长安十二时辰，每一刻权谋估计都是触目惊心，可是为什么只把时辰做题眼，而不能叫做《长安心跳暴击86400秒》呢？无他，千年之前的长安人心目中，再急再险，也只能到时辰而止了，由于“一秒钟”这个概念，还没有诞生。
长安十二时辰海报
“一秒钟”从无到有，阅历了不少躲藏的故事。同学们，长安世人，雷喜报、易烊千玺的恩怨情仇已然闭幕，多少富贵往事尽归尘土；但时刻的故事还在持续，就让我渐渐给咱们说一说吧。
世界主单位制和七个根本物理量
在开端时刻的故事之前，咱们先来几个常识点热热身。常识量丰厚的同学，能够直接越过，从第二段开端阅览。
物理学示意图
日常日子中，咱们会接触到各种“物理量”，不管你是否知道它们背面的意义，你都得和这些概念打交道。例如：长度（间隔）、质量、时刻、温度、力、能量、功率等等。长安十二时辰中的——时辰，便是时刻的物理量。
科学的开展历来不是一个区域或许一个国家能够独立支撑的，咱们得能听懂和读懂他人的研讨效果很重要。简略的说，便是要树立一套世界通用的规范系统，便利咱们交流学习。科学离不开试验，试验离不开丈量和记载，所以计量系统被最早的说到世界规范日程上来评论，由此诞生了称为“世界单位制”，用于精确规则每个物理量和它们的单位。
世界单位制中，最重要的一项效果便是规则了七个根本物理量和它们的“主单位”，并给出了这七个主单位的规范界说，其它物理量都能够经过这七个根本物理量计算得到。
七个根本物理量和它们的主单位
这七个根本物理量和它们的主单位分别是：时刻单位 秒（s）、长度单位 米（m）、质量单位 千克（kg）、电流强度单位 安培（A）、热力学温度单位 开尔文（K）、物质的量单位 摩尔（mol）、发光强度单位 坎德拉（cd）。
咱们今日要要点打开的便是时刻的主单位——秒。
科学时代前夜与一秒钟
假如同学们早出世20000年，肯定没有一点点时刻急迫的烦恼。在原始社会或许农耕文明中，捕猎、采摘果子和种田，才是咱们人生的主旋律。日出而作日落而息是各位同学关于时刻的最直观认知，时刻用一天的长度来衡量，关于咱们来说，刚刚好。至于一秒钟这个概念，在其时的语境中是毫无意义的。谁去追逐野兽种田插秧还规则早八点得打卡呢？
时钟调到500年前，有幸进入皇宫打工的各位同学，这时分有或许碰到小时制，我国人在古代创造的计时东西日晷，现已能够详尽到一个时辰（两小时），但和“一秒钟”仍是相差甚远的。
日晷示意图
时刻再往前推移，近代科学的奠基人之一，伽利略，天才的在教堂做礼拜的时分，看到一个巨大的单摆在运动，收此启示而观察了单摆的周期运动规则，导致了近代摆钟的诞生，为“一秒钟”现世，扫清了最终的妨碍。可是伽利略自己，做试验用以计时的办法，仍是得用自己的脉息来计数的。
精巧的机械挂钟
钟摆原理的发现，敏捷催生出近代的时钟——单摆时钟的昌盛，为科学丈量打开了一扇大门。归根究竟，脉息也好，单摆也罢，它们都使用了最根本的一个物理特性——物质最小振荡周期。正是从振荡周期动身，咱们界说出时钟里最小的时刻长度单位，也是7大物理主单位——时刻长度单位——秒。
地球的自转与一秒钟
传说中，古巴比伦人用的是60进制和24进制。一天分为24小时，一小时有60分钟，一分钟60秒。这很或许是最原始和粗糙的秒概念的源头。
1820年法国科学院正式提出：将一个均匀太阳日的1/86400作为一秒，咱们把它正式称作世界时秒。
地球自转与公转示意图
牛顿的世界观，这是现已是世界的干流，科学家现已能够精确的了解地球作为世界天体一部分而存在的现实。
时刻单位的界说，其实便是使用了地球的自转周期以及公转周期。也是其时能够幻想使用到的最安稳的周期振荡源了。使用地球自身的周期性往复运动，人类使用太阳系天鈡确认了时刻概念的主单位。
比如人民币挂钩美元确认汇率，就能坚持经济安稳；将地球自身这么大的存在与“一秒钟”相确认，就称得上靠谱了呢？
跟着人类科学的开展，科学家们很快就傻眼了。由于咱们发现，不光美国常常不靠谱，地球自转这件工作自身，在精密的丈量面前，同样是一件十分不靠谱的工作。
