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古代的计时方法
在人类刚脱离动物界的时候，大约还很难有什么时间意识。他们只能遵从太阳的安排，在白天进行采集和狩猎。“日出而作，日没而息”，使他们开始就有了朦胧的“日”的概念。人类共同的活动，需要有更长的时间单位。要造一把石斧，一枚骨针，原始人常常要相当时日。那么，他们是如何计算日子的呢？
我们古代有一种“刻木记日”方法，即在竹片或木板上刻痕来计算日子。例如，甲乙两人约好10天后在某地相聚，如何才能不致搞错呢？他们在约定时就找一小块木板，用力在上面刻上10条口子，然后从中间竖直剖为两片，就像“介绍信”与“存根”一样，甲乙各执一半。每过一天，他们都削去一格，当10格削完之日，就是他们相见之时。这种原始的记日方法后来也为监狱中犯人所采用，他们往往过一天就在墙上或地上划上一划，以此来计算度过的光阴。
古人刻木相会还有一种“结绳记日”的原始方法：人们在一根长绳上以打结来计算日子。例如某人要到远处什么地方去，他就在腰间围上一根绳子，出发后，即在夜晚投宿前打个结。每走一天打一个结，当到达目的地后，他就可以从绳上有多少结知道他这一次走了多少日子，并从中可以估计这地方的远近。当他准备回家时，则在返回路上走一天解开一个结，等到绳上的结全部解开，他也就应该回到家了。
“结绳记日”的方法后来演变成一句俗语：“裤子带上打个结——要记记牢。”
对于更长的时间，古人们就用向瓦盆内投石子的方法来计数日子。例如，每当绳上有10个结时，他们就扔一颗小石子（同时把结解开），这样最后从石子和绳结数就可算出到底过了几十几天。这种扔石记日的方法，在我国有些地方甚至一直沿用到新中国成立，例如，我国西南边境的苗族地方，他们在解放前就是这样来计算岁月的。每当月圆时，就在一个竹筒内扔一颗小石子，待里面的小石子已达12颗时，就把它们倒掉，并换上一颗大石子——表示已到了一年。
后来人们不仅注意到太阳的东升西落，而且慢慢发现了寒来暑往的规律。冬天的风雪，夏日的骄阳，不仅使他们感受到环境的变化，而且对他们的采集和狩猎活动有着重大的影响。当进入农业社会后，人们终于慢慢认识到了“年”的概念。我国很早就对物候有了仔细的观察，如杨柳何时吐绿，田鼠何时出洞……我们北方的乌苏里江流域，古人弄不清自己的年龄，而是以吃过几次大麻哈鱼来“论资排辈”的。因为这种可口的海鱼，只有每年九、十月间回到乌苏里江中去产卵，所以吃过40次鱼的人一定比吃过20次的人年长，理应受到更多的尊重。
我国北方古人分吃鱼次数来计算年龄我国蒙古族的祖先，由于生活在大草原上以畜牧为生，所以常以大草原的枯荣为年。他们把几岁叫作“几青”或“青草几度”。我国古籍（魏书）中描述岩昌羌族的习俗说：“俗无文字，但候草木荣枯以记岁时。”
尼罗河定期的来势汹汹的泛滥，帮助古埃及人最早确定了年的长度。大约在公元前20世纪时，他们便发现河水两次上涨之间，太阳平均升降了365次。因而古埃及很早把一年定为365日。但有趣的是，埃及人当时使用的却是每年12个月、每月30天的固定的“历”。这种历法一年只有360天。所以在那个时候，最后的五天在历本上是没有“地位”的。在那五天中，埃及人都关起门来，不与他人接触，糊里糊涂或者呼呼大睡地把它打发过去……
一天的时间是较长的，而一个时辰的时间是怎样确定的呢？人们发现，根据太阳投在地面物体上的影子长短来判定时间更加准确。如树木、房屋和物体等的影子。早晨，影子比较长。中午，影子最短。到傍晚，影子又长了起来。
