01 · 定义
数千年来,秒由地球的自转来计量。1967 年,它被从行星上解开,系到了铯原子上 —— 地球被证明是一台不够精确的钟。
一秒是与铯-133 原子基态两个超精细能级之间跃迁相对应的辐射的 9 192 631 770 个周期。这个数字看似随意,但它的选取使新秒在当时的精度内与旧的天文秒重合。此后地球变慢了:一天比 86 400 秒长几毫秒,差额通过插入闰秒来抵消。
秒以下是 SI 词头:ms、µs、ns、ps。往上则是巴比伦的遗产:分钟、小时、天。千秒在生活中不存在,尽管形式上是合法的。
02 · 换算
输入一段时间间隔 —— 护照会替您换算
时间是 SI 与六十进制共存的唯一的量:分钟和小时不属于 SI,但被允许与秒并列使用。表中的年是儒略年,365.25 天:光年背后正是它。
分钟、小时和天按定义是秒的精确倍数:60、3600、86 400。但日历上的一天可能包含 86 401 秒:当与地球自转的偏差达到 0.9 s 时,就会插入闰秒。
| 单位 | 名称 | 数值 | 出现场合 |
|---|---|---|---|
| ns | 纳秒 | 9·10¹⁰ | 处理器时钟周期、网络延迟、GPS |
| µs | 微秒 | 9·10⁷ | 电子学测量、响应时间 |
| ms | 毫秒 | 90 000 | 人的反应、视频帧、ping |
| s | 秒 | 90 | SI 中时间的基本写法 |
| min | 分钟 | 1.5 | SI 之外,获准使用:时刻表、体育 |
| h | 小时 | 0.025 | SI 之外,获准使用:工作、费率 |
| d | 天 | 0.001042 | SI 之外,获准使用:日历、期限 |
| 周 | 星期 | 1.488·10⁻⁴ | 日常与规划,SI 之外 |
| a | 年(儒略) | 2.852·10⁻⁶ | 365.25 天 —— 光年所用的年 |
1 min = 60 s · 1 h = 3600 s · 1 d = 86 400 s —— 按定义的精确倍数
03 · 数量级
从幺秒到宇宙年龄秒:一次心跳
04 · 测量仪器
用什么来数秒
基准:把冷却的原子云抛向上方,用微波照射两次。不稳定度 10⁻¹⁶。
激光晶格中的锶或镱离子。准确度 10⁻¹⁸ —— 秒的新定义候选者。
频率 2¹⁵ 赫兹的石英音叉:连续十五次二分频恰好得到一秒。手表、手机、计量表。
每颗卫星都载有原子钟;接收机免费从天上取时。纳秒 —— 整个导航都靠它们支撑。
05 · 书写规则
符号为小写:s,而非「秒钟」的各种缩写
秒不是以人名命名,所以符号小写且不带点。「sec」和「msec」来自打字机时代;在 SI 中是 s 和 ms。分钟和小时写作 min 和 h,一天中的时刻用冒号:14:05,而不是 14 h 05 min。
06 · 相邻单位
秒站在半个 SI 的分母上:赫兹是秒的倒数,贝可勒尔是每秒一次衰变,米每秒是速度。动一动秒,三者一起滑走。
1 / s
SI 基础
米每秒
米也是从秒中长出来的:自 1983 年起,它通过光速和秒来定义 —— 也就是说,长度的准确度永远不会超过时间。
07 · 历史区
在原子之前,秒是什么
平太阳日的一个分数。地球减速并不均匀,所以这样的秒在缓慢地「漂移」。
1900.0 回归年的一个分数:时间被系到地球绕太阳的公转上,而不是一天上。
恒星日的一个分数 —— 地球相对恒星的自转。比普通的秒短 0.27 %。
六十进制的序列并未止于秒:在「第二小分」之后是第三分,即秒的 1/60。
秒是 SI 中最精确的单位,其余单位都依赖它
千克的复现准确度为 10⁻⁸,米为 10⁻¹¹,而秒在铯喷泉中达到 10⁻¹⁶,在光学钟中达到 10⁻¹⁸。因此,米、坎德拉、安培和伏特的定义都建立在秒之上:它为整个体系设定了准确度的上限。这样的钟在宇宙存在的时间里误差不到一秒 —— 正因如此,下一次重新定义已在讨论之中,将不再基于铯。
目录 · 国际单位制
每个量一本护照
七个基本单位、二十二个有专名的导出单位,以及退出使用的计量制度档案。每个都是独立的一页:定义、量纲、换算、仪器、书写规则。共 33 种语言。
基本单位
打开秒的护照有专名的导出单位
陶土色 —— 定义中含有秒的那些历史计量制度
记法档案护照语言
33 种语言。符号 s 和公式不翻译 —— 它们在所有语言版本中完全一致;翻译的是说明、示例以及各种文字的书写规则。