一個微世紀有多長

陳愛峰

很多物理學家的言談既風趣又有內涵。著名物理學家恩利克·費米曾經說過：一堂課的標準授課時間（50分鐘）接近于一個微世紀。那么，你知道一個微世紀具體有多長嗎？解答這個問題，我們不僅需要知道時間（物理量）的概念，也需要知道單位前面加上表示倍數的“帽子”（詞頭）變成了多少。

1960年第11屆國際計量大會（其執行機構為國際計量局）通過了國際單位制（符號SI，即廣為熟知的米制）。在國際單位制中，單位被分成三類：基本單位、導出單位和輔助單位。7個嚴格定義的基本單位是：長度（米）、質量（千克）、時間（秒）、電流（安培）、熱力學溫度（開爾文）、物質的量（摩爾）和發光強度（坎德拉）。基本單位在量綱上彼此獨立。導出單位則有很多，都是由基本單位組合起來而構成的。

此外，在國際單位制中規定了 20個SI詞頭，用于構成SI單位的倍數單位。

現在我們來算一算一個微世紀是多少分鐘：“微”代表10-6倍，“1世紀”是100年， 一年是365天，1天有24小時，1小時對應60分鐘，所以：1微世紀=10-6x100x365x24x60=52.56分鐘。現在你理解費米的話了嗎？

時間的測量

在中學物理課程中，常用（機械式）秒表測量時間。

任何一個自身重復的現象均可作為時間的標準。在我國古代，人們用刻漏計時：在一容器中保持恒定水位，由通道向另一容器注水使液面升高，液體使浮子升起來指示時間。中國北宋的沈括設法減小溫度影響黏性造成的誤差，使計時達到較高精度。伽利略發現了擺的周期性，荷蘭的惠更斯發明了擒縱機構保持擺的擺動，使得用擺這一周期現象計時成為可能。經過不斷改進，用于實驗室的精確的擺鐘，其誤差在一年中僅有幾秒。20世紀初，人們開始運用石英晶體的壓電效應計時，所謂壓電效應是指晶體可將機械變形振蕩轉變為電振蕩，到了20世紀40年代，石英晶體計時已發展為主要的計時標準，每天的誤差約為0.1毫秒。

為滿足更高的時間標準要求，人們發展了原子鐘計時。在美國科羅拉多州的美國國家標準與技術局的一個原子鐘被確立為協調世界時（UTC）的標準。1967年第13屆國際計量大會將銫—133原子鐘定義為秒的標準：銫—133原子基態的兩個超精細能級間躍遷相對應輻射的9192631770個周期的持續時間為 1秒。一般來講，兩個銫原子鐘在運行6000年后相差將不超過1秒。內部結構更為精確的時鐘還在研制中。

我國采用的北京時間由位于陜西西安的中國科學院國家授時中心負責確定和保持（即中國的原子時系統）。