有一封古埃及人写给伯勒尼公主的信中说：“当你的影子长16步的当儿，阿玛西斯就在橄榄林中等待你……”古希腊的一个喜剧里，有个雅典妇女对她的丈夫说：“等到影子10步长的时候，你涂了香油来吃饭吧！”
影子16步和10步长是什么意思呢？原来，古代的埃及和希腊，许多地方建有一座石碑或纪念碑。白天，太阳东升西落，纪念碑就投下一个个影子。人们只要用脚去量一下影子，就可以知道是什么时辰了。
古老的太阳钟
公元前7世纪，我们的祖先发明了圭表，这是一种用日影来测时的仪器。江苏仪征出土的一件汉代圭表，是由长19.2厘米的竖“表”和一根长34.39厘米的“圭”组成的。
圭上有刻度，标志尺寸。表和圭合在一起时，好像一把尺子。使用的时候，把表竖立起来，放在阳光下，让表的影子投到平放着的圭上，就可以知道影子的长短了。圭表不仅能测定时间，还能推算出当时是哪个季节。
北京故宫太和殿有座古代的太阳钟。叫日晷（gui），是利用日影测定时间的另一种仪器。这一种仪器是在一个圆形的石板中间竖立一根铁针，四周刻着12个时辰的标记，随着太阳东升西落，根据针影的方位就知道时间了。
太阳发出光热，万物生长，使地球充满了活力。人们崇敬太阳，把它奉为神。皇帝的祭祀，人类的生活，无不以太阳的位置为准。太阳很自然地成为古代的时钟了。
难怪各国不约而同地都发明了“太阳钟”。希腊人制造了许多不同的日晷，有的是杆影落在垂直的壁上，有的落在球面、圆锥面或圆柱面上。随着太阳在天空中运行，杆影也相应地在移动，影的末端指出字盘上的刻度，就知道是什么时候了。俄罗斯有一些古代的里程碑，在一面石板中央，放着一枚三角形铁片，四周刻着罗马字，标明时刻。随着太阳在天空运行，铁片的影子像钟表指针一样移动着，就可指出是什么时候。
日晷大多是固定的，使用不很方便，没法带着它去旅行。印度的化斋和尚制造了一种多棱的手杖，解决了这个难题。它是八角形的，每一面表示一个节令。顶上的每一边都穿了一个孔眼，孔里可以插进一根小木钉，平面上事先根据木钉的影子的长度刻有记号——时间。它既是手杖，又是时钟。白天，要知道当时是几点钟，只要拎起顶上的绳子，把小木钉插进小孔（孔面要同当时的季节相适应），看看木钉的投影，就知道是几点钟了。
不仅有“太阳钟”，还有奇妙的“太阳闹钟”呢！一架用火药线引燃的土炮，在引火线上放置一个凸透镜，当太阳光线正好经过透镜聚焦到引火线上时，火药线被点燃，引起大炮轰鸣，它向人们报告了时间。“太阳闹钟”比“太阳钟”又进了一步，除了测时以外，还是一种古老的报时方法。
漏壶
春秋以前，我国发明了漏壶（又叫壶漏，刻漏和铜壶滴漏）。漏壶是一种水时计仪器。它的构造各个朝代不同，基本原理却是一样的。如清代的一种漏壶：上面三个壶底都有漏水孔，白天壶里装满了水，依次漏到水壶中。上面二个壶的深度依次减少一寸，使平水壶的水量可以常满。平水壶的后壁上方有一个孔，如果水多了，就可以从这里漏到下面的受水壶中，这样可使平水壶在一定时间内保持一定的水量漏进水壶去。受水壶中有一个铜人，抱着一根可以上下活动的漏箭，上面刻有用标尺去量度的时刻。漏箭下端装一个浮舟浮在水面。受水壶的水逐渐满起来，从漏箭上升的位置就可以知道时间。
