国际度量衡局正着手修正一秒的定义

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【新唐人北京时间2022年05月02日讯】国际度量衡局(BIPM)正在筹划对一秒的定义做出改变。美国国家标准与技术研究所(NIST)的时间和频率部门负责人说:“这是50年一次的大事,我们要慎重。”

度量衡是现代社会文明沟通的基础,如果没有统一的度量单位,不同地区的人们就没有统一的标准交换货物、互通信息。大约150年前,国际计量学家制定了一套统一的标准沿用至今。国际度量衡局掌管着时间、长度、质量、电流、温度、光强和物质的量这七大度量衡系统

科学家不断在改进这些度量标准。2018年,国际度量衡局改进了公斤(质量单位)、安培(电流单位)、开尔文(温度)和摩尔(物质的量的单位)的定义。

在新的标准框架下,除了摩尔以外,所有的度量衡都与时间相关。比如长度单位——米,被定义为光在真空中传播299,792,458分之一秒所经过的距离。类似的,连公斤的定义都以秒为基础,当然,这里面的关系非常复杂。

国际度量衡局的时间和频率咨询委员会主席、物理学家诺埃尔·C·迪马克(Noël C. Dimarcq)说:“所有的单位都不是独立的,它们都取决于秒的定义。”

这意味着从理论上说,像质量和长度的单位,也都可以用秒来表达。迪马克说:“你去店里买东西,你可以不说我要一公斤土豆,而是说我要几秒的土豆。”

不过现在,由于出现了新一代更准确的时钟技术,科学家准备改进一秒的定义。这是半个多世纪以来的第一次。

6月,国际度量衡局的计量学家将确定最后入围的一套新定义需要达到的标准。迪马克说,估计到2026年其中多数标准才能实现,到2030年才会完成最终的审核。由于全球的度量衡都依赖秒的定义,所以这项工作必须非常慎重。

国际度量衡局国际咨询委员会的成员、美国国家标准与技术研究所时间和频率部门负责人伊丽莎白·A·唐利(Elizabeth A. Donley)说:“这是50年一次的大事,需要经过充分的讨论。”

其实,时间本质的作用还是与天文时间相关。古代,人们通过观天象来计时。最早的时候,人们以地球自转一周,一个白天和黑夜的循环作为基础的计时概念。后来,古埃及天文学家采用了12进制系统,把白天和黑夜各分成12份,产生了一天24小时的概念。

但是,这种计时方法定义出的小时的长度,随着地球一年四季所位于太阳轨道周期的不同而差异很大。2,000多年前,希腊天文学家认为需要把小时的长度固定下来,用于计算月球的运动周期,于是提出了创新,把一天的时长均匀地分成了24小时。

自1967年起,计量学家用激光追踪原子内部振动的频率定义一秒的时间。随着激光追踪技术的改善,这一次科学家将继续改进对原子振动频率的测量。这样的改变对于普通人来说并没有什么变化。但是科学家们说,更精确定义的秒的概念,在暗物质研究、引力波追踪等方面具有重要的意义。◇

(转自大纪元/责任编辑:叶萍)

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