深扒人类历史上的计时方式,几千万年误差不到一秒的时钟已经问世!
在物理意义上,时间是非常真实的,它让我们可以区分宇宙的现在和过去。时间的节奏已经植入我们的身体,随着大白天明亮天空的变化,大多数生物本能地遵循每天或每年的周期。
然而,人类历史的大部分时间,日出,日落和季节都是我们需要的记录时间的方法。最初的日历是为了取悦神灵,而奶牛和庄家不需要时钟。
埃及人用阴影制造了第一个时钟,并在将白天分位12段,但是晚上没办法计算,所以埃及人通过观看他们最喜欢的12个星座升起来标记夜晚时间。
古人最终从看星星转为看水滴,但是直到希腊天文学家决定将此固定,小时才有了固定长度。后来,希腊人决定把圆圈分成非常随机的360度,每度分成60个更小的分钟,每分钟变成60个更小的秒,为什么这样呢?希腊天文学家从巴比伦人那里借了数学知识,而巴比伦人也是从苏美尔人那里借的60基数数学系统。
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很显然,24,60和60系统没有什么意义,它就是那么出现的。水钟遍布世界各地,变得相当精密,还加了白洞和齿轮来显示水位和时间。欧洲人是第一个完全摆脱水的,之用齿轮和小装置,因为大部分欧洲天文学家需要非常精确的时间测量尺寸来做实验。
科学将钟塑造成错综复杂的计数机,只需要找出一些摇摆规律,像伽利略的单摆或基督教惠更斯的弹簧,然后计算摇摆次数。
这种新的精确时间创造了人类新时代。人们知道什么时候上班,什么时候见面。越来越多的人将日子从自然脱离,把它交给机器。
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通过工业革命,时间表可以调整到每分钟,工人变成时间的奴隶,生产力通过单位时间内做多少事情来衡量,因为毕竟时间就是金钱,这是人类历史上的一次巨大变化!
时钟甚至彻底改变了探索,推动了殖民时代的发展。精确的经度测量需要精确的时钟。水手将花式弹簧手表与皇家格林尼治天文台主时钟同步,所以他们总是知道什么时间他们在哪里。
20世纪,科学家们开始使用电子技术来记录时间。当石英晶体连接到特殊电路,它们每秒振动32768次,比弹簧或中百的摆更小,但原理相同。今天我们分辨时间用的大多数小工具都适用这些晶体摆。
但是时钟变得如此只好,现在秒的定义没有测量秒的东西那般精确。日和年的长度不是每次都完全一样,月球的引力,地震,来自其他行星的引力都会轻微改变地球自转,每隔几千年让一年差几秒钟。
这听起来也不算很多,但像GPS和粒子对撞机等超精密的科学机器需要准确地测量到一秒的几十亿分之一,解决方法就是改变秒的定义。
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不像弹簧和钟摆的摆动,原子摆动在宇宙每个地方差不多都一样。如今,原子钟计算原子中电子数的摆动,精确到每秒90亿次以上铯原子电子振荡次数,它们非常精确,可能在几千万年里只浮动一秒钟!比如,中国制造的铯原子钟两千万年时间浮动也不会超过1秒!
如今,我们的钟表运作的很好,让我们完全认为这是理所当然,但事实上花了3000多年的时间,人类才让世界同步!