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在铁路路基上有两个点A和B，它们之间的距离比较远，在同一个时刻，雷电击中了这两个点，也就是说，这两个地方的雷电闪光是同时出现的。如果我问你这一句话是不是有意义，你的答案肯定是“有意义”。但是，如果我希望你能够解释一下这句话的含义，那么，你将会发现这个问题比想象的要困难得多。
经过一段时间的思考之后，你也许会这样说：“这句话的意思已经很明确了，没有必要再去解释。当然，如果用观测的方法去判断在实际生活中这两件事情是不是同时发生的，我需要好好地考虑一下。”这样的回答无法令我满意。如果一位气象专家经过仔细思考之后，发现闪电总是可以在同一时间击中A点和B点，那么，我们的任务就是去验证理论和实际情况是否相符。另外，只要物理陈述中出现“同时发生”这个概念，我们将会面临相同的困难。对于物理学家来说，一个概念能不能成立的关键是，实际情况是否可以满足它。因此，我们要确定一个同时性定义，这个定义能够为物理学家提供一种方法，他们通过这种方法可以去判断那两处雷击是不是同时发生的。在没有满足这个要求之前，如果一个物理学家 （当然，无论我是不是物理学家都一样） 认为可以给同时性下定义，这种做法无疑是自欺欺人 （请读者们一定要明确这一点） 。
在认真思考之后，你认为可以这样去验证两处的雷击是否具有同时性，首先测量出A点和B点之间的长度，然后让观察者待在线路AB的中点M处，观察者的身边应该有一组装置 （例如，两面成90°夹角的镜子） ，使他的视线可以同时观察到A处和B处。如果这位观察者在同一时刻能够观察到两道闪光，那么，这两道闪光一定是同时出现的。
虽然你提出的这个建议不错，但我认为还是没有完全解决问题，因为我还有一些疑问。如果可以确定，观察者在M处看见的两道闪电光来自于A、B两处，并且闪电光从A处传播到M处的速度等于从B处传播到M处的速度，那么，上面的定义就是正确的。不过，这个假设需要进行验证，而对这个定义进行验证的关键是找到测量时间的方法。因此，我们好像一直在围绕着这个逻辑转圈。
经过更加深入的考虑之后，你用坚定的眼神看了我一眼，说道：“我依然坚持先前提出的定义是正确的，这个定义没有对光进行任何假设。同时性只有一个要求，那就是在任何一种实际情况中，它提供的方法都可以满足我们的实验，这个方法能够确定是否满足给出的定义概念。显然，我的定义可以满足这个要求，这是显而易见的事实。光从A、B两处传播到M处所需要的时间是一样的，这和光的物理性质的假定没有直接的联系，只是为了推理出同时性的定义，是我根据自己的自由意志得出的解说。”
这个定义非常明确，它可以清楚地表明我们所选择的两个或者多个任意事件的同时性，而且和事件相对于参考物体 （在这里指的是铁路路基） 的位置没有任何关系，我们还可以从中得到物理学中的“时间”的定义。因此，我们把结构相同的时钟放在铁路路基 （坐标系） 上的A、B、M三点处，并让它们的指针同时 （按照上面的意义而言） 指在相同的位置上。在这种情况下，我们用时钟的读数 （指针指示的位置） 去表示一个事件的“时间”。这样一来，本质上的时间值和可以观测到的事件之间有着紧密的联系。
如果脱离了相反的实验提供的证据，很少有人会想到这个定义中所包含的另外一个物理假说。我们在前面已经假定，所选用的时钟的构造完全相同，它们走动的频率也相同。如果我们把两个时钟放在同一个参考物体的两个位置上，并且对两个时钟进行校准，让它们的指针指向相同的位置，那么，两个时钟的指针总是同时 （按照上面的定义去理解同时的含义） 指向相同的位置。
时间是用来测量两个时刻之间的间隔长短的物理量，它表示的是物质运动过程的持续性和顺序性。任何一种周期运动的周期都可以用来计时，例如中国古代的水漏和十二地支（子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥）都是具有周期性的计时的例子。
