岁月是各行各业滋长的基石，是襟怀当代科学历程最紧迫的基础保障，功夫的高准确表达，让我们们从微观的原子振动跃迁纪律中，去搜索到探寻天下机密的管束之谈。

　　今天期间精度的晋升，为大家们从更深宗旨地去寻求大到宏观的宇宙，小到微观的细胞，快如闪电的霎时，供给了强大的辅助，全部人信托，所有人试探自然的手段会迈得更永久，也更汜博。

　　早在几千年前，当人们还在仰望星空的光阴，对微妙的世界一问三不知，现现在引力波探测等一巨额前沿根本科学念索，让人们冉冉揭开了全国奥妙的一角；

　　src=三百多年前，人们还在苦苦想考，远洋飞翔中怎样定位？目前全部人一经没合系实今朝地球上的任何场合，到达米级的定位精度；

　　一百多年前，飞上蓝天仍然人们的梦想，克日全部人中原，曾经在太空中设备了空间站，让航天员可以生计在太空当中。

　　人类的这一系列的梦想，结束是怎样变为实际的呢？其简直这背后，一直都存在着一个弁急的抓手，那就是光阴。

　　好多朋友都邑很好奇地问我，究竟什么是期间呢？时候真的生存吗？其实这些问题，在形而上学的领域内，每一小我都有本身区别的私见。

　　src=但是在科学的规模内，时期便是指标注事故发作的瞬时和赓续经过的一个根底物理量。遍及它和频率闭系在全盘，统称为期间频率。

　　它也包括光阴和时刻屏绝两局部。比如，克日大家下午的汇报即是从 14 点开端，揣测要讲三个小时。这内里 14 点即是指期间，三个小时便是指时候隔绝。

　　原来定义期间很容易知晓，所有人惟有找到任何一个点，都能够动作时候的开始。但是思要找到一个和平的时候息交，并让它无妨长期络续地积累下去，就不是一件随便的事项了。

　　src=群众明了， 滴答 一下，这一秒钟的时代，结局有多长呢？它是指在海平面上，铯 133 原子基态的两个超伶俐能级之间，震动约 92 亿次所持续的期间的长度， 称为一秒。

　　时代频率也是暂且大家人类丈量精度最高的一个物理量，比其全部人的物理量高 4~5 个量级。

　　src=而正是由于它极高的衡量精度，今朝七个国际单位制的根蒂单位，都直接或间接地更改到了时代的频率的丈量上。比如如今 一米 的定义，便是指光在真空中流传约三亿分之一秒，所过程门途的长度。

　　大家跟民众谈一个小故事，早在 2011 年的岁月，欧洲核子核心就对外公布，所有人恐惧显现了超光速景况，这一呈现震动了所有科学界。原由一旦被证明，那么我当代物理学的基石 ~ 相对论，将会受到打击性的推翻。着末进程证实，正是大家的演习经过中，保存了几十纳秒的功夫差错，导致了这一乌龙形势。

　　src=我们们人类此刻思量的倾向正变得越来越远、越来越小、快度也越来越快，因此对时代精度的哀求就变得越来越高、也越来越危机。

　　向日全部人人类还只能始末望远镜远断绝地察看寰宇，而今天全部人中国的天问一号探测器，曾经不妨抵达距地球 5,500 万公里之外的火星上。这和时候有什么干系呢？

　　src=探测器要抵达火星，起初会被加疾到 11.2 千米 / 秒的第二天地快度上，要是探测器在地火变动轨说邻近，有 1000 米的高度过错，那么它在飞抵火星的光阴，就会爆发 10 万千米的处所谬误，也便是谈时代稍有千分之一秒的偏差，那么探测器就不能无误地参加到火星轨道；

　　src=在微观领域，只有支配在微秒时候的功夫，才有或者让全部人更仔细地去考虑像原子、电子这些微观粒子的特点，还搜求微生物范围的菌群教化，高分子资料的结构蜕变，在显微镜下都是瞬息万变的。为了能够记载这微秒的时期，对待时候精度的请求也是极尽正经的；

　　src=在国防规模，今朝咱们最快的洲际弹叙导弹，它的遨游速度曾经不妨达到 26 马赫，特地于 8800 米 / 秒，为了能够无误回手倾向，导弹对待时代精度的央求，也要达到千分之一秒，稍有 0.3 秒的过错，也就是全班人一眨眼的时期，就会偏离反击方向 2.6 公里。而动作贯注，为了没合系准确地波折到这枚导弹，对于功夫精度的恳求，更是要到达很是之一秒。

