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從日晷到原子鐘:時(shí)間計(jì)量的奧秘 版權(quán)信息
- ISBN：9787572226298
- 條形碼：9787572226298 ; 978-7-5722-2629-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類(lèi)：
從日晷到原子鐘:時(shí)間計(jì)量的奧秘 本書(shū)特色
對(duì)時(shí)間的討論和研究是永無(wú)止境的。在展望時(shí)間的未來(lái)之前，我們先從“日晷”了解一下時(shí)間的前世，再?gòu)摹霸隅姟眮?lái)了解一下他的今生。
從日晷到原子鐘:時(shí)間計(jì)量的奧秘 內(nèi)容簡(jiǎn)介
這是一部由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）推出的關(guān)于時(shí)間頻率的經(jīng)典作品。作者在書(shū)中深入淺出地介紹了時(shí)間的產(chǎn)生原理和保持方法。全書(shū)從日常時(shí)間的應(yīng)用出發(fā)，描述了時(shí)間的定義、特性和計(jì)時(shí)技術(shù)的歷史，并且系統(tǒng)介紹了與鐘表相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)和原子鐘的方方面面，*后還結(jié)合電力、導(dǎo)航等領(lǐng)域介紹了時(shí)間在人們生活中的應(yīng)用。本書(shū)不僅可以為相關(guān)的研究者搭建一個(gè)知識(shí)體系，也可以給對(duì)時(shí)間頻率技術(shù)感興趣的讀者作為入門(mén)參考，更可以作為青少年的科普讀物。
從日晷到原子鐘:時(shí)間計(jì)量的奧秘 目錄
Ⅰ 時(shí)間難題 / 001
1 神秘的時(shí)間 / 003
2 物體的振動(dòng) / 012
Ⅱ 手工時(shí)鐘和手表 / 027
3 早期的鐘表 / 029
4 鐘表的品質(zhì)因子 / 035
5 制造更好的鐘表 / 043
6 原子簡(jiǎn)史 / 055
7 冷卻原子鐘 / 063
8 每個(gè)人的時(shí)間 / 073
Ⅲ 尋找并保存時(shí)間 / 081
9 時(shí)間尺度 / 083
10 鐘表背后的鐘表 / 097
11 時(shí)間的傳遞 / 108
Ⅳ 時(shí)間的應(yīng)用 / 117
12 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間 / 119
13 偉大的組織者 / 126
14 嘀嗒聲和比特?cái)?shù) / 138
Ⅴ 時(shí)間、科學(xué)和技術(shù) / 149
15 時(shí)間和數(shù)學(xué) / 151
16 時(shí)間和物理 / 162
17 時(shí)間和天文 / 176
18 時(shí)間的終結(jié) / 187
19 時(shí)間的方向，自由到哪種程度 / 196
20 時(shí)間和伺服系統(tǒng) / 210
21 時(shí)間信息 / 219
22 米和秒的關(guān)系 / 227
23 未來(lái)的時(shí)間 / 238
譯后記 / 251
展開(kāi)全部
從日晷到原子鐘:時(shí)間計(jì)量的奧秘 節(jié)選
●古代鐘表 在古代燦爛的文明遺跡中，有許多復(fù)雜的時(shí)間測(cè)量裝置。例如，南英格蘭的巨石陣、愛(ài)爾蘭都柏林附近4000年前的紐格萊奇墓等。幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，不斷地有人類(lèi)學(xué)家和建筑學(xué)家在探索這些遺跡的奧秘。目前已經(jīng)被證實(shí)的是，它們都是極好的觀測(cè)天體運(yùn)動(dòng)的裝置。在有文字記錄之前，這些都是人類(lèi)發(fā)明的原始鐘表和日歷。 在美洲的瑪雅、印加和阿茲特克文明中，都有時(shí)間計(jì)數(shù)裝置。幾千年后，當(dāng)殖民者們發(fā)現(xiàn)新大陸時(shí)，曾驚訝于那些城市中先進(jìn)的遺址和神廟，其中許多遺址的規(guī)模比他們從前在故土所見(jiàn)過(guò)的類(lèi)似遺跡更大。這些裝置通常被用來(lái)計(jì)算宗教節(jié)日、農(nóng)種日期和其他重要農(nóng)業(yè)事件。所有著名的古代文明中，人們對(duì)時(shí)間的測(cè)量都反映在社會(huì)活動(dòng)中。 古印加的都城庫(kù)斯科，本身就是一個(gè)巨大的日歷。太陽(yáng)從城市的每條街道升起或者落下的日子，都標(biāo)志著一個(gè)重要的祭祀日。