標籤:

原子鐘革命

劉洪波/文

現在,時間由原子鐘得來,這是更精確的時間。千百年間由切分地球自轉周期而產生的時間,變成「不精確」了。於是,得之於地球的時間,要與原子鐘對錶。自然界的權威性被顛覆了。

曆法上,人們已經習慣了閏月、閏年;現在,計時上,人們還開始需要閏秒。閏秒不是自然的產物,而是原子鐘的產物。原子鐘已達到幾十億年誤差1秒,原子鐘認為地球自轉慢了,每年都幾乎要慢半秒。自原子鐘重新定義「秒」以來,得於地球自轉的「世界時」已經24次用閏秒的方式保持與「原子時」的一致。

世界時的「呼號」,便是倫敦格林尼治時間;而原子時的守時機構,在巴黎的國際計量局。我們是否需要閏秒,格林尼治時間還有沒有必要保持,問題已經出現。

類似托勒密天文學與哥白尼天文學的故事正在上演。眾所周知,這兩大天文學體系的勝負,可以由天體運行的實況驗證,但在人類無法用足夠多的證據去證實地球繞太陽運行的時代,日心說怎麼戰勝了地心說呢?地心說固然更加合乎日常體驗,併合乎地球作為人類家園的「本位感」,但用於描述天文現象時,雖然也可達精確,但需要引入繁複的「本輪」「均輪」,而日心說描述天文現象則簡潔明了,富於美感。

世界時以原子時為基準,用閏秒去協調偏差時,它就處在了一個「不科學」的地位,它在被迫應對,就像地心說在天地運行面前左支右絀。時間的「雙軌制」很難持久,格林尼治時間的權威地位開始搖搖晃晃起來。2012年1月,國際電信聯盟討論了格林尼治時間下崗的議題,未能形成一致,決定問題留待2015年會議考慮。

地球一直在自轉,時間一直在切分。如果沒有原子鐘,地球自轉無所謂快慢,它快了,一秒短一點,它慢了,一秒長一點,如此而已,因為它就是時間的基準。但人們需要更精確的時間,需要更恆定的「秒」,於是需要原子鐘,需要用它來度量地球的自轉。

對於傳統生活來說,一秒是微不足道的,沒有感覺就過去了。但在當代生活情境下,人與技術世界已經高度整合,一秒的出入,影響到的不只是航天器會跑開幾公里,而是電力、手機、電腦、定位系統等等通通崩潰,股票期貨行情一秒要變幾回,你的保單生效到哪一秒也至關重要。用原子時協調世界時是必要的。

但閏秒不止是加一秒那麼簡單。閏秒沒有規律,因而你沒法設定程序,而必須在規定時間統一進行人工干預。全世界的時鐘系統全部都要進行閏秒調校,很多時鐘系統的精度須保持毫秒級以上,因此,當閏秒發生時,一定成本高昂,而且我們平靜的日常生活的後台,有大量的工作人員手忙腳亂。

取消格林尼治時間,直接採用原子時,這些麻煩不就迎刃而解了嗎?是的,這正是現在的議題。不過,反對的力量也不小。一種現實的考慮,比如中國,認為現在國際標準時間體制可以有效運轉,又有辦法協調原子時,而取消閏秒則可能需要幾百億元的成本。一種文化的考慮,例如時間與地球沒有了關係,太陽信息與鐘錶間的聯繫割斷了,這是令人不快的,而且經過很多年後,計時錶上的早晨會變到黎明時分,人們說不定要披星戴月去上學上班,後人將難以理解今天從文學到歷史的所有鐘點的含義……如此等等。當然,格林尼治時間的取消,對英國人來說,是更加苦惱的事情,老大帝國為數不多的驕傲標誌,將隨風而逝。

世界已經不是曠古而來的那個世界,人類在精確性、技術性的追求中,已無法脫離精確性和技術性條件而生存。只要系統不崩潰重啟,人類就無法擺脫對技術的路徑依賴,就時間管理來說,人類發明了原子鐘,原子鐘又規定了人類的節奏,統治了人類的生活,想要時間變模糊一點,已經不可能了。

推薦閱讀:

電子雲長這個樣子嗎
傲嬌的小宇宙之一:核裂變基本物理現象
為什麼要測半衰期而不是全衰期?半衰期是固定的值嗎?為什麼?
1945年廣島遭原子彈爆炸後慘狀(圖片)
原子中的幽靈

TAG:原子 | 革命 |