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測量時間的標尺:格林尼治標準時間的去留

發佈時間:2012年01月20日 10:48 | 進入復興論壇 | 來源:Xinhua | 手機看視頻


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  在三維世界中,任何一個維度都有一個標尺,按照這個標尺,人們可以準確地測量出三維世界中任何物體的具體大小。其實時間也是如此,它是第四個維度,同樣需要一個測量的標準,技術越進步標準就越精細,而現在關於測量時間的標尺之爭,已經不是技術進步那麼簡單了。

  上學之後,我們知道了格林尼治標準時間。格林尼治標準時間的正午是指太陽橫穿格林尼治子午線(也就是在格林尼治上空最高點時)的時間,格林尼治標準時間的一天就是太陽兩次橫穿該線的時間,將這樣的“一天”均分就得到了“一秒”這個標準。

  可是此後天文學家發現地球的自轉速度並不恒定,而是時快時慢。如果地球轉速不同,“一天”的長度就不同,“一秒”的長度也不同。這對於天文、物理等高精尖領域來説是無法接受的。於是,隨著物理學實驗技術和電子技術的發展,在上世紀50年代誕生了穩定度非常高的人工振蕩頻率標準。1967年召開的第十三屆國際度量衡大會通過決議,將新的國際單位制秒長定義為位於海平面上的銫原子鐘內銫原子Cs133基態的兩個超精細能級在零磁場中躍遷輻射振蕩9192631770周所持續的時間,使用這個秒長所建立的連續時間就是原子時。按這種原子時定義,目前最準的原子鍾大約2000萬年僅誤差1秒。時間的精準度有保障了,可這割斷了我們的時間與地球自轉的聯絡──總有一天,我們會發現,當時針指向正午12點時,天空是一片繁星。

  現在全球通行的“世界協調時”是兩個時間標準相互妥協的結果。它基於原子鐘,但為了保持與地球自轉時間的一致,在兩者差異累積到0.9秒的時候,就加上或減去一個“閏秒(又稱跳秒)”。自1972年這套體系確立起,已經添加了24個閏秒。這給衛星定位、導航、航空航天等依賴時間精度的高科技領域帶來許多不利影響,因此有些國家提出廢除閏秒,轉而完全採用原子時間標準。

  廢除閏秒的理由很充分,但是反對的聲音也很堅決,英國就是堅定的反對者。除了反對割裂時間與地球自轉的聯絡外,英國還有一種“民族主義”的心態──格林尼治時間在大英帝國全盛時期被確定為世界時間的基礎,在許多英國人眼中,是民族榮耀的象徵。英國媒體表示,如果廢除閏秒,實際就徹底擺脫了格林尼治時間,時間標準的掌控權就會落入國際計量局,而這是一個設在巴黎的機構,這將標誌著英法兩國延續多年的定義時間之“戰”以法國的勝利而告終。

  在1月16日到20日于瑞士日內瓦召開的國際電信聯盟大會上,各國代表將再度討論“閏秒”的存廢,並有可能通過投票的方式來最終決定“閏秒”的去留。但是真正取消“閏秒”對日常生活會造成多少影響呢?

  科幻故事已經給出了答案:在茫茫宇宙中航行的飛船,不可能根據不同星球自轉長短決定時間,精準的原子時才是計時的大方向。可是,宇宙中的時間又是如何産生的?其維度的參照點又在哪呢?

熱詞:

  • 時間精度
  • 閏秒
  • 基態
  • 地球轉速
  • 測量時間
  • 一天
  • 一秒
  • 原子時
  • 銫原子鐘
  • 民族主義