研究表明，以太陽(yáng)神廟為中心，向四周輻射出41條這樣的街道。 從2世紀(jì)到10世紀(jì)的瑪雅文明，將一次日出到日落記為一天，這是他們的基本時(shí)間單位。瑪雅人的一天是從日出到日落的時(shí)間周期的更替。現(xiàn)代墨西哥城建立在古阿茲特克的都城——特諾奇提特蘭城的廢墟上。特諾奇提特蘭城于1325年建造于特斯科科湖的一個(gè)島上。古城的廢墟和其他阿茲特克的城市表明阿茲特克人使用兩種歷法：一種以260天為基礎(chǔ)；另一種以365天為基礎(chǔ)。把兩個(gè)歷法合起來(lái)會(huì)形成一個(gè)52年的周期，這也是當(dāng)時(shí)人們的平均壽命。阿茲特克人用昴星團(tuán)在夜晚經(jīng)過(guò)天空中的某個(gè)特定位置這一天文事件作為一個(gè)循環(huán)周期結(jié)束和下一個(gè)循環(huán)周期開(kāi)始的標(biāo)志。 今天，科學(xué)家找到了更多的證據(jù)證明，即使是在北美洲草原上幾乎不遠(yuǎn)征的土著人，也使用過(guò)時(shí)間記錄工具，如懷俄明州北部的畢葛紅醫(yī)藥輪，原來(lái)被認(rèn)為是供宗教使用的，但它實(shí)際是個(gè)大鐘表。當(dāng)然，它們也有重要的宗教意義，象征著諸如潮起潮落和季節(jié)更替的生命周期。與現(xiàn)在一樣，這些自然現(xiàn)象也影響著遠(yuǎn)古人的生活。由于這些自然現(xiàn)象帶有某種神秘色彩，因此它們引起了人們的敬畏和崇拜。天文學(xué)和時(shí)間已超過(guò)人類(lèi)的認(rèn)知，它們比地球上任何一個(gè)有記載的古老部落更久遠(yuǎn)，并且?guī)缀跏怯篮愕摹Ｒ虼耍@兩門(mén)學(xué)科自古以來(lái)是人類(lèi)*關(guān)注的。 ●自然界的鐘表 太陽(yáng)、月亮和星星的周期運(yùn)動(dòng)很容易觀察，我們也無(wú)法忽視它們。但在我們自身和周?chē)灿袩o(wú)數(shù)的周期更迭現(xiàn)象。生物學(xué)家、植物學(xué)家和其他科學(xué)家的研究仍未能完全了解這些基本的周期過(guò)程。從動(dòng)物妊娠、麥子播種，到鳥(niǎo)類(lèi)遷徙，從心跳的節(jié)奏到雌性動(dòng)物的生理周期，對(duì)生物鐘的科學(xué)探討可以寫(xiě)出好幾本書(shū)。 地理學(xué)家關(guān)心大周期，它們以千或百萬(wàn)年為單位，被稱為“地質(zhì)年代”。另一些科學(xué)家關(guān)心不同放射性元素的原子衰變速率，比如碳-14，以便推斷任何含有碳-14物質(zhì)的年齡。任何曾經(jīng)在地球上生活過(guò)的生物都含有碳-14，包括遠(yuǎn)古時(shí)代的化石、埃及木乃伊等。 在隨后的章節(jié)中，你將會(huì)看到這些新的技術(shù)怎樣改變了我們對(duì)地球和太陽(yáng)系的認(rèn)識(shí)。 ●追蹤太陽(yáng)和月亮 早期鐘表是石頭結(jié)構(gòu)。它是古人用來(lái)記錄特定日期的裝置，如夏至日，這是一年中日升日落間隔*長(zhǎng)的一天，通常在6月21日或者22日，這取決于本年與下一年地球與太陽(yáng)的接近程度。幾千年來(lái)，地球和太陽(yáng)所組成的鐘表，已足夠滿足人們對(duì)于日常生活的記錄要求，遠(yuǎn)古先輩們?nèi)粘龆鳎章涠ⅲ麄儾恍枰鼫?zhǔn)確的時(shí)間。 但是在許多文明中，出于對(duì)一些特殊的日子和紀(jì)念日的辨識(shí)需要，人們又根據(jù)太陽(yáng)、月亮和季節(jié)的運(yùn)行周期制定了歷法。 如果把時(shí)間當(dāng)作是周期現(xiàn)象的循環(huán)，那么計(jì)時(shí)就是對(duì)這些周期現(xiàn)象進(jìn)行計(jì)數(shù)的系統(tǒng)。*簡(jiǎn)單和*明顯的周期現(xiàn)象就是天，它可以是從太陽(yáng)的東升到西落，也可以是太陽(yáng)兩次經(jīng)過(guò)天空*高點(diǎn)的時(shí)間間隔（即兩個(gè)正午的間隔）。前者隨季節(jié)變化而改變，而后者似乎是不變的。 可以用非常簡(jiǎn)單的儀器來(lái)對(duì)兩個(gè)相鄰的正午進(jìn)行測(cè)量：在地面上豎一根棍子，如果在北半球，指向北的影子*短的時(shí)刻便是一天的正午。這時(shí)太陽(yáng)在當(dāng)?shù)靥炜罩形挥?高點(diǎn)，每當(dāng)這個(gè)現(xiàn)象出現(xiàn)一次，就用一個(gè)永久或者半永久的物體來(lái)標(biāo)記，如石頭，從而記錄天數(shù)。用更專(zhuān)業(yè)的儀器，還可通過(guò)觀察月相去記錄一個(gè)月；也可以記錄地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期，即為年。 