上一篇科普文，我们提到了时间在古代社会的重要性，今天，我们就来聊一聊它在现代生活中，有着怎样的作用！

根据牛津英语语库(2000年建立，所收词条10亿条以上)统计，当今人类最常用的100个名词当中，“人”排在第二位，“年”排在第三，“天”排第五，“男人”排第七，“女人”排第十四，“战争”排第四十九....“和平”嘛，对不起，没有人围。那么，谁排第一呢？答案是时间。这是一个既惊人又精彩的伟大发现，时间在现代也是极其重要的!

在现代，时间通常和频率联系在一起，统称时间频率。时间频率目前是实现测量精度最高的物理量。时间频率信号可以通过电磁波传播，直接应用于科学研究和工程技术。基于此，高精度时间频率已经成为一个国家科技、经济、军事和社会生活中至关重要的参量，关系着国家和社会的安全稳定。时间频率已越来越受 到重视。时间频率信号具有一些非常独特的性质，使得时间频率技术作为科学技术发展的技术基础，对科技发展具有不可忽略的作用。

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几乎震惊科技界的时间

2011年9月，欧洲核子研究中心宣布发现了超光速现象，这一消息震惊了整个科学界。如果实验结果被证实，现代物理学的基石——狭义相对论的正确性将受到颠覆性的冲击，现代物理理论大厦将会动摇。消息引起了学术界的强烈反应。通过一定计算分析， 英国科学家与荷兰物理学家认为，是实验中应用GPS进行时间同步，对星载原子钟随卫星运动的相关效应考虑不周，出现了时间测量误差，超光速现象并不属实。

如果没有时间上的错误，整个科技界就会引发一场“地震”。这能说时间不重要吗？

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时间标准可以直接传播到用户

7个基本物理量中，唯有时间可以通过电磁波实现远距离高精度传递，这是时间标准传递与其他分级传递的物理量显著不同的方面，这也极大地扩展了时间标准的应用空间。

传递最复杂的是质量标准，目前质量的基准是国际上仅存的6个千克元器，只有6个国家有。由这些干克元器传递到一级基准，然后是二级、三级基准，每一级质量基准都要定期与上一级基准进行校准。在经济不发达的上世纪六七十年代， 省里的二级基准要到北京国家计量院校准，去校准乘火车是可以坐软卧的。一般菜市场的台秤等，都需要与5~ 6级质量基准校准。这个过程复杂并且烦琐，使用起来非常不方便。

时间基准的传递就非常简单了，直接将国家标准时间传递到用户，非常方便。

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时间是实现精度最高的物理量

时间作为7个国际基本单位制之一，也是目前能实现的测量精度最高的一个量。现代量子频标的出现和电子技术的进步，极大地提高了时间频率计量测试的稳定度和准确度，更使之遥遥领先于其他量值的计量水平。

由于极高的测量精度和直接传递的特性，从而使时间频率计量成为其他量值计量向着量子基准转化的先导。

在1983年第17届国际计量大全，会议的决议中重新定义了“米”。以前米的定义是根据国际米元器得到的，米长元器随温度、气压的环境变化而变化，精度并不高。现在定义为光在真空中 1/299 792 458秒(约3.3356纳秒)所传播的距离，这极大提高了米定义的实现精度。长度和时间的这种密切的关系已经被用于导航系统，其中，全球定位系统(GPS) 尤其令世人注目。其最基本的原理就是把长度的测量转化为电磁波传播时间的测量，将定位精度从基于角度测量的天文导航的几十千米提高到十米以内。

完成这种转换而重新定义的量值还有电压单位——伏特(1990年)、电阻单位——欧姆(1990年)。德国已经开发出基于时间间隔测量的电容和电阻传感器，极大地提高了电容和电阻的测量精度和便捷性。

甚至有的科学家声称，所有的物理量都有转化为时间测量的趋势。由此可见，时间频率成为了当今物理量准确计量的基础。

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时间和频率是最常用的两个物理量

时间和频率是我们日常生活和工作中最常用的两种基本参量。时间和频率的应用范围从重大的科学实验到需要钟和振荡器的大量消费产品都十分广泛，钟和振荡器控制着许多系统的活动。

计时、工业控制、邮电通信、大地测量、现代数字化技术、计算机以及人造卫星、宇宙飞船、航天飞机的导航定位控制都离不开时间频率技术和时间频率测量。举个最简单的例子，你在下班回家的路上，而早上设置的做饭程序已经启动，家里的微波炉、电饭锅已经开始烧饭了，它们靠什么判断开始工作?就是靠内部计时器里的时间。

现在洗衣机都是自动化的，可以设置洗衣时间、漂洗时间等，这都需要定时器进行时间控制，如果定时器出问题，洗衣的程序就乱了。

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人们对时间频率的要求越来越高

由于技术的进步，社会对信息传输和处理的要求越来越高，将需要更高准确度的时间频率基准和更精密的测量技术。

自20世纪50年代初原子钟发明以后，原子频标的研究不断取得进展。传统的铯、氢、铷原子频标成为了时间频率领域里最为成熟、实用的原子频标。除此之外，自20世纪80年代起欧美国家开始研制新型冷原子频标，如光抽运铯束频标、原子喷泉、离子阱频标和光频标等。这些新型冷原子频标的准确度和稳定度更是在传统的原子频标之上。

高稳晶振、原子频率标准等频率源的研制和应用范围的不断扩大，同时也不断向更精密的测量技术提出挑战。

可以说时间频率的高精度测量促进着科学技术的进步，而科学技术的进步又把时间频率的测量精度提高到了一个新的高度。 时间频率测量水平的提高，对整个科学技术发展水平的提高有极其重要的作用。

文章来源《时间的故事》李孝辉 窦忠 编著

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