　　因此这两个矛与盾之争，正是涌现了时刻的毫厘之争。在消休期间的今世化干戈中，确切反击重于大范围杀伤，而完毕精确打击的根蒂机谋，就是高精度、高确切的时代频率体系，其核心即是原子钟。

　　src=在卫星导航领域，要将定位的精度左右在米以内，对付功夫精度的要求要达到十亿分之一秒，而在无人驾驶范围，条件定位的精度，无妨把握在厘米量级，更是条件时间的精度可以到达百亿分之一秒。

　　src=随着量子物理的生长，人们闪现原子里面的电子，它在波动跃迁的时期，吸取和释放发射的电磁波的震撼频率，是一个特殊安闲的数值。

　　src=而这种以原子的颠簸跃迁频率，手脚参考的时刻丈量装置，谁称之为原子钟。

　　src=而全班人有幸参预了国家授时核心第一台冷原子铯喷泉钟的研制做事，这个钟的精度不妨抵达 3,000 万年不差一秒。

　　但是想让这么一台原子钟，为他们们们更好地任职，也不是一件方便的变乱。就拿运行境遇来道，想让原子为他所用，最初要为它打造一个极其太平的环境。

　　src=所谓闲适状况，当于 1000 公里轨讲高度外太空中的真空情况。而要达到如此的真空度格外快苦，它央浼一切的罗网赓续处无裂缝，资料不能放气，况且由于圈套的复杂性，大家还只能通过拧螺钉的格局，来组装十足的零件，这可就是一个磨练人的艺术了。

　　通俗拧螺钉，全班人都是任意出遗址，惟有拧紧就好，可是在原子钟上拧螺钉，就完美不是这么一回事了。开始全班人要恪守特定的依序去拧，全部人们还要控制好每一次整体螺钉转过的角度，稍微拧过一点害怕就会发生旷地，末尾所有人还要驾御每一次拧螺钉的实力，这么叙吧，既要满盈暖和，还要足够有力，稍有不慎或者就会功亏一篑，重新再来。

　　src=而打造云云的体例，大家至少要拧 600 多颗螺钉，以上拧螺钉的举动，至少要一再 6000 次，每一次都要担保 1/4 根粗细的头发丝的空位偏向不能有。

　　而当时没有经历，你们们打造的这个体系频频漏气，所有人简直感到这是件不惟恐完成的职责了，然则往往检验人的也正在此时。尽管我们的心里异常的焦急，大家们仍然连接地防备自身，要耐心、要留神，无论本质有多么慌张，他们手上的动作已经一如既往地平静，原故所有人理睬一旦我们丧失耐心，想靠快度栈稔，那么守候他的就唯有失利这一条路。

　　src=末了可以说他们是憋着一股气，才到底达成了这个劳动。公共看，这便是所有人打造的真空系统，而为此大家虚耗了快整整一年的光阴。

　　我们刚才已经提到了，原子钟就于是原子的颠簸跃迁频率手脚参考的时间测量安装，那么像原子跃迁云云产生在微观范畴的物理景况，他们们怎样把它改动到实质天下，并为我所用呢？

　　src=原来原因特为轻巧，每一个原子都有很多的能级，这些能级能够作为是原子的家，所有人例如某个原子它有 5 个能级，很是于它有一个 5 层楼的家，而原子内中的电子，每时每刻会在家中的分别楼层活动，有的时间在 1 楼，有的时候在 5 楼。况且这些电子，周旋分别楼层的友好水平也是区别的，比方说某个电子，它就友好在 3 层和 4 层之间活动。以是当原子吸取肯定特定频率的电磁波的时刻，这些电子就能够在这 3 层和 4 层之间，上上下下发生跃迁，这便是原子钟的基本原因。

