方向:计量时间 推动人类文明发展
时间是代表世界的最基本的物理量,是人类文明发展的重要组成部分。我们每天都在经历时间的流逝。我们每天也在使用时间和计算时间。
但是我们真的知道时间吗?几天前,中国计量科学研究院院长采访了新华社。通过科普时间与通俗语言测量的关系,观众可以深刻理解“测量”时间长度的由来和不断发展的测量方法。
新华网:在古代,人类是如何测量时间的?时间单位是如何定义的?
方向:时间单位的定义可以追溯到很久以前。在我国,古代人使用的一种非常重要的计时工具是日晷,一天分为12个小时:子时、周时、阴时、毛时、陈时、四时、五时、卫时、申时、尤时、徐时和海时。
日晷使用地球自转的原理。在一天中的不同时间,太阳照向不同的方向。因此,时间可以由影子的位置来定义。然而,根据天象,人们只能看到大概的时间。随着科学技术的发展、社会的进步和生活的需要,人们对时间的精确度要求越来越高。
新华社:现代科学技术的发展是以精确的实验测量为基础的。测量精度如何影响人体测量时间?
方向:精度要求设置标准和选择单位。日晷之后,钟摆变成了一种常用的计时工具,每次摆动都是一秒钟。
科学家发现时钟摆动得越快,计时的准确度就可能越高。因此,他们找到了微观世界中最小的单位作为定义数量的标准。1967年,第13届国际计量大会(CGPM)重新定义了“秒”——利用铯133铯原子基态的两个超精细能级之间的跃迁频率,取代基于地球自转和自转的原始秒。由这个原理产生的有趣的时间被称为原子时间。
新华网:目前国际统一的时间计量单位是什么?中国在时间测量方面取得了哪些科研成果?
方向:当前的世界标准时间是由国际计量局领导的协调世界时。
国际计量局对世界各国计量机构和一些守时实验室的原子钟提交的数据进行平均,然后对它们进行校准,以生成国际原子时(TAI)和协调世界时(UTC)。
中国计量科学研究院开发的NIM5铯原子喷泉钟是一种用来定义秒长度的参考原子钟。它的测量精度达到了3000万年,没有一秒钟的差别。这是国际计量局认可的参考时钟之一。在国际标准时间的产生和维护过程中,“NIM5铯原子喷泉钟”和其他几个“世界上最好的参考原子钟”在控制国际原子时方面发挥了重要作用。
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