埃及人可能是**個(gè)把一天分為更小單位的人。人類(lèi)學(xué)家研究了細(xì)高形狀的紀(jì)念碑或者方尖塔，這些建筑可以追溯到公元前3500年。對(duì)它們的影子的測(cè)量無(wú)疑提供了一個(gè)簡(jiǎn)單確定“天”的方法。每天在方尖塔周?chē)派鲜^作為標(biāo)記，這可以更準(zhǔn)確地記錄一天。 公元前1500年，埃及人已經(jīng)開(kāi)始使用影子鐘表——日晷。他們把一天按影子的位置分成10份。 到現(xiàn)在，依然有很多人用日晷來(lái)裝飾花園和建筑，但日晷的計(jì)時(shí)功能早已被現(xiàn)代時(shí)鐘和手表取代。標(biāo)有刻度的日晷能幫助人們更方便地讀出時(shí)間。但是即使用*先進(jìn)的日晷，仍有計(jì)算方面的問(wèn)題。其中之一就是一天、一月和一年的周期不成整數(shù)倍關(guān)系。地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)一圈需要365.25天，但是月亮繞地球的運(yùn)動(dòng)在364天內(nèi)就有13次變化。這給早期的天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家和日歷制作者帶來(lái)了計(jì)算方面的麻煩。
從日晷到原子鐘:時(shí)間計(jì)量的奧秘 作者簡(jiǎn)介
詹姆斯??杰斯帕森、簡(jiǎn)??菲茨-倫道夫，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院研究員，長(zhǎng)期從事時(shí)間頻率的研究。 任燁，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)工學(xué)博士，現(xiàn)就職于浙江賽思電子科技有限公司。從事時(shí)間頻率傳遞和衛(wèi)星導(dǎo)航方向的研究，參與guojia重大專(zhuān)項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目、guojia自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等。參與的“衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)間監(jiān)測(cè)評(píng)估技術(shù)”獲得陜西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。 劉婭，理學(xué)博士，研究員，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心時(shí)間頻率測(cè)量與控制研究室副主任，博士生導(dǎo)師，陜西省青年科技新星、陜西省科普專(zhuān)家宣講團(tuán)首席科普專(zhuān)家，中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)會(huì)員。從事時(shí)頻測(cè)量與傳遞方法研究，研制了多通道頻率穩(wěn)定度分析儀、衛(wèi)星雙向移動(dòng)校準(zhǔn)站、標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間復(fù)現(xiàn)設(shè)備等儀器，實(shí)現(xiàn)高精度的時(shí)頻測(cè)量，時(shí)頻傳遞，測(cè)量能力達(dá)到國(guó)際水平。 李孝輝，二級(jí)研究員，博士生導(dǎo)師，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心副主任，guojia衛(wèi)星導(dǎo)航重大專(zhuān)項(xiàng)專(zhuān)家組成員。長(zhǎng)期致力于衛(wèi)星導(dǎo)航、時(shí)間頻率的研究，主持國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家重大專(zhuān)項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目、863項(xiàng)目等。出版有學(xué)術(shù)專(zhuān)著《時(shí)間頻率年的精密測(cè)量》《衛(wèi)星導(dǎo)航時(shí)間基礎(chǔ)》以及科普著作《時(shí)間的故事》《導(dǎo)航1號(hào)檔案》《北京時(shí)間》《時(shí)間的真相》等，多次獲guojia級(jí)、省部級(jí)優(yōu)秀科普作品。
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