1秒究竟為什麽是1秒？

博爾特可以在10 秒內跑完 100 米，泳池裡同樣的距離，菲爾普斯用蝶式遊到終點只需要49 秒 82，劉翔能一口氣用12 多秒跨完 10 個欄。。。

不過今天想跟大家聊的，並不是 “ 誰是世界上最快的人” 。

我們來思考一個更深刻的問題 ——人類到底是從什麽時候，如何開始用時、分、秒來衡量時間的？

為什麽 1 秒的長度，剛好是讀完一次 “ one Mississippi ” 所花費的時間，而不是讀兩次、三次的耗時？

時間無形，而如何測量時間一直都是人類最頭疼的問題之一。

公元前，埃及人簡單粗暴的用日光和影子來粗略估算時間。

這種方法直觀是直觀，但缺點就是真的太粗略了。。。生活技能差一點兒的估計只能靠它辨認出上午、中午、下午。

直到後來，日晷誕生，相同的原理，都是靠日照投射倒影來判斷時間，不過多了更精準的刻度，把時間劃分成好幾個具體的時段。

精準一些的日晷甚至能把一天的時間誤差控制在 15 分鐘內。

除了陽光，古人發現水的流速也是相對穩定的。

於是水鍾誕生，水流滴入帶有刻度的盆中，人們通過水的體積得知具體過了多少時間。

這種計時方式比日光計時法少了陰晴氣象，以及晝夜帶來的局限，但在大冬天某些北方城市就不大適用了。。。

以上這些方法，都算是傳統的計時方式，直到 “ 機械時代 ” 到來。

17 世紀，發明家們發現了鍾擺，不管鍾擺的重量如何，只要鍾擺長度不變，它擺動的頻率幾乎都是一定的。

擺鍾也因此誕生。

而比起擺鍾更高級的發明，就是石英鍾了。

石英這種晶體，在受到電池電力的影響時會產生有規律的振動 —— 平均每秒振動 32768 次，每完成一次振動周期，電路的信號會 “ 告訴 ” 秒針挪動一步。

不管是，估計差友們也想到了，不管是通過陽光、水、鍾擺，還是晶體振動，計算和測量時間的方法，就是得找一個自帶周期性的東西作為參考。

而周期當然是也精細越完美。別以為十幾分鐘的誤差不算太大，你要是放在股市裡，幾秒鐘的誤差都可能讓幾百萬打水漂。。。

好在在今天，我們找到了一種更小，周期更細致的東西，原子。

科學家發現了銫這種原子 Cs 。

反正國際計量組織是這麽覺得的。

在 1963 年的第 13 屆國際計量大會上，他們決定銫原子完成這麽一次能量變化所耗費的時間，就是 1 秒。

銫原子鍾

不過即使精確到 1/9192631770 秒這個量級，誤差依然存在，我們用銫原子鍾計算出來的時間，被稱為原子時間，這跟宇宙裡因為地球旋轉、軌道等因素而產生的世界時間目前並不能做到完美同步。

有誤差當然就要人為校準啦。

在 2017 年 1 月 1 日的 7：59：59 之後，地球上每個人都獲得了額外的一秒鐘，也就是說在這天的 7：59 分有真正的第 60 秒，這一秒，被稱為 “ 閏秒 ”。閏秒，就是用來校準原子時間和世界時間的關鍵 1 秒。

但也正是因為這 1 秒，會對像類似於股票市場、GPS 定位等依賴於時間的高精度工作製造很多不必要的麻煩，所以國際計量協會正在考慮要不要取消掉閏秒，放飛時間，到萬不得已的時候在改次大的。

最近，有研究人員發現了一種新元素 ——鍶，它在 1 秒內完成一次能量級變化會震蕩 430 兆周。

也就是說，我們用來計量時間的刻度可能在不久的將來會更細致。

而這一個進步，可以讓我們離世界時間越來越近，說不定在未來，我們可以從根本上解決掉閏秒，完全與宇宙同步。

圖片、資料來源：

1. YouTube 影片：This 3D Quantum Gas Clock Could Redefine Time

2. 萬維部落格：時間是什麽？

3. 維基百科：銫原子鍾

4. 知乎：一秒究竟是怎麽定義的。

“ 時間簡史？ ”