在物理学中，时间是一个基本的物理量。时间坐标轴用一线段表示一段时间。为了使用具体的数字表示时间，必须人为地选择某一个时刻当作计时起点。需要注意的是，计时起点不一定要用开始运动的时刻来表示。在物理学中，太阳两次经过子午线的时间间隔叫做一个太阳日，也就是一个昼夜。由于太阳日有着微小的差异，所以用一年中所有太阳日的平均值作为时间标准，叫做一个平均太阳日，简称1日。1日由24个小时组成，1小时包含60分，1分包含60秒，于是，把1日的1/86 400（也就是1秒）规定为时间标准。不过，这样规定的秒不是非常精确。1967年，在第13届国际计量大会上有了新的规定，用基态铯—133原子的两超精细结构能级之间的辐射周期的91 926 317 700倍作为1标准秒。时间常常对应着位移或者平均速度，例如，五秒钟内的位移，或者两秒钟内的平均速度等。
时刻 把接近于零的时间叫做即时，也就是时刻。时刻和时间不同，它们有着本质的区别。例如，这件事情发生在什么时刻？它持续了多长时间呢？时刻和时间是两个不同的概念，我们要弄清楚前几秒末、后几秒初、第几秒末、第几秒初等时刻概念，还有前几秒、后几秒、几秒内、第几秒等时间概念。用一根无限长的带有箭头的线来描述时间和时刻，这个带有箭头的线只有先后次序不用来表示方向，它的名字叫做时间轴。时间轴上的点用来表示时刻，时刻是用来表示物质运动的先后顺序的物理量，它没有长短，只有先后，是一个序数。时间轴上两个时刻之间的长度用来表示一段时间，时间这个物理量只有长度，而没有方向。时间的特点是连续性、单向性、序列性，总是不停地流逝着。
世界时 地球的自转运动是一个很好的天然时钟，以此为基础可以建立一个相当完善的时间计量系统。可以用地方子午线相对于天球上的基本参考点的运动测量地球自转的角度。人们在天球上选择了两个基本参考点测定地球的自转，一个是春分点，另一个是平太阳点，以此得到的时间分别叫做“恒星时”和“平太阳时”。虽然恒星时对应着地球自转的角度，能够满足以地球自转运动为基础的时间计量标准的要求，但无法满足人们在日常生活中的需要。因此，人们习惯用太阳在天球上的位置表示时间，但由于地球绕着太阳公转的轨道是椭圆，而不是正圆，所以真太阳周日视运动的速度不是均匀的，即真太阳时是不均匀的。在真太阳周日视运动的基础上，为了克服它的不均匀性，得到准确的时间计量系统，人们引入了一个假定的参考点：平太阳。它在天球赤道上进行着匀速运动，它的速度等于真太阳的平均速度。
平太阳日是平太阳时的基本单位，1平太阳日是24平太阳时，也是86 400平太阳秒。把平子夜当作0时的格林威治平太阳时叫做“世界时”，简称“UT”。世界时和恒星时可以进行转换，人们在对恒星进行观测之后得到了世界时。后来，人们才发现，由于受到地极移动和地球自转的不均匀性的影响，最初得到的世界时也是不均匀的，改为UT 0 。对UT 0 进行修正之后，人们得到了UT 1 ，考虑到地球自转速率季节性变化的影响，再次修正得到了UT 2 。
在20世纪60年代之前，世界时是一个基本时间计量系统，有着广泛的应用。由于它和地球自转的角度有着密切的联系，即使出现了更加均匀的原子时系统，世界时依然有着自己的用途，在日常生活、大地测量、天文导航等方面是不可或缺的。
时间是用来描述事件发生的先后次序的物理量。可以选择一个具有周期性的运动过程当作参考物，把其他的运动过程和这个运动过程进行比较，从而得出各个事件的先后顺序和运动的快慢程度。
通常所说的时间测量是由时间间隔的测量和时刻的测量两个部分组成的，它们之间既有差别又有联系。物理学针对的主要是时间间隔的测量，及其在数学上用倒数表示的频率测量，也就是时间频率计量。
