對於時間，世（shì）界上早就有統一標準。但最近，美國科學家發（fā）明了一種測量時（shí）間的新方法，這一方法同時有望取代（dài）國際公（gōng）斤的標準。他們所提出的新方法，讓研究者能夠直（zhí）接從質量上看出時間，或者從時間（jiān）上看出質量（liàng）。這一發現可能會顛（diān）覆我（wǒ）們現有時鍾和質量（liàng）秤的使用功能，同時也有助於（yú）重（chóng）新校準公斤單位。

　　用“質點”來確定時間的標準

　　什（shí）麽是時間？人（rén）們每天都在感受著晝夜輪回的變化（huà），這是時間的見證。在美國科學家所發明的新係統中，最重要的一點（diǎn）是，用一個質點來確定（dìng）一個時間標準。所謂質點，就是有質量但不存在體積與形狀的點。在物體（tǐ）的大小和形狀不（bú）起作（zuò）用，或者所起的作用並（bìng）不顯（xiǎn）著而可以忽略不計時，我們近似地把該物體看作是一個具有質量但大小和（hé）形狀可以（yǐ）忽略（luè）不計的理想物體，這稱為質（zhì）點。

　　這項研究結果發表（biǎo）在美國《科學》雜誌上。該項目（mù）的負責人、加州大學伯克利分校的物理（lǐ）學家（jiā）Holger M?ller指出，宇宙中的質點和時間是同時誕生的。

　　所有現存的時鍾都要依靠幾個相互作用（yòng）的物體，例如落地式的大擺鍾，它需要一個因地球重力作用而來回擺動的鍾擺。現今國際上對秒的定義是由原子鍾來確定（dìng）的，電子會產生震動，這就是所謂（wèi）的能量水平，它在這個過（guò）程中釋（shì）放光的振幅，一定數量的（de）振幅就是一秒。部分物理學家（jiā）懷疑（yí）一（yī）個單獨的物體能否起到（dào）時鍾的作用，所以他們把銫元素的原子核和（hé）電子作為一個單一（yī）質點（diǎn）。在實驗中，研究者也使用了銫元素的原子，因為（wéi）它能夠利用激光冷卻，而且是（shì）中性的，這些性質都能減少對周邊環境的敏感性。

　　在實驗中，M?ller及其同事致力於研究銫元素（sù）原子內一種名為康普頓頻率的（de）量。在（zài）量子的層麵上，物質會產生類似波動的動作，而康普頓頻率可以顯示這些（xiē）波動的振幅，科學家設（shè）下定義：X倍（bèi）的振幅等（děng）於一秒。

　　或將重新定義公斤標準

　　由於現代技術很難直接測量康普頓頻率，所以M?ller的團隊跳（tiào）過了這個障礙。他（tā）們測（cè）量了一個（gè）較小的量，並通過這個量算出了康普頓頻率（lǜ）。為此，他們探究了愛因（yīn）斯坦相對論（lùn）中的“孿生子悖論”。這一（yī）悖論指（zhǐ）的是一個人若以光速離開地球，再以同樣的速（sù）度（dù）返回地球，這個人就會比留在地球上的兄弟姐妹看起來（lái）更年輕。研究者使用了一個名為Ramsey-Borde的幹涉儀，他們用銫原子（zǐ）撞擊帶有勢能（néng）的光子，並使其移動（dòng）。激光將（jiāng）銫原子的波長一（yī）分為二。原子的兩個波（bō）長像“孿生子悖論”說的那樣“行動（dòng）”：一個波長停在原地（dì），另一個波長移動後回到原點，回來的波長因而要比前者更加“年輕”，因為在移動的過程中它的震動次數相（xiàng）對較少。

　　如果擁有銫原子的康（kāng）普頓頻（pín）率，那就可以用量子力（lì）學的方程算出它的質量。其他質量的原（yuán）子也可以據此（cǐ）計算（suàn）。在日常生活中，我們需要更實際的質（zhì）量單位而不是某個原子的質量，所以研究者使用了“阿佛加德羅球（qiú）體”來定（dìng）義一種新的公斤標準。這些球體實際上是（shì）由一定（dìng）量的原子構成的晶體。

　　目前，公斤是以一個（gè）鉑銥合金圓柱筒的質量作為參照標準，該圓柱筒被放置於法國塞夫勒市的一個房（fáng）間內。這是最（zuì）後一個用物體作為衡量標準的實驗，專家為此憂心忡忡。他們記錄了（le）從125年前開（kāi）始的質量變化，這也促使國際科學界在2011年呼籲采用新的公斤標準。新的“康普頓-阿佛加德羅模型（xíng）”依靠不變的物理現象，結果顯示它是目前為止最精確（què）的質量校準方式。