立委按：首先给镜兄和各位拜年！一大早起来，想到是北京年三十大家伙儿看春晚的时间，想四处转转跟老友互道一下节日问候，才发现镜老师年三十也没闲着，不忘为人师，洋洋洒洒一大篇。什么叫劳碌命？这个就是了。吃着饺子，一边还侃出这么好一篇科普，这是什么精神？科学网新年要是评选科普标兵，我投镜子一票。

好道理，烂故事。说说北斗的《秒的历史》 (3057 bytes)

Posted by: mirror

Date: February 02, 2011 02:39AM

题目《 秒的历史：瑞士手表因为太准了而不准》[www.chinagonet.com]是个绝好的题目。“手表因为太准了而不准”是个很富有哲理的说法。之所以说“烂”，是因为故事的段落之间几乎没有什么条理。但是题材绝对是个好题材，镜某只好是做个“好人”，把这篇文章重写一遍。 

第一，人们对时间精度的要求是随着社会的发达不断变迁的。变迁总有变迁的理由。而这些理由也正是人们对外界认识、理解的一个过程。因此了解这个过程是有必要的。只有知道这些“故事”，再配上劳力士的表才能表现出品位来。不然的话与煤窑业主戴一块劳力士的表也没有啥区别。 

无疑，最大的一块“表”（时钟）是地球和太阳的体系。最初秒的定义就是这么来的。从18世纪末开始，定义为平均太阳日时间的1／86400。至于为什么定义了24小时等的理由，镜某别的文章里已经有过说明，这里不再叙述。 

人类需要准确的时钟是来自远洋航海的需求。因为大洋里没有固定的参照物，自己的船位需要通过一个自律的时间与天然的钟表太阳（或恒星）的比较来确定。具体的办法就是当地时间的12点是太阳正南方向。通过时差可以知道所在的经线位置，通过观察太阳（恒星）的高低角（和季节＝时间）确定纬度。 

一个小时的时差对应着经线15度，约合大圆长度1670公里。因此要定位到千米级别的话，时间就需要精确的秒级。这样的精度是在18世纪来自大英帝国海军的要求。要求1天的误差不过两秒。这在角度上对应着半分角，正好是半海里（一海里＝大圆的1分角）。这样精度的钟表是哈里森花了几十年的时间做出来的。核心技术是如何得到一个稳定的振荡系统。稳定是对于环境，比如说温度，振动，机械磨损以及磁场等等的变化。 

平均太阳日时间的1／86400的说法其实已经表明理解了地球自转的不稳定性。因为月亮等等引力的影响。1956－1967年，在这个比较短暂的时期里人们“一时糊涂”选择了用地球公转的时间，试图通过更长期的“平均”来得到更准确的秒的定义。这个做法的短命，意味着这个时期人们思考的肤浅。也就是说，这不是个解决问题的办法。这个时期国人们都做过些什么样的事情呢？比较一下，用公转定义秒的思路比起大跃进等不着调的思考来说，还是有些高度的。 

基于传统的、平均太阳日说法的计时体系叫做“世界时”（UT1）。基于量子力学原子跃迁的秒定义的说法（铯-133原子基态两个超精细能级间跃迁）叫做“国际原子时”。基于“国际原子时”计时体系的世界时，为了区别于原有的世界时，叫做“协调（议）世界时”（UTC，Universal Time, Coordinated）。协调（议）者，是说大家商量定下来的事儿。 

闰年的事儿，因为比较大，所以人们对此有些理解。有了“协调（议）世界时”后，由于原子时钟的不变性和地球自转“世界时”的不稳定性，从某个“同时”开始后，两者之间就要有“时间”的差异。这个“时间”的差异也就意味着地球表面空间位置的差异。差一秒就意味着差小一千米的距离。因此就有必要调整两个时间体系的累计偏差。要保持两个体系的累积偏差在±0.9秒之内，这就是要闰秒的缘由。一般每半年调整一次，从UTC开始的1972年起，四十年间地球自转约慢了24秒。 

要不要闰秒？这样的事儿也有两种意见。镜某是主张闰的。因为有累积偏差，这个量总是要修正的。不过是个次数的问题。 

如今高级的电子表、手机，都有自动接受电波调整世界时间的功能。一下飞机就是当地时间了。当然这是到发达国家和地区的现象。 

机械手表的精度，远不能与电子的相比美。机械手表意境在于“意淫”。这个说法虽然不好听，但是世界上又有几个男人不“意淫”呢？因此，“意淫”并不是什么坏事儿，要紧的是“意淫”得有些品位。 

要获得精度的故事、技术可以有一大堆。大年三十儿的，就不费那个劲了。

就“是”论事儿，就“事儿”论是，就“事儿”论“事儿”。