一天是多少秒?(六十一天是多少秒)

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“几点了？”——这是所有语言中最常见的问题之一，也是自人类社会首次尝试给出时间坐标以来最迷人的话题。

今天，我们来学习一下时间的基本单位——国际单位制(SI)中的“秒”。

人类时间测量简史

人类探索时间计量已经有几千年了。人类测量时间的历史可以追溯到公元前2000年左右。

最早的计时器是日晷，利用日晷针(时针)在太阳下的投影方向来测量时间。

日晷的设计各不相同，从宏伟不朽的埃及方尖碑到便携甚至便携的袖珍版。基于太阳的计时器有一些明显的缺点:首先，它不能在夜间工作；第二，建的时候要考虑当地的纬度(会影响太阳的高度)。时钟是另一个创新方案，利用水流来测量时间。但是水钟也有它的缺点，比如需要恒定的水压来保持恒定的流速。

13至14世纪，欧洲出现了机械钟，利用储存在弹簧或砝码中的机械能。

经过数百年的创新和改进，机械钟终于在Shortt clock达到了它的设计巅峰。短钟是20世纪20年代到40年代最精确的商品摆钟，也是最高的守时标准。短钟采用两个电耦合摆系统(基本摆和辅助摆)，辅助钟由电磁铁调节。

20世纪30年代，石英钟作为时间标准的时代开始了。

应时晶体具有压电效应。它的反向应用也是现实的:当施加电压时，应时会产生精确频率的振动。目前，典型的现代石英钟每天可以达到大约半秒的精度，而最精确的石英钟在20-30年内只能达到大约一秒的误差。

随后的原子钟取代了石英钟，成为最精确的时间标准。

原子钟的概念最早由开尔文勋爵(国际单位制中度日热力学温标的创始人之一)于1879年提出。它是基于原子的量子现象，只允许能量的某些特定值在原子内部逐级变化，然后发出固定频率的电磁辐射。

世界上第一个基于铯133原子跃迁的精确原子钟是由英国国家物理研究所于1955年建造的。铯原子钟仍然是目前最常见的原子钟，其频率在微波波段，略高于9 GHz。正在研制中的光钟，其频率位于光学波段，理论上其精度可达到300亿年左右，才减少或增加1秒。

秒的定义是什么？

在人类历史的很长一段时间里，秒被定义为平均太阳日的分数，而平均太阳日是由太阳在天空中的位置空决定的。一秒正好等于平均太阳日的1/86400。

1956年，国际计量委员会(CIPM)提出了秒的新定义:

在历书中，秒是从1900年1月0日12: 00开始的回归年的1/300。30006 . 686868686086

这个定义在1960年被国际计量大会(CGPM)正式采用。

1967年，随着原子钟的发展，秒有了第二个定义，这个定义一直适用到今天:

秒是铯133原子的基态在两个超精细能级之间跃迁时辐射的电磁波的9192631770个周期的持续时间。

然而，2019年5月20日，秒的最新重新定义将生效，取代第二个定义:

秒，符号S，是SI的时间单位。

当铯频率δνCs，即铯-133原子无干扰的基态超精细跃迁频率用Hz，即s-1表示时，取其固定值为9192631770来定义秒。

新旧定义有什么区别？

从技术角度来说，没有区别。第二个仍将由微波铯原子辐射定义，其定义频率与以前相同。

(科学世界边肖不明白)

但此次修订调整了秒定义的文字表述，使SI基本单位的所有定义在文字结构上保持一致。

时间测量的实际应用

当今的文明高度依赖于时间。工作时间、学校时间表、商店时间和火车时间表都或多或少与时代保持一致。

一些行业需要更高的计时精度，如银行、证券交易所、电信、互联网通信和卫星导航。

如果没有准确的定时，GPS导航就会失效，电话无法拨通，网银无法转账，更无法通过邮件交流可靠的信息。

是时间计量中测量最准确的量，准确的时间是测量其他量的前提，如确定被测长度的激光频率或利用约瑟夫森效应再现标准电压。

即使这种精确有时并不必要，但我们大多数人在日常生活中接触到与时间计量相关的事物，比如家庭用电、用气等账单时，总是希望精确。

具体是什么时间尺度？

随着通讯系统进一步拉近人与人之间的距离，建立一个通用的时间尺度是非常方便的。虽然原子钟很准，但我们不能靠单个原子钟来设定整个世界的时间。于是，人们决定用全球几个时钟的平均值来建立统一的时间刻度。

这种基于“时间标准组”的时间尺度称为国际原子时(TAI)，由BIPM国际计量局负责协调。

因为地球自转和公转与原子中的原子现象没有直接关系，所以历史上的太和天文时间是有一定区别的。

为了解决这个问题，1960年1月1日，世界协调时间(UTC)成为时间基准。UTC是在TAI的基础上调整的，以配合零子午线的平均太阳时。1972年，UTC成为所有国家的官方时间。

UTC会受到地球自转速度变慢等不规则因素的影响，因此需要与原子时协调，确保正午时刻始终在一天的中间。这既保留了时间测量一致性的优点，又使其与天文时间兼容。

本期主编/王锡纯

本期/钱月

资料来源/欧洲计量组织

(翻译:中国计量科学研究院南燕刘魏整理:史玉成)

来源/中国质量报