fix1010测评:测量时间的标尺(科技大观)

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测量时间的标尺(科技大观)

张杰

《 人民日报 》( 2012年01月18日   22 版)

  在三维世界中,任何一个维度都有一个标尺,按照这个标尺,人们可以准确地测量出三维世界中任何物体的具体大小。其实时间也是如此,它是第四个维度,同样需要一个测量的标准,技术越进步标准就越精细,而现在关于测量时间的标尺之争,已经不是技术进步那么简单了。

  上学之后,我们知道了格林尼治标准时间。格林尼治标准时间的正午是指太阳横穿格林尼治子午线(也就是在格林尼治上空最高点时)的时间,格林尼治标准时间的一天就是太阳两次横穿该线的时间,将这样的“一天”均分就得到了“一秒”这个标准。

  可是此后天文学家发现地球的自转速度并不恒定,而是时快时慢。如果地球转速不同,“一天”的长度就不同,“一秒”的长度也不同。这对于天文、物理等高精尖领域来说是无法接受的。于是,随着物理学实验技术和电子技术的发展,在上世纪50年代诞生了稳定度非常高的人工振荡频率标准。1967年召开的第十三届国际度量衡大会通过决议,将新的国际单位制秒长定义为位于海平面上的铯原子钟内铯原子Cs133基态的两个超精细能级在零磁场中跃迁辐射振荡9192631770周所持续的时间,使用这个秒长所建立的连续时间就是原子时。按这种原子时定义,目前最准的原子钟大约2000万年仅误差1秒。时间的精准度有保障了,可这割断了我们的时间与地球自转的联系——总有一天,我们会发现,当时针指向正午12点时,天空是一片繁星。

  现在全球通行的“世界协调时”是两个时间标准相互妥协的结果。它基于原子钟,但为了保持与地球自转时间的一致,在两者差异累积到0.9秒的时候,就加上或减去一个“闰秒(又称跳秒)”。自1972年这套体系确立起,已经添加了24个闰秒。这给卫星定位、导航、航空航天等依赖时间精度的高科技领域带来许多不利影响,因此有些国家提出废除闰秒,转而完全采用原子时间标准。

  废除闰秒的理由很充分,但是反对的声音也很坚决,英国就是坚定的反对者。除了反对割裂时间与地球自转的联系外,英国还有一种“民族主义”的心态——格林尼治时间在大英帝国全盛时期被确定为世界时间的基础,在许多英国人眼中,是民族荣耀的象征。英国媒体表示,如果废除闰秒,实际就彻底摆脱了格林尼治时间,时间标准的掌控权就会落入国际计量局,而这是一个设在巴黎的机构,这将标志着英法两国延续多年的定义时间之“战”以法国的胜利而告终。

  在1月16日到20日于瑞士日内瓦召开的国际电信联盟大会上,各国代表将再度讨论“闰秒”的存废,并有可能通过投票的方式来最终决定“闰秒”的去留。但是真正取消“闰秒”对日常生活会造成多少影响呢?

  科幻故事已经给出了答案:在茫茫宇宙中航行的飞船,不可能根据不同星球自转长短决定时间,精准的原子时才是计时的大方向。可是,宇宙中的时间又是如何产生的?其维度的参照点又在哪里呢?