汉朝以后，我国唐代的梁令瓒和一行僧等利用水力和齿轮，创造出了巧妙的计时工具：水运浑天仪和计时器。另一种水仪象台是宋代天文学家苏颂制造的，它高约3丈，有上上下下7层，台的最上层是龙柱支撑着的浑天仪，用来观星。第二层装着一种天球仪，露出半球，表示一半在地面上。另一半球隐没在地平线下，昼夜自动运转。下面五层木楼中，第一层有3个门，到了每个时辰的时初，就有穿红衣的木人在左门内摇铃。每逢时整，紫衣木人在右门敲钟。逢刻，绿衣木人在中间击鼓。第二层，每逢时初时整，拿着报时牌的木人就在中门出现。第三层专报刻的时间，到时候也有拿着牌子的木人出现。第四层的木人敲着铃报告晚上的时刻，打着更。第五层的木人报告日出日没。
元代的郭守敬专门制造了一种报时的仪器，同宋代的报时器装置相似，不同的是，另外装有龙、虎、朱鸟、龟等四灵动物模型，逢到时刻会跳跃起来。
由此可见，古代人已经懂得用标尺去量度延续不断的时间，难怪民间流传着：“一寸光阴一寸金。”就是说光阴可以用“寸”来量度。
漏壶有个缺点，每当天寒地冻时，会因水结冰而不能运转，人们便改用沙代替水，成了“沙钟”。它是用3根柱子构成的圆柱形木器，中间放置着两个烧瓶似的玻璃瓶子。底大口细，两个瓶子口相对，有固着物相连，一只瓶子里装有洁净的沙粒。要开“钟”，只要把它倒转过来就行了。上面瓶子里的沙往下漏，当沙粒全部漏进下面的瓶子后，可以测量一个较短的时间：10分钟或30分钟，每隔30分钟，人们只要把“沙钟”的瓶子倒转过来，钟又“走”啦！
元代铜壶滴漏示意图明代，詹希元创造了一种“五轮沙漏”，这是一种专门报时的机械钟。初轮上装有16个沙斗，当沙池里的沙不断地漏进斗中，压动初轮转动，通过小齿轮分别带动二轮、三轮、四轮，最后传动到水平旋转的中轮。中轮的长轴穿过一个测景盘，长轴顶端装一根指针，随长轴转动，测景盘上刻有时刻，指针转到的地方，就是当时的时刻。中轮上的特别装置，带动测景盘两旁的两个木人，按时敲铃报告时间。
奇妙的书钟和火钟
中世纪时，教堂里每天要定时地敲钟，召集教士们做祈祷。有个黑衣教士叫奥古斯丁的，在教堂专管敲钟。因为没有时钟，日子特别难过。每天晚上，在半夜后3点钟，他就要去敲钟，唤醒教士们起来晨祷。他想出了一个简单办法：从傍晚起就开始读《圣经·旧约全书》，当他一读到“亚萨的结交与伶长伊吉井摩夫”这一句的时候，他就跑到钟楼上去撞钟啦。
有一次，奥古斯丁在读书时，由于白天很劳累，一会儿就昏昏地睡着了。等他一觉醒来，太阳已经升到了高空。当然，他只能是受到教堂主持德齐德里给他的一顿训责！
“书钟”不是一种准确的时间，因为，读书，有人读得快些，有人却读得很慢。这样就会产生不等长的时间，你有你的时间，他有他的时间。可是，人们要求任何时间单位，都应该是一样的啊！
“书钟”却误事了。因为教堂附近市镇上居民没有听到钟声，一觉醒来时，已经日上三竿了。因此，“书钟”也不可靠。
人们又想到了另一种“火钟”。蜡烛上标有尺寸标记，也就是用烧掉蜡烛的分量来测定时刻。“火钟”很方便，使用也普通。人们问：“现在什么时候了？”回答是：“一支烛”，或“两支烛”。一夜分为3支烛，如果说现在是“两支烛”，那意思是黑夜已过了2/3了。在蜡烛上标尺，就可将时间测得更精细一点。另一种油盏灯，也可以按照灯里耗去的油的分量来测定时间。
这类火钟，由于蜡烛的粗细、燃烧点高低、火焰大小等的不同，测量时间也不很精确。
我国古代有一种“火闹钟”。有一种龙舟形的小船，用长木块镂空船身，雕有龙头龙尾图案，中间悬空放置一支细细的长香。船的中段横挂着一根线，线的两头各栓着一个小钢球，人们把长香的一头点燃着。当长香烧到线的时候，线被火烧断，而两个小钢球便落到船旁下面的金属盆里，发出一声叮当响。
欧洲人向来是按照教堂的钟声来安排他们一天的工作。一天敲钟8次，每隔3小时一次。晨祷以后，就是教堂第1时（相当于上午7~9时），以后第2时、第3时……每隔3小时敲一次钟。
