一秒有多长?我们怎么知道现在是几点?我们怎么能确定两个时钟以相同的速度运行呢?

时间的无形性使其难以标准化。例如，我们可以通过查阅国际千克原型来确定一千克的确切重量。这块铁的质量，很少处理，以免摩擦掉任何珍贵的原子，设定了标准。但是对于时间来说，没有对象可以参考——那么是什么决定了一秒的确切长度呢?

1967年，国际度量衡委员会定义一秒是“铯133原子基态的两个超精细能级之间对应的9,192,631,770个辐射周期的持续时间”。

在美国其他钟表中独占鳌头的铯原子喷泉原子钟NIST-F2的工作原理就是如此。NIST-F2是定义秒的时钟。不用说，它使用的过程极其复杂，但基本上，它测量了在铯原子球中产生最大荧光所需的微波频率。标题中的“喷泉”指的是铯原子球的上升和下降，这是由一组激光产生的。

NIST- f2是由美国国家标准与技术研究所(NIST)创建的。NIST的工作是测量、校准和标准化事物。除了制定投票技术标准、标准化政府身份证和核磁共振成像仪标准等简单的工作外，该组织还致力于制定纳米技术和量子计算等尖端技术的标准。

精确的时间——不是精确到秒，而是精确到90亿分之一秒——有助于电信、卫星和医疗技术的进步。在科学实验中，最微小的测量也可以产生巨大的差异，例如，确定我们认为是宇宙常数的波动的存在。

尽管具有令人印象深刻的高科技，但即使是NIST-F2也将很快被淘汰。最新的NIST时钟使用激光而不是微波来测量接近绝对零度的原子上的光频率。据说NIST-F2非常精确，两个时钟在一百万年的时间里不会漂移一秒，而最新的光学时钟非常精确，在宇宙的年龄上只会漂移不到一秒。

这个故事是Atlas Obscura时间周的一部分，这一周致力于研究历史上令人困惑的时间记录细节。查看更多时代周刊故事在这里．