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時間不再飄渺,它“無孔不入”

2019-05-24 16:25  來源: 新華網

時間,看起來是很簡單的一個詞,它卻影響著人們生活的方方面面。從盤古開天辟地到生物進化,歷史的長河經過一個又一個世紀。動物利用時間躲避天敵、人類利用時間溝通交流。可是時間只是一個不斷流逝的縹緲的概念嗎?

時間之所以叫時間是人類賦予的

古時候人們日出而作日落而息,“一天”是比較明確的時間單位,時間對于人類社會的作用僅僅是提示。

在過去,每個國家對時間有不一樣的稱謂,我國説的最多的是十二時辰:子、醜、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。想要清晰地“看到”時間就需要借助工具,日晷就是用來計時的器具之一。它的工作原理其實也很簡單,由于地球自轉,在地球上固定一處看向太陽,太陽的位置是不斷變化的。由此,在太陽光的照射下,日晷上的指針即“晷針”的影子也是在不斷位移的,“晷針”的影子對應的晷面上的刻度就是當下的時間。

但是完全依賴于天象有個弊端,就是只能看到大概時間。隨著科技的發展、社會的進步以及生活的需要,人們對于時間的準確度要求越來越高。後來,就有了對時間的全新定位。

在對時間的研究中,“誕生”了秒,秒是全世界統一的時間單位,是國際單位制(SI單位制)中的七個基本量之一。人們將地球自轉一圈所用的時間定義為24小時,由于一小時等于60分鐘等于3600秒,將地球自轉一圈的距離除以86400就算出了一秒的時間單位。

隨著科技發展,人與人之間的交流越來越緊密,時間對于人類而言作用也越來越大。想要知道時間也不需要特地跑去看日晷,科技已經將時間“穿戴”在了身上,比如我們的手表、手機等。

時間的應用“滲透”在人們生活的方方面面

時間不僅僅是用來“看”的,它影響人們生活中的方方面面,往往在你想不到的地方,時間也在發揮著它的“光和熱”。

北鬥導航的背後,有時間在做支撐

手機終端想要定位需要至少接收四顆北鬥衛星的時間信號,因為隨著位置變化的是接收到的時間信號。定位時,北鬥衛星用每秒三十萬公裏速度的電磁波向手機發送時間信號,由于四個衛星的位置不一樣,手機上會接收到四個不同方位傳來的時間,將這四個時間連在一起,帶入特定的方程式就可以得到所在的經度、緯度、高度和準確的時間。

當然,這有一個前提條件,就是四個衛星上的時間都是準確的、一致的。因此,在北鬥導航係統裏時間就變得異常重要。

北鬥衛星上的時間是怎麼得到的呢?發射到天上的衛星都會攜帶一個很小的原子鐘,由于大小的限制,對于它的穩定性和準確性就有了一定的挑戰。所以,當它飛到一定位置的時候,人們會用地面的時鐘去校準它。

“簡單”的一米,不簡單的計算

過去人們將位于巴黎的國際計量局的地球子午線上從地球赤道到北極點的距離的千萬分之一長度定義為一米,也就是地球一圈的長度除以4000萬,這個就是過去全世界共同使用的1米。人們將它做成了一個尺子,目前存在于國際計量局。

然而,實物米尺不管用多麼穩定的材料制成都可能會發生變化,由此測量精度就會受到限制。

為了提高精確度,1983年國際度量衡大會(CGPM)重新制定米的定義,將“光在真空中行進1/299 792 458秒的距離”定為一標準米。將真空作為前提條件提出,是因為空氣中的分子對光速也有一定的影響。

時間不再只是“滴滴答答”的流逝的虛擬的概念,人們賦予了它越來越多的使命,將它與人類社會密切地“綁”在了一起。時間是“忠誠”的,它穩定、準確,默默地在我們看不到的地方協助我們的日常生活,幫助科技的發展。時間也是在不斷進步的,科學家們在時間的計量領域裏不斷改進,力求讓時間越來越準、越來越準。

指導專家:方向 中國計量科學研究院院長

本作品為“科普中國-科學原理一點通”原創,轉載時務請注明出處。

作者: 魏承瑤   [責任編輯: 蘆俊文]

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