作為一個化學元素，銫實際上已（yǐ）經重新對時間進行了定義。

自小時候到現在，在各種場合你都被告知準時很重要。現在，有了銫原子，全世界各個地方（fāng）的時間都能保持準確，準確到讓我們感到需要重新（xīn）思考時間（jiān）是什麽（me）。而且（qiě）我們發現計時技術中存在一個奇怪的缺陷。事實（shí）上是在近些年來人們才意識到準確及時的重要性。並不是我們的祖先不需要知道時間，他們當然需要。幾千年來，人類製（zhì）造出多種多樣精致的儀器來衡量時間的流逝。 但事實是直到175年前，在那之前的（de）幾千年裏（lǐ），人們對於（yú）時間的定義來（lái）源都是太陽。不管走到哪裏，你總能認（rèn）出什麽時候是正午。晴天裏隻要看一眼天空或者（zhě）看一下日晷，你就能知道時（shí）間。

這一切隨著世界上第一條鐵路線的開通而改變了，這第一條（tiáo）鐵路就在這裏，在英國。在（zài）那之後人們都知道倫敦（dūn）的正午比布裏斯（sī）托（tuō）（Bristol）的正午早10分鍾（zhōng），這是一個（gè）精（jīng）確的值，它是陽光走過兩座城市之（zhī）間的經度差（chà）所需要的（de）時間。計時係統（tǒng）出（chū）現（xiàn）錯誤導致的將不隻是乘客會誤車。由於計時偏差導致的危險事件甚至火車事故越來越多。1840年11月，英國西部鐵路公司（Great Western Railway）解決了（le）這（zhè）一問題，他們使用了一個叫“鐵路（lù）時間”（Railway Time）的計時係統。係統內所有城市的時間（jiān）都（dōu）是倫敦時間（jiān），這是第一（yī）次人們根據一個標準將不（bú）同地點的時間同步起來。此舉引起了很大爭議。突然間，皇家格（gé）林尼治天文（wén）台（Royal Observatory）就可以從遙遠（yuǎn）的格林尼治控製你的時間係統。埃克賽特大學的校長拒絕將學校大教堂的（de）時鍾調整至英國西部鐵路公司所要求的時間（jiān）。布裏斯托采用了一個折中的方案：時鍾上（shàng）有兩個分針，一個顯示當地時間，一個顯示“鐵路時間”。

這座鍾位於布裏斯托，鍾上仍舊有（yǒu）兩根分針，兩者表示的時（shí）間相差十分鍾

然而“鐵路時間”逐漸成為了英國很多地方的時間標準，而且在世界上其他後來修建鐵路的地（dì）區大多（duō）數都（dōu）采用了“鐵路（lù）時間”的（de）標（biāo）準。但你可能要問，這些與銫原子有什麽關係？答案是隻要你有一個（gè）遠程操控的網絡，計時的（de）精確對於時（shí）間的同步是至關重要的。而且所需要的傳輸（shū）速度越快，計時的精確度就越（yuè）重要。因此在現（xiàn）代社會，信（xìn）息（xī）以近乎光速的速度在線路中或者空中傳播，計時精確度就（jiù）更加重（chóng）要。而銫原子的作（zuò）用是大幅度改進了時間計量的標準。最（zuì）近我去了一趟英國精確計時技術的故鄉。並不是格林尼治，而是位於倫敦郊區（qū）特丁頓（Teddington）的英國國家物理實驗室（shì）（National Physical Laboratory）。在一個高級工業園區裏（lǐ）立著一些（xiē）辦公大樓，牆壁上的玻璃閃閃發光。就是在這些大樓裏（lǐ），科學家們（men）正在進（jìn）行前無古人的科學（xué）探索（suǒ）。1930年正是在英國（guó）國家物理實驗室，物理學家（jiā）Louis Essen製（zhì）作出了世界上第（dì）一個（gè）石英鬧鍾，它的精度在當時是最高的（de），同時也預（yù）示著銫原子鍾的到來。石英鍾利用了（le）一個原理：如果對石英晶體通（tōng）電（diàn），石英晶體（tǐ）會（huì）以極高的（de）頻率振動。這種頻率叫作共振（zhèn）頻率，地球上每個物體都（dōu）有其共振頻率。據說當一個（gè）女高音唱到她（tā）的最高音時，那個聲音能讓一個香檳杯碎掉，這就是因為聲音達到了杯子（zǐ）的（de）共振頻率。這也就是1831年蘭卡夏郡Broughton的吊橋倒塌的原因。軍隊（duì）在橋上走過時，行進（jìn）步子的頻率無意中達到了吊橋的（de）共振（zhèn）頻率，使得吊橋發生劇烈震動，造成螺絲斷裂橋體倒塌。自那以後，軍隊會警告他們的士兵在經（jīng）過吊（diào）橋時要（yào）打亂腳步。

為了（le）理（lǐ）解這種共振現象如何幫助計時，想想落地大（dà）擺鍾的鍾擺（bǎi）。鍾擺每擺動一次（cì），鍾就過去一秒。石英的作用就相當於鍾擺，隻是（shì）振動比鍾擺快得多：它的共振頻率比“秒”的振動頻（pín）率（lǜ）快數千倍。而這就是人（rén）們為什（shí）麽需要銫原（yuán）子的原因。銫原子的共振頻率比石英還高很多倍，準確點來講是9192631770赫茲（zī）。這是Essen選擇它來製作第一台新型鍾（即（jí）原子鍾）的一方麵原因。Essen製造的石英鍾在三年內僅（jǐn）僅偏差了一秒。而他在1955年於英國國家物理實驗室製造的第一台原子鍾精度達到（dào）了一百四十萬年偏差一秒。但為什麽選擇銫原子呢？

Louis Essen（右）在1955年造出（chū）了世界上（shàng）第一台銫共振器

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