　　微波谐振腔的成果，就是产生一个微波暗记去役使原子，当这个微波暗记的频率值，和原子的震撼跃迁频率一律时，这些电子就会发作跃迁景况，于是当全班人查核到原子爆发了跃迁，所有人就可以把这个酬报的微波信号，当成原子的振动跃迁频率旗号为全班人所用。

　　src=研制微波谐振腔了局劳累在那边呢？微波腔发出的微波灯号的频率值，是和它的物理尺寸精密连绵的，而我想要把握在铯原子震荡跃迁的 ± 1 赫兹节制内，应付微波腔尺寸精度的要求独揽，至少要达到皮米量级，分外于头发丝粗细的十异常之一，而目前他们最高精度的刻板加工，也只能抵达头发丝粗细的五分之一。

　　末尾全部人只能进程六合上最灵活的仪器来杀青这项作事，什么工具呢？即是全部人的人体。没错，末尾我们只能经由用手在砂纸上打磨零件的系统，来支配所有零件的尺寸精度，这就例如瑞士最好的手表，都是由钟表巨匠手工打磨出来的。

　　那么打磨这个微波腔下场难在那儿呢？我这个微波腔，它是这种纯铜的金属材质，大家至少要打磨上亿次，换算成功夫出格于不吃不睡，持续做事三个月。

　　所有人还只能通过经历来左右打磨的速度、力度，有的时期供给速一点、沉一点，有的时刻提供尽头格外轻，非凡相当慢。这些都无法量化，只有历程连续地打磨、衰弱、再打磨，技能找到最佳感触。

　　最劳累的是全班人没有工致的仪器来测量谁们打磨零件的尺寸，即使应用千分尺，所有人们也只能测到 0.01 毫米的精度，这远远无法餍足大家们周旋零件尺寸的衡量精度的哀求。末端全班人还只能源委考试信号的格式，来担保全面的零件打磨到位。

　　然而有的岁月为了寻觅那么一丁点的信号功能的擢升，他们们会想着多打磨一下，但有或者正是这多磨的一下，就会导致零件报废。零件报废还好谈，可是我打磨零件所花的时候就全白费了。

　　实在这还不算什么，最劳累的是遇到那些特意小的，恐惧是重心有孔的零件，你们们打磨的时候，通常即是手跟零件十足在砂纸上摩擦，零件的厚度下去了，全班人手上的皮也磨破了。

　　公共遐思一下，一旦这些小的零件打磨报废，零件虽然能够换新的沉新再打磨，不过全班人手上的皮不会立马就长好，是以群众遐想那种肉在砂纸上摩擦的感想。反正至今全班人都不想再去体会这种疼痛，真的是无法描写。

　　src=固然进程特殊的苦处，然则也发作了少许异常好玩的事件。比如源委这项办事，让大家的手看待厚度有了很强的敏感性，能做到什么水平呢？

　　比方你拿一副扑克牌给我，我从焦点抽走几张，大家用手一捏就能领悟。那时全部人也把这个当成超才智给很多的同伴演出，大家都感想不成想议。因此谁看，这就是所有人平常的科研生存，痛并痛快着。

　　听完这两个故事，好多伙伴恐怕也会烦恼，我在做这么精彩的原子钟的时候，若何还需要人来告竣拧螺钉、打磨零件这样的处事呢？

　　src=目前全班人的机器都不妨告终云云的就业，然则它只能援救谁们们告竣粗调的事情，来因我筑长不惧怕用一个低精度的器械，去筑筑出天地上最敏捷的仪器，而着末的精度，也只能靠全部人人本身这台伶俐的仪器去一点儿一点儿地微调，这畏惧也正是工匠精力的一种领会吧。

　　src=进程军服一个又一个的寻事，大家的原子钟终归打酿成功了，民众看，这即是全班人打造的原子钟系统，而右边的阿谁小红点便是大家的铯原子，这内部居住着上亿颗铯原子。