可以想象得到，水钟、火钟、书钟等等，测定时间都有困难和误差，而如果有一环出了差错，许多事儿都要乱套了。有些教堂干脆规定，根据半夜鸡叫来敲响第一次晨祷的钟声。
机械钟的出现
钟表，可以把测时的结果保持下去，这叫“守时”。守时的工具通常是时钟。
在水钟、沙钟以后，人们发明了机械钟。从古老的挂钟到细巧的快摆手表，都有一个摆。只有不停地走动的摆才能指示时间，才能使钟表走得准确。
摆是谁发明的？世界上第一个用摆的振动来计时的钟是怎样制造出来的？
1583年，在意大利比萨城里，有个叫伽利略的青年到教堂中去礼拜。他看到一盏绳索吊在屋顶下的铜灯被风吹动，灯就慢慢地前后摆动着。这种摆动是一种普通存在的自然现象。长期都未引起人们的注意，而伽利略却抓住了这个现象：摆动既平稳又均匀，每次摆动的时间是否是一样呢？当时还没有钟表，没法比较。
后来，在课堂上，老师说：“一般来说，人脉搏的次数是稳定的。”这给了伽利略以启示：能不能用脉搏来测定那盏吊灯的摆动周期呢？他再次做礼拜时，用手指按着自己的脉搏默数次数，同时仔细观察吊灯往返的摆动。他发现灯的摆动，每次经历的时间总是一样。虽然，摆动的幅度会越来越小，直到完全静止为止，但摆动一次所用的时间却不见变小。实验还发现，绳子越短，每一次摆动经历的时间也越短。他终于发现，摆的摆动周期和幅度无关这个单摆摆动的等时性规律。
伽利略很想用摆来指示时间，由于当年宗教的盛行，科学真理的传播被禁锢了。伽利略没有能如愿。
1656年，荷兰科学家惠更斯对伽利略发现的单摆等时性规律又作了进一步研究，制造出世界上第一个用摆的振动来计时的时钟。这种摆钟大致分为摆动部分和计数部分两大结构。计数部分通常采用指针和度盘式数字显示。而利用这种原理制造出来的机械钟在世界上应用了300多年。
为什么摆会摆动呢？这同地球的吸引有关系。当摆在位置上失去平衡的时候，重力和线的拉力不在一条直线上，产生了一种使摆返回平衡位置的力，引起摆动。单摆运动的周期和地球的吸引力有关系，因此，必须在同一地方，地心吸引力相同，摆才能具有等时性。
早期的机械钟都是造得较大的。英国伦敦议会大厦有座巨大的钟——大本。大本有四个钟面，在四角形的塔上，每边有一个，每个钟面的直径8米。它的分针有3.5米长，钟面上的数字高75厘米，钟摆有200千克重。
人们为了改进钟表，使它造得更细巧，于是想到了一种弹性物体，因为单摆的摆动是一种振动，而弹簧也能自由振动。人们发现，构造一定的弹簧，它的频率总是不变的，根据这个原理，制造出了摆轮游丝。游丝是一根螺旋形的弹簧，一头安在摆轴上，另一头安在一个固定的金属片上。摆轮向左或向右推动，游丝时而卷紧，时而松开。有了摆轮游丝，人们造出了怀表和手表。
为了使手表走得准，人们不断加以改进。手表转轴上安上钻石，减少磨损，使寿命长，手表制造注意到了防震、防水、防磁性能，发明了自动表、日历表、快摆表等。手表走得准确与否，同摆轮游丝的周期有关，摆轮周期越短，摆得越快，走得越准。人们制造出快摆手表，摆轮每秒钟来回摆6次，比普通表快上一倍，它走上一天，误差只有6秒钟左右。
电钟和电子表
机械钟的走时往往因温度等的变化而有快慢。一般来说，温度偏高走时偏慢，温度偏低，走时就偏快。现在，在机关、工厂和学校，机械钟已经被电钟所代替，因为用电流推动的电钟，结构更加简单，走时更加准确。
用电做动力的钟叫电钟。最简单的用交流电驱动电钟是一部结构简单的电动机。它带动一系列的齿轮变速装置，驱动表针指示时间。
