一秒钟能做什么?猎豹在草原上可以飞奔28米，蜂鸟可以震翅55次，人的心脏可以跳动一下并将60毫升的血液输送到体内。然而，一秒钟到底有多长也是随着科学家们的认知而不断改变的。你知道今天的时间是怎么确定下来的吗?

武汉科技馆光展厅介绍了计时工具的演变——从日晷、水钟(沙钟)、机械钟到电子钟，人类的计时工具经历了翻天覆地的变化。1955年，科学家又首次发明了原子钟，可达到每100万年误差不超过1秒的精度，目前先进的原子钟精度可以达到3000万年仅误差一秒。

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。由于这种电磁波非常稳定，再利用一系列精密的仪器进行控制，因此精度可以达到相当高的标准。最常用于原子钟研制的元素有氢、铯、铷等碱金属。1967年，国际计量大会将秒的定义从天文秒改为原子秒，即将铯-133原子基态的两个超精细结构能级之间跃迁相对应辐射周期的91926317700倍所持续的时间定义为一秒，从此开启了原子“秒”的时间计量标准时代。

图为原子钟。

你也许觉得现在的电子钟已经足够准确了，还有必要追求那么高的计时精度吗?但实际上，现代科技对计时精度的要求可不像生活那么简单。原子钟在许多高科技领域发挥着巨大的作用，如利用原子钟作为时间、频率标准，建立起了各种卫星导航系统(包括美国的GPS系统、中国的北斗系统等)，此外原子钟还在航空航天技术、现代通信技术等方面得到了广泛应用。

今年初，我国成功发射了北斗三号第五、六颗组网卫星，这两颗卫星上装载的国产铷原子钟已经达到了国际先进水平。北斗二代导航卫星高精度星载铷原子钟研发负责人李春景说，“星载原子钟作为导航卫星的‘心脏’，决定了导航系统的定位、测速及授时的精度，是一个国家能否具备独立发展导航系统能力的核心技术之一。”从这一角度来说，“卫星导航的核心就是时间测量”，由此可见原子钟的重要性。

目前，科学家们正在进一步研制光原子钟，光原子钟在光频下工作，测量的光波谐振频率比微波频率高大约十万倍，从而提供令人难以想象的精度，甚至达到上千亿年误差一秒。在不久的将来，一秒钟到底有多长的定义也很可能被改写。（施政）

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（作者：施政)