《日本光晶格钟如何重新定义一秒，并打开现实应用》

导语

这篇文章介绍日本锶光晶格钟为什么被称为“终极时钟”。它不仅是重新定义“秒”的重要候选方案，也因为能用爱因斯坦广义相对论测出微小高度差，而可能进入火山地震监测、空间探索、全球定位、通信和自动驾驶等现实基础设施。

1. 从天体运动到铯原子钟：计时标准不断脱离日常直觉

古代人类依靠天体表观运动判断时间，把一天，也就是地球自转一周，分割成越来越小的单位，才产生了“秒”作为一天的一小部分的概念。但精密计时的发展要晚得多。

1.1 摆钟、石英钟和铯原子钟逐步提高精度

• 16 世纪，伽利略发现给定长度的钟摆会以恒定频率摆动，这为荷兰数学家和物理学家 Christiaan Huygens 发明摆钟铺路。大约同一时期，便携式发条钟也在发展。
• 后来，石英钟开启新的精密计时时代，它利用石英晶体通电后以恒定频率振荡的特性。今天一些高精度石英时计可以做到 100 年误差不超过 1 秒。

1.2 1967 年铯-133 原子钟重新定义了秒