時間，你從哪里來

如果沒有計時，我們也就沒有時間觀念。早在文明誕生之初，人類便開始通過對時間的計量來描述萬事萬物的變化，并由此誕生了一系列精度越來越高的計時器具。

時間的計量

細(xì)數(shù)計時器具的發(fā)展，最古老的要屬太陽鐘（圭表、日晷等）。有據(jù)可查的太陽鐘始于公元前兩千多年的堯帝時期?！吨芏Y·地官·大司徒》中有“以土圭之法測土深，正日景（影），以求地中”的描述，《春官·典瑞》中也提到了“土圭以致四時日月，封國則以土地”。

圭表是一種結(jié)構(gòu)最簡單的測量日影長度的古老儀器，由一根直立在平地上的標(biāo)竿（表）和一把正南北方向的尺（圭）兩部分相互垂直組成。根據(jù)正午時測量的表影長度可以推定二十四節(jié)氣，從表影長短的周期性變化可以確定一年的天數(shù)。每當(dāng)太陽轉(zhuǎn)到正南方向時，表影就落在圭面上。量出表影的長度，就可以推算出冬至、夏至等各節(jié)氣的時刻（如表影最長時為冬至，最短時為夏至）。

日晷通常由銅制的指針和石制的圓盤組成。指針又叫晷針，垂直穿過圓盤中心，起著圭表中標(biāo)竿的作用，因此晷針又叫表。石制的圓盤叫晷面，安放在石臺上，南高北低。晷面兩面都有刻度，分子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二個時辰，每個時辰又等分為“時初”、“時正”，這便是一日24小時。

之后出現(xiàn)的水鐘和沙鐘都屬于流體鐘，通過測量流體在特定方式下流動所需的時間來表示固定的時間間隔，這類不依賴于天文現(xiàn)象的“漏刻”計時儀器至少有4000年的歷史了。

為更準(zhǔn)確地記錄時刻，十三世紀(jì)的歐洲修道院中出現(xiàn)了機(jī)械鐘。明朝萬歷年間，機(jī)械鐘傳入中國，萬歷皇帝極為喜愛，還成立了制作機(jī)械鐘的宮廷造辦作坊，專供自己、皇親國戚及心腹大臣使用。

提高時間計量精度的意義

隨著社會的不斷發(fā)展，對時鐘精度的要求越來越高，于是石英鐘、原子鐘等應(yīng)運而生。原子鐘利用原子吸收或釋放能量時發(fā)出的電磁波計時，由于這種輻射電磁波的周期極其穩(wěn)定，再加上利用一系列精密的儀器進(jìn)行控制，以致原子鐘的計時非常準(zhǔn)確（每100萬年才誤差1秒）。

最初且最常用于原子鐘研制的元素有銫、銣等堿金屬，1967年，銫原子鐘被用來進(jìn)行“秒”定義，即我們通常所說的國際原子時。直到現(xiàn)在，“秒”定義仍由銫原子噴泉鐘保持。

上世紀(jì)五十年代，美、日等國家開始陸續(xù)建立本國的標(biāo)準(zhǔn)時間及授時系統(tǒng)。

我國的標(biāo)準(zhǔn)時間是“北京時間”。由于地域遼闊，東西相跨五個時區(qū)（首都北京處于國際時區(qū)劃分中的東八區(qū)），而授時臺又必須建在我國中心地帶，于是“北京時間”的發(fā)布不在北京，而是由位于陜西的中國科學(xué)院國家授時中心發(fā)播。

日常生活中，1秒的時間非常短暫，時間精確到1秒好像已經(jīng)足夠了?？稍谀承╊I(lǐng)域，用秒計量時間仍不夠準(zhǔn)確。例如，在體育賽事中，運動員的比賽成績需要精確到0.01秒，汽車、飛機(jī)的發(fā)動機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)動數(shù)千周，為改變發(fā)動機(jī)的頻率，提高其運行的速度，時間測量也要精確到0.01秒。

對于科研活動，隨著時間計量精度的提高，人們可以更深入地探索自然規(guī)律，推動基礎(chǔ)科學(xué)研究的進(jìn)步。如里德堡常數(shù)的測量、引力波探測等，都是檢驗物理學(xué)基本理論的重要方法。

此外，人們還能通過將其他物理量的測量轉(zhuǎn)換為時間頻率的測量，間接實現(xiàn)對其他物理量測量精度的提高，目前已經(jīng)完成了長度、電流、電壓、發(fā)光強(qiáng)度和溫度等物理量單位的定義或測量的轉(zhuǎn)換。

對于普通人來說，時間計量精度的提高最明顯的意義或許是能讓大家更好地了解“一寸光陰一寸金，寸金難買寸光陰”的含義。（據(jù)搜狐網(wǎng)、科通社）