日月更替,斗转星移,花开花落
人类数千年的文明在时间的长河中缓缓流淌
时间见证了这一切的变化
而日益先进的人类文明使得我们能够更准确的去感知时间
早在人类文明诞生之初
人类便开始通过对时间的计量来描述万事万物的变化
并由此诞生了一系列准确度越来越高的计时器具,即人们通常所说的“时钟”。
从古至今,有哪些“时钟”呢?让我们溯源穷流,一起来看看……
1
公元前2世纪:日晷
远古时期,人们以太阳的东升西落作为时间尺度,因此便有“日出而作,日落而息”的人类生活;最古老的钟追溯至太阳钟,例如圭表、日晷。有据可查的太阳钟始于公元前2357-2258年的尧帝时期。
《周礼•地官•大司徒》中有“以土圭之法测土深,正日景(影),以求地中”。《春官•典瑞》中也提到了“土圭以致四时日月,封国则以土地”。
2
北宋时期:水钟
北宋时期,我国的能工巧匠们设计出水钟,它属于流体钟的一种,除水钟之外,流体钟还包括沙钟。水钟和沙钟都是使用一定数量的流体,通过测量流体在特定方式下流动所需的时间来表示固定的时间间隔。
3
600年前:机械钟
欧洲的机械钟出现于十三世纪,最早传入我国的机械钟在明朝万历年间,被献于万历皇帝。十七世纪,单摆被用于机械钟的设计,使其计时准确度提高了近百倍。
4
20世纪30年代:石英钟
随着社会发展的需求,对时钟准确度的要求越来越高,于是石英钟应运而生,它是通过石英钟内部稳定的石英振荡器来计时的。随着科技发展的要求,以及人类对精密测量的执着追求,石英钟逐渐被其他高准确度的钟所代替,例如原子钟。
5
1955年:原子钟
原子钟是利用原子吸收或释放能量时发出的电磁波来计时。由于这种辐射电磁波周期非常稳定,再加上利用一系列精密的仪器进行控制,原子钟的计时就可以非常准确了。最初并且最常用于原子钟研制的元素有氢、铯、铷等碱金属。原子钟的准确度可以达到每100万年才误差1秒。1955年首次出现原子钟。1967年,铯原子钟被用来进行“秒”定义,从此开启了原子“秒”的时间计量标准时代。
6
2002年:光钟
对于原子钟,科学家不遗余力地进行探索并取得了巨大的研究成果,他们研究出了比现行的基准钟——铯原子钟准确度更高的时钟,即光钟,铯钟作为基准钟的地位受到严重冲击。这种利用以原子的光学波段共振频率标准作为时间频率基准的钟——光学原子钟,将人类对时间、频率的测量准确度又大大的向前提升了一步!
目前最新光钟的测量准确度已经比原子钟高出了100倍还多!随着对光钟研究的深入,人们已广泛预言光钟将被应用于对时间的新定义。
如今,伴随着综合国力的强大,中国已经在世界上起着举足轻重的作用。国家时间频率体系建设也在以跨越式的速度发展,以便为我们国家的科研及民生提供最基本的时间保障。