地球
地球的自转，跟着丈量技能的行进，咱们知道，地球自转轴与黄道面成66.34度夹角，与赤道面笔直，地球自转的均匀角速度为 4.167×10-3度/秒。
但要命的工作接着发作了，咱们一起发现，地球自转一周耗时23小时56分，约每隔10年自转周期会添加或许削减千分之三至千分之四秒。简略的说，地球自转存在必定的不规则改变，总体上出现减慢的趋势。
这其实不算新发现，只能算补了个实锤。由于，日历上的平年闰年，便是为了平衡地球日均匀改变而发作的。
最严峻的现实是，这样界说之后，咱们一秒钟的精确度，最高只能抵达10^-8 秒。
量子力学与一秒钟
19世纪末，英国现已诞生了地铁，咱们的干流工作也早已不是户外追逐野兽或许种田了，早上能否按时打卡上班才是正途。咱们要赶上不同国家或许区域的同一班列车，摸出的怀表，假如有10^-8 秒的时刻误差，我信任99.99%的同学都不会有怨言怨言。
可是，物理学偏偏在这个时刻段发作了天翻地覆的改变，量子力学和相对论打开了物理世界的新的大门，人类将直面原子世界的本相和世界时空的奥妙。
10^-8 秒的最大精确度，关于趾高气扬的科学家来说，满足了吗？
世界的奥妙
我不知道咱们有没有读过《世界开端三分钟》，科学家们玩世界大爆炸，现已研讨到能够为了开端三分四十六秒内发作的工作，写出166页书的程度了，可是你告诉我一秒钟的界说只到10^-8 秒有用？你直接让霍金们赋闲得了。
工作当然不会到此为止，量子力学让科学家关于粒子世界的规则有了巨大的打破，很快就有人将这些打破落到了实处。NIST的美国物理学家哈罗德·莱昂斯 (Harold Lyons)于1949年使用氨分子的振荡制作出了榜首架原子钟。简略的说，由1个氮原子和3个氢原子组成一个很像三菱锥的氨分子。这些原子振荡速度极快，1秒钟内发作240亿次。能够大大提高秒的精确度。
量子跃迁示意图
1967年，世界计量大会决议选用铯-133原子基态的两个超精密能级之间跃迁相对应辐射的9192631770个周期所持续的时刻界说为1秒。而且还规则，按1900年为均匀太阳年。秒界说为：1秒为均匀太阳年的1/31556925.9747。
这儿的铯钟指的是试验室型大铯钟，例如：德联邦的“联邦技能物理研讨院”的PTB-CsI、美国国家规范局的NBS-6及加拿大国家研讨院的NRC-CsV；它们的精确度均已到达10^-14量级。
铯钟大约长这样
咱们的科学家一会儿又可持续愉快的游玩了。
时刻的实质究竟是？
时刻的主单位秒，阅历了这么多风雨之后，总算暂时安稳了下来，至今也有50多个年初了。
可是假如同学们对其他的物理主单位细心整理一遍的话，会发现，秒——依然没有经过根本物理规则或常数来界说。
现在开端咱们的脑洞时刻，许多对物理学执着的到这儿人会有一个疑问，那便是时刻的实质究竟是什么？
时刻的实质
最新界说中的时刻——秒，它依然是经过客观世界中某个事物的周期性运动来界说，这同最前期的机械钟摆比较，无可争议是一个腾跃，可是究其实质却依旧相同。不管是最早的经过地球自转，后来又改善为地球的公转，直到今日，咱们凭仗量子力学对微观量子的深入认知，但也仅仅持续经过特定频率光的周期性轰动来界说时刻。
时刻依然摆脱不了某种事物的周期性运动，逗留在详细物质层面。比如曾经经过制作出规范的一公斤“世界千克原器”来界说“一公斤”，但但凡逗留物质层面的界说，其自身都躲藏着不安稳性。
时刻这个物理量十分重要，除了物质的量的单位摩尔以外，其它5个主单位的界说都依靠时刻单位的界说。
爱因斯坦，对，又是我
依据爱因斯坦的狭义相对论，一起性是相对的；依据广义相对论，爱因斯坦以为，时刻的消逝遭到引力场的影响，时刻节奏自身就充满了不确认。
时刻的界说并不安稳
从广义相对论动身，咱们乃至不能确认，铯原子钟震动的每个周期的时刻都是等长。这种依靠周期性运动而界说的时刻，还存在着很大的认知空白，咱们离时刻的实质，还有很长的间隔等候行进。
革新没有成功，同学仍需尽力！
