探索时间奥秘：时间的脚步如何计算？( 四 ) _时间

上世纪30年代，美国哥伦比亚大学实验室的拉比和他的学生，发明了一种被称为磁共振的技术。依靠这项技术，他便能够测量出原子的自然共振频率。为此他还获得了1944年诺贝尔奖。拉比很自然地想到，这些共振频率的准确性是如此之高，完全可以用来制作高精度的时钟。
世界上第一个原子钟是由美国国家物理实验室的埃森和帕里合作建造完成的，但这个钟需要一个房间的设备，所以实用性不强。另一名科学家扎卡来亚斯推出了一种小型的原子钟，可以从一个实验室方便地转移到另一个实验室。1954年，他与麻省的摩尔登公司一起建造了以他的便携式仪器为基础的商用原子钟。两年后该公司生产出了第一个原子钟，并在四年内售出50个，如今用于GPS的铯原子钟都是这种原子钟的后代。
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的。由于这种电磁波非常稳定，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。现在用在原子钟里的元素有氢、铯(sè)、铷(rú)等。原子钟的精度可以达到每100万年才误差1秒。
“秒”的年纪其实很年轻
时间是看不见，摸不着的。在19世纪末，天文学家只能从年的长度中细分来确定秒的长度。他们把秒定义为一个回归年长度的31556925.9747分之一的时间长度。起始历元从1900年1月0日12时正。这是人类历史上第一次对时间基本计量单位——秒的定义。但是，这里的秒是以一个回归年为参照的，是把地球自转作为一台钟来计量的，一个回归年长度能保证精确到什么程度呢？地球自转的世界时是不均匀的，那么，“秒”的长度是否也要变呢？可见用细分年的长度来确定秒的标准是天文学家的无奈之举。还有一个原因是当时还没有发现地球自转是不均匀的。
20世纪中期，科技进步使人类有了计时精确的原子钟，于是，秒的基准定义有了第二次改革。1967年的第13届国际计量大会上确定以铯原子钟为计时标准。确定“秒”为时间的基本计量单位，并定义“秒”的物理标准为：在海平面零磁场的条件下“铯133原子两个基态能级的转换所经过的9192631770个电磁波辐射周期”所需要的时间。这样，秒的基准定义就建筑在电磁波频率的基础上了。时间的长河尽管悠久，但科学的时间计量的基本单位——“秒”的定义还很年轻，至今还只有40多年的历史。
利用生物钟制作“报时花钟”
自然界中，各种生物的功能都有自己独特的活动周期。某些藻类的发光，植物花瓣的启闭，雄鸡的啼鸣，候鸟的迁徙，动物的冬眠等等，都会定时出现，这就是生物的节律。
生物节律是法国天文学家梅朗于十八世纪初发现的。达尔文也曾关注过这一现象。现在生物学家已经证实，不论是植物还是动物，其功能的周期性变化并非局部现象，它是一切有机体生命活动的基本规律的反映。
按钟点开闭的花朵，曾为人类早期守时提供过方便。例如在十八世纪的欧洲，一般的公园里大都有一个自然的带有装饰性趣味的“报时花钟” 。园丁们把一组花盆排列成“钟面”，每盆花的开或闭都对应于一个钟点。游客利用这种花时钟，就能知道大概时间
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