测量学入门( 二 )


统治者们可以要求人们以12这个数字来划分一整天的时间,但却无法真正控制什么时候日出,什么时候日落;统治者们可以规定以12来划分一整年的月份,甚至规定花开的时间为春季,落雪时节为冬季,却无法让四季循环以他们的意志为转移 。
传说,女皇武则天曾在某个冬季,公布了一道命令百花悖时而开的圣旨 。百花迫于皇威,纷纷于飘雪的冬日竞相开放,敢违抗圣旨的,仅有一株牡丹花 。
我们不必去探究这一传说的真伪,哪怕它是真的,也仅能证明,人力或可改变花期,但在时间面前仍然无能为力,四时的变换从始至终,仅听时间的号令 。

测量学入门

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之前我们谈到过,长度、重量等度量衡,都可以由统治者规定和颁布实物作为标准,也就是可以由统治者说了算 。但也正因为如此,造成了度量单位在不同的历史时期,存在不同程度的波动 。
【测量学入门】其中最著名的实例就是打蛇打哪里了——最初是“七寸”,后来却变成了“三寸”,蛇还是原来的蛇,但因长度单位一直在“膨胀”,打的位置虽然未变,所用的度量规格却差异明显 。那么,是否可以让度量单位,脱离统治者的人为掌控呢?
比如,以对全人类而言都平等的时间作为一切测量的基础,是不是就可以避免计量单位,因人为因素发生膨胀呢?这虽然是个很好的办法,但将时间测量得又精又准,作为一切测量之根本,却是件并不容易的事!
“近代科学之父”伽利略,在观察家乡比萨教堂天顶吊灯时发现了“单摆现象”,随后荷兰科学家斯蒂安·惠更斯给出了单摆运动公式,并制造出了世界上第一台摆钟 。
从此,人类对时间的测量彻底摆脱了对天象的依赖,并越发精确,这让时间测量成为人类其他一切测量基础的梦想,离成为现实越来越近 。
宋宁世在《计量单位进化史》中提到,“在100年前,基于传统机械钟表原理的精密计时器已经达到了每年误差仅1秒的水平(来自英国铁路工程师索特制作的真空式摆钟) 。”
20世纪中叶开始,先是石英钟给计时的精度带来了颠覆性突破,随后原子钟的发明,更直接将精度提升到了,每千万年甚至每亿年1秒的程度 。不过随着计时科技的发展,人们发现地球绕太阳公转的过程中,一年中太阳两次经过天空中同一参考点的间隔误差,竟长到十几秒 。

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于是,人们不再执着于以天体运行规律,来度量时间,而是将目光锁定在了宇宙中最基本的原子和能级上,并发明出了铯原子钟,于是万物的测量基准来了:铯–133原子基态的两个超精细能级间跃迁所释放的电磁辐射的频率为9192631770赫兹,也就是1秒振动9192631770次 。
从此,1秒有了独一无二的精确定义:电磁辐射振动9192631770个周期的时间 。这个定义,即不需要看任何统治者的“脸色”,也不需要“看天色” 。
而作为一切测量之始,长度等其他度量单位,在时间单位秒被正式确定后,只需与时间挂钩,就可以实现不看人“脸色”的进步,比如1983年的国际计量大会上,将“米”正式定义为“光在真空中传播299792458分之一秒所经过的长度” 。
正如《计量单位进化史》所说,“对于测量而言,时间是一个根基性的量,说时间是万物测量之始也绝不夸张”,此言不虚 。
写在最后
唐安史之乱后的某一天里,张继途经苏州,在客船里听到寒山寺的钟声,知道时间已是夜半,于是写下千古流传的名句:夜半钟声到客船 。夜半敲钟,是唐时寒山寺的习俗,又称为“分夜钟” 。


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