“時鐘”的前世今生

同學們，課文《表里的生物》敘述了作者小時候一段有趣的經(jīng)歷。他認為“凡能發(fā)出聲音的，都是活的生物”，聽到父親的懷表發(fā)出清脆的聲音，就認為里面也一定有一個小生物存在。直到父親打開表蓋讓他看，并告訴他這擺來擺去的小東西是蝎子尾巴，他信以為真，見人就說父親的表里有一只小蝎子。

其實，鐘表里那如心跳般的“嘀嗒”聲，是由其體內(nèi)的重要裝置——擒縱輪和擒縱叉撞擊發(fā)出的聲音。這一擒一縱，也就是一抓一推的意思，它把卷曲簧片張力所產(chǎn)生的動力（拉力），變成均勻停頓的點控力傳送出去。我們看到的秒針一走一停，就是來自擒縱器一抓一推的效果。

但表不是從一開始就有“嘀嗒”聲的，那最開始的表長什么樣子呢？它又是如何演變的呢？

日晷

遠古時期，人們以太陽的東升西落作為時間尺度，因此便有“日出而作，日落而息”的人類生活；最古老的鐘追溯至太陽鐘，例如圭表、日晷。有據(jù)可查的太陽鐘始于公元前2357～2258年的堯帝時期。

《周禮·地官·大司徒》中有“以土圭之法測土深，正日景（影），以求地中”。《春官·典瑞》中也提到了“土圭以致四時日月，封國則以土地”。

機械鐘

歐洲的機械鐘出現(xiàn)于13世紀，最早傳入我國的機械鐘在明朝萬歷年間，被獻給萬歷皇帝。17世紀，單擺被用于機械鐘的設計，使其計時準確度提高了近百倍。

水鐘

北宋時期，我國的能工巧匠們設計出水鐘，它屬于流體鐘的一種，除水鐘之外，流體鐘還包括沙鐘。水鐘和沙鐘都是使用一定數(shù)量的流體，通過測量流體在特定方式下流動所需的時間來表示固定的時間間隔。

石英鐘

隨著社會發(fā)展的需求，對時鐘準確度的要求越來越高，于是石英鐘應運而生，它是通過石英鐘內(nèi)部穩(wěn)定的石英振蕩器來計時的。隨著科技發(fā)展的要求，以及人類對精密測量的執(zhí)著追求，石英鐘逐漸被其他高準確度的鐘所代替，例如原子鐘。

原子鐘

原子鐘是利用原子吸收或釋放能量時發(fā)出的電磁波來計時。由于這種輻射電磁波周期非常穩(wěn)定，再加上利用一系列精密的儀器進行控制，原子鐘的計時就非常準確了。最初并且最常用于原子鐘研制的元素有氫、銫、銣等堿金屬。原子鐘的準確度可以達到每100萬年僅誤差1秒。1955年首次出現(xiàn)原子鐘。1967年，銫原子鐘被用來進行“秒”定義，從此開啟了原子“秒”的時間計量標準時代。

光鐘

對于原子鐘，科學家不遺余力地進行探索并取得了巨大的研究成果，他們研究出了比現(xiàn)行的基準鐘——銫原子鐘準確度更高的時鐘，即光鐘。這種利用以原子的光學波段共振頻率標準作為時間頻率基準的鐘——光學原子鐘，將人類對時間、頻率的測量準確度又大大地向前提升了一步！

目前最新光鐘的測量準確度已經(jīng)比原子鐘高出了100多倍！隨著對光鐘研究的深入，人們已廣泛預言光鐘將被應用于對時間的新定義。