了解最精确的计时仪器——原子钟

自人类文明意识到时间流逝，就开始利用周期性现象进行追踪。从古代对日月星辰的观察，设计出最初的计时工具日晷、到15世纪后摆钟和发条为核心的机械表，再到石英表、再到后来的原子钟。原子钟是目前世界上已知最精确稳定的计时仪器，我们今天就来聊聊原子钟。

生活中我们最常见的计时工具无非就是机械表和石英钟等。其实计时的原理相对简单，无非就是数数。当一个物质现象出现一个可测量的稳定的周期性变化的物理量，那么理论上我们就可以用作“时钟”。

比如一个石英手表内部有一个石英晶振，这个晶振输出10MHZ的信号，意味着这个晶振输出的电压每秒改变一千万次，于是做一个计数器对输出电压计数，一千万次了就让秒针动一下，这就是进行计时测量的时钟了。

当然时钟准不准？那么就得看电子输出电压的频率精确度与稳定性，在长时间的工作中如果出现输出频率不准，那么就会导致时钟时间出现偏差。因此保持周期性变化的稳定性就决定了“时钟”的精确度，而原子钟就具有这样的优质特性。

20世纪30年代，美国哥伦比亚大学教授伊西多-拉比和他的学生们在实验室里研究原子和原子核的基本特性。在其研究过程中，拉比发明了一种被称为磁共振的技术，依靠这项技术，他便能够测量出原子的自然共振频率，他还获得了1944年诺贝尔奖。

拉比提出这些共振频率的准确性如此之高，完全可以用来制作高精度的时钟。1949年，美国国家标准局公布了世界上第一个使用氨分子作为振动源的原子钟。随后1952年，第一个铯原子所谓振荡源的原子钟诞生。

1967年，在第十三届度量衡大会上基于铯原子定义了1秒时间，人类从天文历书时正式进入了原子时代。