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一秒到底有多长？准确说它是铯-133原子 ， 在两个超精细能级之间跃迁时 ， 所辐射出的电磁波周期时长的9192631770倍 。 导弹想要精确的命中目标 ， 就需要有精确的制导 ， 而现代导弹的制导很少能够绕开一样东西卫星定位 ， 据说加装了北斗导航系统的东风21 ， 可以将打击精度提高到10-30米 ， 比普通导弹翻上了至少20倍 ， 这个效率相当高 ， 而在这其中做出突出贡献的就是时间 ， 时间和定位精度之间怎么会有联系呢 ， 卫星定位为什么要用时间？怎么才能在卫星上精确计时？
卫星定位是通过计算目标 ， 同多枚已知位置的卫星之间的距离 ， 来确定它自己的位置的 ， 而计算它同各个卫星之间距离的方式 ， 就是掐一下信号从发送到接收之间的时间间隔 ， 如果掐得越准定位自然也就越准 。 能够把一秒分成数10亿份的就是原子钟 ， 所以原子钟就成为了定位卫星最核心的部分了 。
时间是我们生活当中的普遍常数 ， 无论是卫星导航还是电网供电 ， 或者是金融网络 ， 都必须要依赖于准确且可靠的计时 ， 时间也是宇宙运行的普遍常数 ， 无论是黑洞合并时发出的引力波 ， 还是暗物质对宇宙时空的弯曲 ， 想要弄清楚这些 ， 唯一的方法就是对时间的准确测量 。 某种能够以恒定的速率做周期性变化的物体 ， 叫做参考频率 ， 对于时间来说 ， 就是频率越高越好 ， 那什么东西的频率足够高呢？没错就是原子 。
物理学家们发现每一种元素的原子 ， 都在以自己独特的恒定的 ， 而且是非常高 ， 非常稳的频率震动着 ， 这就意味着要是用原子的震动来作为参考频率的话 ， 做出来的钟将会极其的精确和极其的稳定 ， 可以测出几千亿分之一秒的时间差别 ， 并毫无误差的工作上百亿年 ， 这样的钟就叫做原子钟 。
另外一个计时工具就是石英钟 ， 1927年石英钟被发明了出来 ， 它利用的是实用晶体 ， 在通电后会发生震动的现象 ， 其实很多物质 ， 在通电之后都会发生震动 ， 之所以选择石英石 ， 是因为它可以反过来 ， 也就是说把它震动起来 ， 也是可以发出电的 ， 这个叫做压电现象 。 想要保持石英震荡器永无止境的震荡下去 ， 只需要一点点的电就可以 。 现在一枚好一点的石英震荡器的精度 ， 可以达到每9万年无差不到一秒 ， 对我们的生活中很多重要的事情来说都足够了 。
而导航的工作原理就是利用几颗卫星 ， 共同来计算出你离他们之间的距离 。 怎么计算距离呢 ， 就是看信号要花多长时间在你和卫星之间整个来回？然后再乘个光速就可以了 。 所以时间跟定位精度之间的关系就这么出来了 ， 石英钟也在这个时候也有心无力 ， 只能上更精确的原子钟 。 石英钟好还是好 ， 但时间一长也会产生误差的 。
实际上在现在的国际标准里面 ， 一秒钟的定义就是铯原子这么震动91.9亿下所花的时间 。 在原子钟里面 ， 它是怎么和石英中配合工作的呢？
首先啊 ， 铯原子有两种能级状态 ， 较低的和较高的在通过磁场的时候 ， 它们会发生不同的偏转 ， 所以很好区分出来 ， 而如果低能级的铯原子受到 ， 跟它频率一致的微波照射之后 ， 也能够通过共振将能级提升上去 。
【瓦尔德|现如今时间最精确的计时仪器: 原子钟，导弹都得依靠它计时】时间和空间是绑定在一起的 ， 为了解开很多宇宙的谜团 ， 我们依然需要更加精确的测量工具才行 ， 现在的原子钟依靠的是微波级的频率 ， 如果可以用上频率更高的可见光波段 ， 能把时间的切片切得更薄 ， 最新的研究是利用激光来控制一原子的震动 ， 用一个更加惊人的参考频率来制造出更加不可思议的原子钟 ， 也许在它的加持之下 ， 暗物质的奥秘也能随之揭开了 。
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