时间的基本单位是秒。随着科学技术的不断进步，曾经两次对秒的定义进行修改。
早期，人们用地球自转运动来计量时间，平太阳日是基本单位。19世纪末期，把一个平太阳日的1/86 400定义为1秒，叫做世界时秒。
由于地球自转运动不是一成不变的，而是存在着不规律变化，并且有逐渐减缓的趋势，从而导致世界时秒也在发生变化，不能保持恒定。按照这种情况进行推测，秒的准确度只有亿分之一秒。
1960年，国际计量大会决定用以地球公转运动为基础制定的历书时秒作为时间单位，也就是把1900年初，太阳的几何平黄经为279°41′8″.04的这个瞬间当作1900年1月1日12时整，从这个时刻开始算起的回归年的1/31556925.9747定义为1秒。按照这个定义，秒的准确度达到了十亿分之一秒。
1967年，国际计量大会决定抛弃历书时秒定义，采用原子秒定义。也就是把基态铯—133原子的两个超精细能级之间跃迁相对于辐射的91 926 317 700个周期所使用的时间定义为1秒。根据这个定义得知，秒的准确度已经超过了十万亿分之一秒。
当原子在发生能量跃迁的时候，常常用电磁波的形式辐射能量或者吸收能量，该电磁波的频率和周期与原子的微观结构精确地相互对应，所以非常稳定。根据这个特性，人们制成了许多性能优越的原子钟。
实验室型的铯束原子钟有着极高的准确度和长期的稳定性，是用来表现原子秒定义的时间频率基准器。氢原子钟属于激射器型，它的短期稳定性要比铯原子钟好一些，但由于受到存储泡“壁移效应”的影响，准确度远远不如铯原子钟。铷原子钟属于气泡型的，结构简单，价格低廉，便于携带，尽管准确度不够高，但短期稳定性比较好，很适合用来作为工作标准。此外，人们正在研究如何使用离子储存技术和激光稳频技术制造性能更加优越的原子钟。
用选择的某一个瞬间当作原点，把时间的基本单位“秒”不断地进行积累，这样就形成了一个时间参照坐标系，叫做时标或者时间尺度。时标的原点叫做时刻起点或者起始历元；某件事情发生的瞬间对应着时标上的某个点，这个瞬间叫做“时刻”；两个时刻之间的持续时间叫做“时间间隔”。截至目前为止，时标是通过进行天文观测或者测量某些周期性运动得到的。
仔细观察不停工作的原子钟，得出了原子时标。为了提高原子时标的均匀性，可以对独立的原子时标进行平均。国际时间局参考国际单位秒的定义后，根据各国研究所得的原子钟的读数，进行加权平均得到了时间参考坐标，命名为“国际原子时”（TA 1 ），它的起始点是1958年1月1日0时0分0秒（UT 2 ）。
无线电波的发射和传播可以为相关部门提供高度准确的标准频率和时间信号。按照载波频率可以分为超高频、高频、低频、甚低频四种，分别由专用授时台、导航台、电视台、通信卫星进行传播。
传输性质的不同导致接收精度、接收范围、接收时间、校准设备操作的难易度、经济性有所不同，所以不同的用户要根据自己的需要选择不同的设备。
精密时间是一个基本物理参量，主要用在科学研究、科学实验、工程技术等方面。它为所有的动力学系统和时序过程的定量、测量研究提供了必备的时基坐标。精密时间通过自己的完美线性和连续性把客观世界的理性充分展现出来，成为人们了解世界、改造世界的一把利剑。
精密时间除了在基础研究领域有着重要作用之外，如地球自转变化等地球动力学研究、相对论研究、脉冲星周期研究、人造卫星动力学测试等，在应用研究、国防和国民经济建设中也有普遍用途，如航空航天、深空通讯、卫星发射和监控、信息高速公路、地质测绘、导航通信、电力传输、科学计量等，甚至遍及人们生活的各个方面，无所不在。
随着科技的不断发展，对精度时间频率有着更高的要求，尤其是现代数字通信网和信息高速公路的发展，各种政治、文化、科技、社会信息进行协调的基础就是时间的同步，下表的数字明确地告诉了我们这一点：