　　始末这么多年的科研管事和少少行业的交流，也让所有人个人有了一点领会，叙理全部人显露无论什么样的办事，岂论它看上去有多么得尖端，其具体它的后背，一定都是由大批平凡的、细小的工作所组成，而越是平庸的事业，越需要全班人富裕付出稳固、毅力，特意是失利快要击垮大家的光阴，肯定要知照自身敷衍住，出处大家离奏凯或者一经不远了。

　　src=目前谁天下标守时间，便是由环球 85 个准时练习室中的五百多台原子钟，每天进程卫星举行比对，即是你们俗称 对表 的旨趣。比对后由国际上一个名为 国际权浸局 的罗网，会对全数的数据进行搜求，通过算法打算，酿成自由原子时；

　　这个 时间 是一个分外安宁，但不肯定正确的时候。全国上尚有十一台性能最好的基准型原子钟，会对这个时间进行校准，酿成既准又稳的国际原子时；

　　国际上又有一个 地球自转服务 圈套，他会收罗来自于全天地的讯息，酿成基于地球自转的世界时，并以闰秒反馈的格局造成天地妥洽时；

　　这个全国融关时即是全班人现在人类所运用的宇宙标守时间，国际权重局会把这个时候反馈给各个国家，每一个国家会遵循这个期间来达成各自国家的标守时间的比对事务，并造成不妨运用和发播的标按时间灯号。

　　原来北京光阴，并不是指北京这个场所的时间，而是指北京住址的东八区，也便是东经 120 ° 经线上的时候。

　　src=而北京时代的发生地，则来自于陕西省西安市，来自大家地点的单位——中国科学院国家授时核心。

　　方才叙过全天地所应用的期间，是由 85 个定时试验室配合比对爆发的，那是不是整个的熟练室都无妨完成云云的事情呢？虽然不是，国际电联条件只要大家国家的原子钟，与天地标依时间的偏向小于 100 纳秒的岁月，他才有履历插手天地标依时间的比对管事。而早在 2006 年，全部人们中国与宇宙标守时间的差错，就加入了 30 纳秒，进程十几年的戮力，此刻全部人已经投入了 5 纳秒，而一时全天地，唯有五个国家能到达如此程度，所有人华夏就是个中之一。

　　src=不但这样，全六关全面的试验室周旋标按时间产生的进献也是分歧的，进献越大，评释你在这个范畴的地位也就越高，而干休到 2019 年，他们中国在寰宇标守时间发作的奉献的排名，达到了宇宙第三。

　　src=公众看，这就是发作大家北京光阴的原子钟组，它是亚洲最大、天地第三的按时钟。

　　src=材干的突出让各行各业，对待期间精度的恳求变得越来越高，周旋原子钟的须要也变得越来越大，除了所有人参加的基准型原子钟的研制外，全部人国家还展开了其我们种类原子钟的研制工作。群众看全班人手上这枚便是一枚芯片型原子钟，这类原子钟 它的体积更小，来日也会有更高大的操纵前景。

　　src=期间是各行各业发展的基石，是肚量当代科学历程最危险的基本保证，光阴的高正确表达，让全部人从微观的原子震荡跃迁顺序中，去寻找到探求六合奇奥的操持之道。

　　src=从微观到宏观，相信他们们另有好多共性的纪律，值得所有人去摸索、呈现，他也又有很多的愿景要去完成。

　　src=对大家而言，时刻也是一种音响，前人先贤订交历法、节气查究自然，原委日晷、沙漏测量时期，今天期间精度的擢升，为他们从更深层次地去探寻，大到宏观的世界，小到微观的细胞，速如闪电的倏得，需要了强健的扶持，我们相信，全班人寻找自然的设施会迈得更深远，也更壮伟。