Page 58 - 標檢局雙月刊199期

國際單位制的時間單位－秒 陳兩興／工業技術研究院量測技術發展中心工程師 一、秒定義的演變 時間的單位－秒(second)，最初定義是基於地球自轉週期，即「一日之長」 (length of day；LOD)，將LOD分割24等分成「時」，又將「時」分割60等分成為 「分」，再將「分」劃分60等分成為「秒」，也就是LOD的1/86 400。此種60秒×60 分×24小時= 86 400秒= 1日的計算方式，很可能源自古代埃及和巴比倫的12進位 法和60進位法。因巴比倫人以60作為計算數量的單位，但是當時並沒有將「時」 分割為60分。而古埃及人將一日分為12時的白天和12時的夜晚。之後，古希臘天 文學家希巴谷和托勒密則定義一太陽日的1/24為「時」，再以60進位細分時， 「秒」便成為一太陽日的1/86 400。 人類開始以秒作為時間的量測單位，大概可追溯至較正確的計時器研發初 期，即1656年荷蘭物理學及天文學家惠更斯(Christiaan Huygens)所發展的鐘擺計 時器(pendulum clock)開始，使「秒」成為可量測的時間單位。1660年倫敦皇家學 會進而提出，地球表面擺長約1米的單擺，一次擺動(即沒有反覆的一次擺動或半 週期)的時間約是1秒之概念。 1760年英國鐘表匠約翰哈里森(John Harrison)於其發明的經線儀(chronometer) 加上秒針，使得156天的航海期，僅誤差54秒，解決人們長期尋求可於海上精確 的定位船舶經度問題。而後，由於各種原理和技術的發明，大幅提升了計時器的 準確度。 1924後，科學家們曾以特定曆元下的地球自轉週期作為時間的基準，即通過 英 國 格林威 治 (Greenwich)經度 0度 (又稱子 午線 )算起 的平太 陽 時 (mean solar time)，或稱格林威治平均時間(Greenwich Mean Time, GMT）。但是天文學家們從 天文的觀測發現地球在自轉軸上的自轉不夠穩定，不足以作為時間的標準。透過 精密的量測得知，地球自轉速度基於以下三種因素，而有些變化：(1)潮汐摩擦力 的存在使地球自轉逐漸變慢，而平均太陽日則每百年約增加0.0016秒。(2)地球北 52 Bureau of Standards, Metrology and Inspection