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时间不再飘渺,它“无孔不入”

2019-05-24 16:25  来源: 新华网

时间,看起来是很简单的一个词,它却影响着人们生活的方方面面。从盘古开天辟地到生物进化,历史的长河经过一个又一个世纪。动物利用时间躲避天敌、人类利用时间沟通交流。可是时间只是一个不断流逝的缥缈的概念吗?

时间之所以叫时间是人类赋予的

古时候人们日出而作日落而息,“一天”是比较明确的时间单位,时间对于人类社会的作用仅仅是提示。

在过去,每个国家对时间有不一样的称谓,我国说的最多的是十二时辰:子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。想要清晰地“看到”时间就需要借助工具,日晷就是用来计时的器具之一。它的工作原理其实也很简单,由于地球自转,在地球上固定一处看向太阳,太阳的位置是不断变化的。由此,在太阳光的照射下,日晷上的指针即“晷针”的影子也是在不断位移的,“晷针”的影子对应的晷面上的刻度就是当下的时间。

但是完全依赖于天象有个弊端,就是只能看到大概时间。随着科技的发展、社会的进步以及生活的需要,人们对于时间的准确度要求越来越高。后来,就有了对时间的全新定位。

在对时间的研究中,“诞生”了秒,秒是全世界统一的时间单位,是国际单位制(SI单位制)中的七个基本量之一。人们将地球自转一圈所用的时间定义为24小时,由于一小时等于60分钟等于3600秒,将地球自转一圈的距离除以86400就算出了一秒的时间单位。

随着科技发展,人与人之间的交流越来越紧密,时间对于人类而言作用也越来越大。想要知道时间也不需要特地跑去看日晷,科技已经将时间“穿戴”在了身上,比如我们的手表、手机等。

时间的应用“渗透”在人们生活的方方面面

时间不仅仅是用来“看”的,它影响人们生活中的方方面面,往往在你想不到的地方,时间也在发挥着它的“光和热”。

北斗导航的背后,有时间在做支撑

手机终端想要定位需要至少接收四颗北斗卫星的时间信号,因为随着位置变化的是接收到的时间信号。定位时,北斗卫星用每秒三十万公里速度的电磁波向手机发送时间信号,由于四个卫星的位置不一样,手机上会接收到四个不同方位传来的时间,将这四个时间连在一起,带入特定的方程式就可以得到所在的经度、纬度、高度和准确的时间。

当然,这有一个前提条件,就是四个卫星上的时间都是准确的、一致的。因此,在北斗导航系统里时间就变得异常重要。

北斗卫星上的时间是怎么得到的呢?发射到天上的卫星都会携带一个很小的原子钟,由于大小的限制,对于它的稳定性和准确性就有了一定的挑战。所以,当它飞到一定位置的时候,人们会用地面的时钟去校准它。

“简单”的一米,不简单的计算

过去人们将位于巴黎的国际计量局的地球子午线上从地球赤道到北极点的距离的千万分之一长度定义为一米,也就是地球一圈的长度除以4000万,这个就是过去全世界共同使用的1米。人们将它做成了一个尺子,目前存在于国际计量局。

然而,实物米尺不管用多么稳定的材料制成都可能会发生变化,由此测量精度就会受到限制。

为了提高精确度,1983年国际度量衡大会(CGPM)重新制定米的定义,将“光在真空中行进1/299 792 458秒的距离”定为一标准米。将真空作为前提条件提出,是因为空气中的分子对光速也有一定的影响。

时间不再只是“滴滴答答”的流逝的虚拟的概念,人们赋予了它越来越多的使命,将它与人类社会密切地“绑”在了一起。时间是“忠诚”的,它稳定、准确,默默地在我们看不到的地方协助我们的日常生活,帮助科技的发展。时间也是在不断进步的,科学家们在时间的计量领域里不断改进,力求让时间越来越准、越来越准。

指导专家:方向 中国计量科学研究院院长

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作者: 魏承瑶   [责任编辑: 芦俊文]

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