日晷|从最早的日晷到原子钟，人类关于时间计时的发展史( 三 )
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这是一个很好的结论 ， 但是我们如何测试它呢？最直接的方法之一是把时钟带到飞机上 ， 让它移动 ， 改变它在地球引力场中的位置 ， 看看它的行走速度是否改变 。 这个想法很简单 ， 但并不容易做到 ， 因为对于相对论来说 ， 飞机太慢 ， 地球的引力场太弱 ， 相对论效应只有1万亿左右 。 我该怎么办？科学家们想到了原子钟 。 1971年 ， 几颗原子钟被带上飞机 ， 在世界各地旅行 。 通过实验验证了相对论的时滞效应 。 当然 ， 当时原子钟的精度没有现在高 。 如果用比每17亿年少1秒的时钟来验证同样的效果 ， 不仅可以大大提高实验的精度 ， 而且可以检测出普通住宅楼上下两层之间的时差 。 我们会发现 ， 如果其他条件相同 ， 一个人在楼下比在楼上多活一百万分之一秒 ， 在平原比在高地多活一百万分之一秒 ， 尽管这一次与一个人的生活相比是非常小的 。
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不同于一般情况下的相对论效应 ， 自然界中仍然存在一些现象 。 它们不仅不微妙 ， 而且规模惊人 。 例如 ， 一种叫做类星体的天体 ， 在20世纪50年代末被发现 ， 它所释放的能量比整个星系要多得多 。 它们离地球非常遥远 ， 通常距离地球数十亿光年 ， 因此当它到达我们这里时 ， 那里的信息变得非常微弱 。
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对于这样一个遥远的物体 ， 普通的望远镜已经无能为力 ， 于是天文学家们建造了一个巨大的射电干涉仪 ， 它包含了一个长达数百公里的巨大天线阵列 ， 正是原子钟使这些天线在时间上保持同步 。 从某种意义上说 ， 通过研究细微的物理效应或遥远的星光来探索自然奥秘的科学家就像福尔摩斯 ， 他们从留下的线索中推断出真相 。 对他们来说 ， 原子钟和放大镜一样不可或缺 。 原子钟不仅是象牙塔中的瑰宝 ， 而且渗透到我们的日常生活中 。 其中一个最好的例子是全球定位系统（GPS） ， 它为人们提供汽车、船只、飞机甚至个人（如登山者）的定位支持 。 这个系统的原理很简单 。 它是通过定位仪器与空间中的几个定位卫星之间的无线电波来确定它们之间的距离 ， 然后确定它们在地球表面的位置 。 最重要的一点是准确测量接收和发射电波的时间 ， 因为只有准确测量时间 ， 才能计算出准确的距离和位置 ， 但由于无线电波的速度高达每秒30万公里 ， 即使测量的传输时间只有百万分之一秒的误差 ， 也会导致数百米甚至更大的定位误差 。 因此 ， GPS的关键是精确定时 ， 而能够胜任这一任务的是原子钟 。 除了全球定位系统 ， 我们日常生活中使用的其他技术 ， 如全球电信网络 ， 都离不开原子钟的帮助 。 而且 ， 历史上的许多技术发展都是由科学研究成果转化而来的 ， 所以归根结底 ， 原子钟在科学研究中的应用也是一种技术潜力 ， 今天的科学可能就是明天的技术 。 正因为如此 ， 尽管原子钟已经达到了惊人的精度 ， 但科学家对此并不满意 。 他们仍在开发更精确的时钟 。 即使时钟从大爆炸开始运行 ， 今天的误差也不会超过一秒钟 。 科学家们希望精密度将有助于一系列更为复杂的科学研究 ， 例如测试自然常数是否随时间而变化 。 人们对科学技术的追求是无穷无尽的 。 它是人类社会不断发展的重要动力
。【日晷|从最早的日晷到原子钟，人类关于时间计时的发展史】
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