尺度器具，作为米的尺度。利用这种金属建造也恰是为了削减时候和情况的转变对尺度具的影响。跟着物理学的研究进入微不雅范畴，对原子的理解进一步加深。人们发现不变的原子才是天然界最好的尺子，随即将米界说为氪86原子在2p10和5d5量子能级之间跃迁所发出的电磁波在真空中的波长的1650763.73倍。