眼見着安甯公主的興趣又被勾了起來,整個人神采奕奕,甯玉興高采烈地說:“神洲最初制定米的标準,是以世界的周長來制定的。我們發現世界一周長約八萬餘裡,将其等分為四千萬份,其中一份就是一米的長度了。”
“但是,人們很快發現,這樣做的誤差太大了。從不同的地方測量、經過不同的地勢,世界的周長都不一樣。更何況世界還處于不停的變動中,其周長本來就是不精确的。這樣一來,米的标準更加模糊。”
“經過了一段時間的發展,人們始終沒有做出突破性的進展。巧合的是,米最終是因為一個時間單位的确定而确定的,即秒。”
聽到這裡,“耐不住寂寞”的柳女官又冒出來了:“秒可是時間單位,怎麼又确定了米這樣的長度單位呢?”
“還以為柳女官生了我的氣,不理我了呢!”甯玉笑道:“這是因為米的标準一直懸而未決,大家都希望找到一種放之四海皆準的标準,卻一直無法如願。”
“在這時,秒的标準也遭到了挑戰。以往,神洲的秒被定義為‘從日出到日落的時間的八萬六千四百分之一’。随着時代的發展,這一定義漸漸地不能再滿足神洲的需求。”
古人其實早就已經學會了測量一天日出到日落的長度,就連測量地球的周長,結果也和後世基本相符,因此古人絕不是什麼也不懂的小白兔。以數學為例,翻開種花家的現代數學教材,初中以下的知識超過八成以上,其實兩千年前就出現了。高中以下的知識超過九成,兩百年前也出現了。
沒想到柳女官一時腦袋沒有轉過來,傻傻問道:“為什麼是八萬六千四百呢?”
“傻阿柳,就像我夏國有十二個時辰一樣,這必定是根據神洲的時間單位算出來的呀!”安甯公主笑道。
“确實如此,神洲一天分為二十四個小時,每小時六十分,每分六十秒。”甯玉颔首。
柳女官恍然,一時間紅霞滿面,嬌豔非常。甯玉繼續道:“人們迫切需要一種精準、普适的時間标準,直到物理學有了新的發展。物理學家發現,物質在極微觀的層面上是有結構的,這就像是海由水組成,而水由水分子組成,水分子又由氫原子和氧原子組成。殿下不理解也沒有關系,隻要理解這種有結構的事實就可以。”
安甯公主點點頭,示意甯玉繼續說下去:“更進一步,學者們發現原子有一些非常奇特的屬性,打個比方來說每種原子都有它固定的‘振動頻率’。于是學者們選取了一種叫做铯的物質,利用铯原子的振動頻率定義了秒這一概念。”
甯玉豎起一根手指道:“這一定義十分精确,我東勝神洲有一種裝置叫做北鬥,可以讓人立刻知曉自己處于世界的哪個位置。在這種裝置上,便使用了一個這樣的原子鐘來計時。這個鐘号稱三百萬年僅誤差一秒!”
“嘶……”安甯公主倒吸一口涼氣:“神乎其神,技驚四座!阿玉,不知為何需要如此精确地定義秒?”
“殿下,一方面這是因為神洲産業對于精度的要求越來越高,另一方面則要說回米制了。”
“公子别賣關子了,你快講呀!”柳女官急急道。
“好好好”甯玉溫聲安慰,繼續說:“由于一直無法準确定義米,人們退而求其次,決定用秒來定義米。物理學家們發現光的速度是恒定不變的,隻需要測量出光在一秒内走過了多少距離,再将其等分,就可以精确地定義出一米的長度。”
“秒作為人們日常使用的時間單位,涉及到行行業業、方方面面。如今,米也是由秒間接定義的,更加提升了秒的重要性。殿下剛才問,為何需要如此精确的定義秒。我仍舊以北鬥為例,北鬥的計時系統若誤差了千分之一秒,則北鬥的定位誤差将達到六百餘裡。”
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