《时间的计量》

目录1

第一章时间之谜1

第一节时间之谜1

一、时间的本质2

二、时间是什么3

三、时刻，时间间隔和时间同步4

四、古代的“钟表”5

五、自然界的钟5

六、跟踪太阳和月亮6

七、有关时间的大数和小数7

第二节一切都在转动或振动10

一、由频率得到时间13

二、什么是钟15

三、地球—太阳钟16

四、计量时间的标准18

五、时间如何指示我们在地球上的位置19

六、制造一台不会“晕船”的钟22

一、最古老的计时器——圭表25

第一节早期的人造钟25

第二章人造钟表25

二、日晷26

三、水钟和砂钟27

四、从水钟到机械钟28

五、机械钟32

（一）摆钟33

（二）平衡轮钟34

六、探索更好的钟35

（三）精益求精35

第二节表征质量好坏的“Q”值37

一、共振曲线39

二、能量积累和共振曲线40

三、共振曲线和“衰减”时间43

四、准确度，稳定度和Q值44

（一）高Q值和准确度45

（二）高Q值和稳定度45

（三）过一段时间后来确定时间45

五、把Q值提高到极限47

第三节制造更好的钟48

一、石英钟49

二、原子钟52

（一）态选择54

（二）原子的探测56

（三）原子钟的构成56

第四节实用的原子钟57

一、氨分子钟57

二、铯原子钟60

（二）秒的原子定义63

（一）40万年误差一秒钟63

三、铷原子钟64

四、氢原子脉泽钟65

五、我们能否不断地造出越来越好的钟呢67

第五节街上行人使用的“正确时间”68

一、最早的表69

二、现代的机械表71

三、电子表72

四、石英表73

五、时间的价格74

第三章测时和守时78

第一节时间标度78

一、日历78

（一）大阳日81

（二）恒星日82

（三）地球自转83

二、更均匀的时间——历书时86

三、一秒钟有多长87

（一）“弹性”秒87

（二）原子时和原子秒89

（三）新的UTC系统和闰秒91

四、年的长度93

五、守时机构94

（一）中国的守时机构95

（二）国际时间局（BIH）96

第二节钟后面有钟97

一、准确度99

二、覆盖面102

三、可靠性102

四、其他的一些因素103

第三节时间信号的传播104

一、无线电频段及发播特征105

（一）甚低频（VLF）——3～30 kHz105

（二）低频（LF）——30～300 kHz106

（三）中频（MF）——300 kHz～3 MHz107

（四）高频（HF）——3.0～30 MHz107

（五）甚高频（VHF）——30～300 MHz108

二、时间的传递和同步技术109

（六）300 MHz以上的频率109

（一）地面时、频传递系统110

（二）卫星定时113

（三）空间定时实验的新技术114

三、一种新的授时技术117

四、噪声119

第四章时间的应用122

第一节标准时间122

一、时区和日界线122

二、夏令时126

三、作为标准用的时间128

四、谁关心时间129

第二节时间——伟大的组织者131

一、电力131

二、现代通讯系统134

三、运输137

（一）无线电信标导航138

（二）卫星导航140

四、时间和频率技术的应用142

一、分析与综合145

第五章时间与科学技术145

第一节时间与数学145

二、把过去和将来分成若干段——微积分学146

（一）条件与定则146

（二）用微分学得到真理148

三、牛顿万有引力定律151

第二节时间和物理学153

一、时间是相对的154

二、时间有方向157

三、时间测量受到限制160

四、原子时和引力钟163

五、时间的方向和自然界的对称性166

六、维持对称性的斗争166

第三节时间和天文学170

一、测量宇宙的年龄170

二、膨胀的宇宙——时间等于距离170

三、大爆炸还是稳恒态172

四、恒星钟172

六、中子星174

五、白矮星174

七、黑洞——时间终于停止176

八、时间、距离和射电星177

第四节钟表机制与反馈系统181

一、开路系统181

二、闭路系统182

（一）响应时间183

（二）系统的放大倍数或增益183

（四）傅立叶的“结构玩具”185

（三）识别信号185

（五）发现信号188

三、选择控制系统190

第五节作为信息的时间191

一、三种时间信息192

二、时间信息的长和短194

三、地质学时间195

四、时间和位置信息相互变换197

五、时间作为储存信息197

六、频率和时间信息的质量199

第六节时间的未来201

一、利用时间增加空间202

二、时间和频率信息的批发和零售204

（一）时间的传播204

（二）未来的钟——原子的内部节拍器207

（三）比光更快的粒子210

三、未来的时间标度212

（一）标记问题212

（二）各个历史时期的时间概念212

四、时间倒底是什么213