陳名芳
中國宋代科學家蘇頌設計的“水運儀象臺”
現代計時所用的“小時”時間單位，來自歐洲中世紀末期出現的機械鐘。這種機械鐘採取六十進制，將一小時分為六十分鐘。特別是丹麥天文學家第谷，極大的改進了機械鐘的精度，但仍未達到分辨秒的程度。直到荷蘭科學家惠更斯發明了擺鐘後，為“秒”這個時間單位奠定了基礎。到十八世紀三十年代，亦即擺鐘發明了將近一個世紀之後，隨著擺鐘技術的改進，秒這個計時單位才相對穩定下來。
惠更斯發明的擺鐘
在此基礎上，十九世紀三十年代，德國數學家高斯倡議了一個（高斯）單位制，其中的時間單位就是秒。之後的十九世紀七十年代初，英國科學促進會又提議了另一個以釐米克秒為基礎的（CGS）單位制。兩個單位制中的“秒”，都定義為一個平均太陽日長度的86400分之一。這就是近現代天文授時的由來，時間的精度取決於對地球自轉的天文觀測精度和擺鐘的精度。
到二十世紀四十年代末，由於更高精度的石英振盪鐘的發明，以及認識到地球繞太陽軌道的週年轉動比其自轉更加穩定，經國際度量衡大會與國際天文聯盟協商，採用1900年的整個迴歸年的31556925.9747分之一作為一秒。這個秒單位作為國際標準單位制的時間定義，一直使用到更精密的原子鐘出現才終止。
1967年，經國際度量衡大會審定，決定採用國際原子鐘委員會的秒單位作為國際標準單位制的基本時間秒的定義，即採用銫元素唯一的穩定同位素銫-133原子基態的兩個超精細能級之間躍遷所對應輻射的9192631770個週期所持續的時間長度作為一秒。並在1997年對此定義所涉及的條件進一步嚴格規定為處於海平面、絕對溫度為0K狀態的銫原子。
銫原子鐘定義
從上述過程看，一秒時間的長度確定大概有三個發展階段：第一是根據地球自轉一圈的若干分之一來定義；第二是根據地球繞太陽公轉一圈的若干分之一來定義；第三則是用原子鐘，即銫原子的基態躍遷輻射週期的若干倍數來定義。確定這個時間單位的個人和組織包括：高斯、英國科學促進會、法國度量衡委員會、國際度量衡大會、國際天文聯盟和國際原子鐘委員會等。
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