本書(shū)是美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所詹姆斯·杰斯帕森與簡(jiǎn)·菲茨-倫道夫所創(chuàng)作的時(shí)間科普作品。本書(shū)從歷史發(fā)展的角度，深入淺出地介紹了時(shí)間的產(chǎn)生原理和保持方法。首先，從日常時(shí)間的應(yīng)用出發(fā)，描述了時(shí)間的定義、特性和計(jì)時(shí)技術(shù)的歷史。接著，逐漸展開(kāi)介紹了時(shí)間的度量原理和發(fā)展歷史，并且介紹了與鐘表相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)和現(xiàn)代守時(shí)鐘-原子鐘，包括原子鐘的種類和與其相關(guān)物理學(xué)工作原理。然后，介紹了計(jì)時(shí)的方法和時(shí)間傳輸技術(shù)。同時(shí)，從電力導(dǎo)航等行業(yè)出發(fā)，本書(shū)介紹了時(shí)間在人們生活中的應(yīng)用。作者還通過(guò)描述時(shí)間與數(shù)學(xué)、物理、天文學(xué)的關(guān)系，深入介紹了計(jì)時(shí)技術(shù)的困境，時(shí)間與其他物理量（如秒）的關(guān)系。后，展望了未來(lái)時(shí)間的相關(guān)技術(shù)。
對(duì)時(shí)間的討論和研究是永無(wú)止境的。在展望時(shí)間的未來(lái)之前，我們先從日晷了解一下時(shí)間的前世，再?gòu)脑隅妬?lái)了解一下他的今生。
距這本書(shū)版出版已有二十余年。在過(guò)去的這些年中，人造衛(wèi)星已經(jīng)司空見(jiàn)慣；電腦進(jìn)入了尋常百姓家；每天有千萬(wàn)條數(shù)字信息在城市與國(guó)家之間通過(guò)通信衛(wèi)星和光纖傳輸；天文學(xué)家們已經(jīng)確定了黑洞的存在；研究人員可以控制單個(gè)或者一小組原子。這些變化深刻地影響著計(jì)時(shí)和時(shí)間傳遞技術(shù)，以及人類對(duì)時(shí)間和空間本質(zhì)的理解。
新的一版中，我增加了六章新內(nèi)容，同時(shí)還對(duì)版的一些章節(jié)做了修訂。我會(huì)介紹以上出現(xiàn)的這些事情，當(dāng)然，還有更多。
初，我希望本書(shū)適用于普通讀者。因此，本書(shū)選取了折中的方式，介紹了在科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域的時(shí)間概念、計(jì)時(shí)和時(shí)間的應(yīng)用技術(shù)。但隨后我發(fā)現(xiàn)，我的很多同事也會(huì)通過(guò)閱讀本書(shū)的某些章節(jié)來(lái)溫習(xí)相關(guān)的知識(shí)。當(dāng)然，這也不奇怪。時(shí)間和頻率技術(shù)的產(chǎn)生、存在和應(yīng)用其實(shí)已經(jīng)成為一門很大的學(xué)科，具有一定的獨(dú)立性。雖然第二版沒(méi)有試圖給出深度的、教科書(shū)式的呈現(xiàn)，但我希望在便于讀者理解的基礎(chǔ)上，仍舊保持科學(xué)的整體性。
在1988 年，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局（NBS）改名為美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）。雖然我仍對(duì)NBS 這個(gè)名字保有感情，但終還是在本書(shū)中使用了NIST 這個(gè)新稱呼。
詹姆斯杰斯帕森（James Jespersen）
詹姆斯·杰斯帕森，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所研究員，多年從事時(shí)間科學(xué)、授時(shí)測(cè)量等工作，發(fā)表眾多權(quán)威學(xué)術(shù)論文。簡(jiǎn)·菲茨-倫道夫，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所研究員，從事授時(shí)測(cè)量等前沿研究，在時(shí)間科普領(lǐng)域頗有建樹(shù)。任燁，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心（西安天文臺(tái)）研究員，博士，主要從事時(shí)間科學(xué)、授時(shí)測(cè)量等研究，在國(guó)內(nèi)外權(quán)威期刊發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文。
Ⅰ 時(shí)間難題 / 001
1 神秘的時(shí)間 / 003
2 物體的振動(dòng) / 012
Ⅱ 手工時(shí)鐘和手表 / 027
3 早期的鐘表 / 029
4 鐘表的品質(zhì)因子 / 035
5 制造更好的鐘表 / 043
6 原子簡(jiǎn)史 / 055
7 冷卻原子鐘 / 063
8 每個(gè)人的時(shí)間 / 073
Ⅲ 尋找并保存時(shí)間 / 081
9 時(shí)間尺度 / 083
10 鐘表背后的鐘表 / 097
11 時(shí)間的傳遞 / 108
Ⅳ 時(shí)間的應(yīng)用 / 117
12 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間 / 119
13 偉大的組織者 / 126
14 嘀嗒聲和比特?cái)?shù) / 138
Ⅴ 時(shí)間、科學(xué)和技術(shù) / 149
15 時(shí)間和數(shù)學(xué) / 151
16 時(shí)間和物理 / 162
17 時(shí)間和天文 / 176
18 時(shí)間的終結(jié) / 187
19 時(shí)間的方向，自由到哪種程度 / 196
20 時(shí)間和伺服系統(tǒng) / 210
21 時(shí)間信息 / 219
22 米和秒的關(guān)系 / 227
23 未來(lái)的時(shí)間 / 238
譯后記 / 251
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