從古到今,時間計量精度的不斷提升給民眾生活需求及國家活動帶來了哪些影響?
日常生活中,1秒的時間已非常短暫,時間精確到一秒已經(jīng)足夠了,例如公司上班打卡,學校上課下課鈴聲,考試交卷的鈴聲,再說到購物中雙十一秒殺等等。可在某些領域, 用秒來計量時間,又太長。在我們的體育賽事中,運動員的比賽成績需要精確到百分之一秒,也就是說0.01秒的差距就決定著冠軍的歸屬;出行的交通工具中,如汽車、飛機,其發(fā)動機每分鐘轉動數(shù)千周, 為改變發(fā)動機的頻率,提高其運行的速度,時間測量要精確到0.01秒。
對于科研活動,隨著時間頻率測量精度的提高,人們可以更深層次地探索自然規(guī)律,推動基礎科學研究的進步。如里德堡常數(shù)的測量、精細結構常數(shù)的穩(wěn)定性測量、朗德因子的測量、荷質(zhì)比的測量、引力紅移的測量、引力波探測等,其精度都直接取決于時間頻率的測量精度。這些測量和研究都是檢驗物理學基本理論(相對論、量子電動力學、引力場理論等)的重要方法,例如,通過測量精細結構常數(shù)隨時間變化檢驗廣義相對論,需要頻率測量精度優(yōu)于10-17;通過激光干涉檢驗引力波的存在,需要頻率測量精度優(yōu)于10-18。此外,人們還通過將其它物理量的測量轉換為時間頻率的測量,間接實現(xiàn)對其它物理量測量精度的提高。目前已經(jīng)完成了長度、電流、電壓、發(fā)光強度和溫度等物理量單位的定義或測量的轉換。