谢懿

第一次重新定义

时间的流逝是一个谜，许多物理学家甚至认为它不过是幻觉。钟面时间是人类的发明，它的单位是小时、分和秒，由此地球绕其自转轴转动一周的时长，也就是“天”的长度，才得以被划分。17世纪，当天文学家克里斯蒂安·惠更斯发明摆钟时，1秒被定义为1个太阳日的1/86400，即1天=24小时，1小时=60分，1分=60秒。

但是，地球的自转并不是恒定的。地球自转的时长每天会上下浮动数微秒;在更长的时间尺度上，地球自转速率在逐渐放缓，由此定义的秒就会渐渐变长。20世纪初，当量子力学实验和无线电广播对时间提出更稳定且更精确的要求时，问题就来了。于是，微波原子钟应运而生，它走时的依据是原子中的电子在两个能级间跃迁所发出的微波辐射频率。

1955年，第一台微波原子钟问世，它的精度达到了每300年仅偏差1秒。这么高的精度很快就改变了我们对时间基本单位的定义。1967年，第13届度量衡大会把“秒”重新定义为“基态铯-133原子两个超精细能级间跃迁所对应辐射周期的9192631770倍”。

虽然新的秒长与此前的完全一致，但这一表述为“秒”提供了一个更为精确的定义。目前最好的铯原子钟的精度已经提升到了约3亿年的偏差仅为1秒，但今天我们依然沿用上述对“秒”的定义。

新一代计时工具

时间度量对于我们的生活至关重要。从全球定位系统、智能手机到互联网、电网，对于这些依赖高精度时间同步的现代技术来说，铯原子的稳定振荡是它们的关键基石。……