北京火车站有只钟叫“子母钟”，有一只母钟，还有一只子钟。母钟的摆不停地来回摆动，每隔一分钟就向外转送电流。当子钟接受到一次脉冲电流，机械装置就驱使分针跳上一格。它不用安装巨大的摆和发条，它的动力换成了电。
1952年，美国发明了电动表，用化学电池作动力，代替机械手表中的发条。化学电池提供的能量比较稳定，所以走时精度有了提高。但是，由于电池的电能是经由机械接点传给摆轮的，而机械接点开关次数多了，很容易损坏。这种表没能推广。可是，它为手表指出了方向，手表以电池作动力，不久电子手表应时而生，得到飞速发展。
半导体发明后，电子手表已经历了4代的演变。
1963年，瑞士研制成了“摆轮游丝式电子手表”，这是第一代。这同电动手表不同的地方，是用晶体管、电阻等元件构成无接点开关电路，来代替易损坏的机械接点。它不需用发条，齿轮系统受力小，磨损较少，因此使用寿命长，走时精度比电动手表略高，它在60年代，曾风行了世界市场。
另一种音叉式电子手表，也是用电池作动力的。它用一个小音叉和晶体三级管无接点开关电路构成的音叉振荡系统来代替摆轮游丝振动系统。原来，只要把音叉轻轻一敲，音叉就会发出振动而发出一定频率的声音。这种会唱歌的“摆”，在能干的电子线路的伴奏下，唱出了优美的时间之歌。音叉的振动频率为每秒300赫兹，它走动时发出轻微的嗡嗡声。它产生的时间信号，推动了秒针、分针、时针转动，指示出时间来。这种表误差小，每天在2秒钟以内。这是第二代。
这两种电子手表比起机械表来，最大的差异是动力的不同，而主要影响走时精度的振动系统，依然是机械振动。而第三、第四代电子手表，都是对振荡系统进行改革后的产物。
60年代，出现了半导体集成电路，使电子元件微型化，人们才制成了石英电子手表。这是第三代，比机械手表走时精度高几十倍，每年误差60~180秒钟。
70年代，出现了液晶显示式石英电子手表，这是第四代，它每年误差不到30秒钟，走时精度就更高了。
石英钟
石英钟是一种用电流推动的钟，但不同于一般的电钟。它里面有一片石英晶体，当电流通过时，石英晶体由于电压而发生振荡。它的振荡频率十分稳定，控制的电子振荡器使走时很精确。最好的石英钟，每1000年才差1秒钟，天文台不但用它来守时，也用它来测定地球自转速度的变化。
天然石英的单晶是水晶，化学家叫它硅石，是一种二氧化硅的化合物。水晶不仅可以作观赏用的工艺美术品，更重要的它是电子工业的“要角”。
1880年，法国科学家皮埃尔·居里和日阿克·居里兄弟俩发现了水晶在物理学上的重要现象。他们把水晶晶体切成平行的薄片，放在两块金属板之间，在外来重力作用下压紧或者拉长这种薄片，出现了一种奇怪的现象：在晶片的两端就聚积了相反符号的电荷。
水晶的这种特性，可以使水晶薄片在交流电作用下以高频率振动而产生超声波振荡。
第一次世界大战期间，德国利用潜水艇突然袭击英法联军，舰船沉没，使英国海军顿失优势。后来，法国物理学家朗之利用居里兄弟发现的水晶薄片能产生超声波的原理，制造出了世界上第一架超声波探测仪，军舰上放置了这种仪器，发出声波，遇到障碍物反射回来，仪器接收到了回声波后，就可探测到敌潜艇的位置，于是有效地防止了敌潜艇的突然袭击，掌握了战争主动权。
把水晶切成单晶片后制成的水晶谐振器，是制造石英静电计、石英电子手表不可缺少的。人造卫星、导弹、飞机、舰艇、电子显微镜、电视、电报、电传、广播等等都要用上它。
石英晶体的振动频率是非常稳定的。石英电子表里一般的频率为32768赫兹，而高频率石英手表里的振荡频率达4194304赫兹，因此走时非常准确。
石英电子手表是由石英晶体振荡器、振荡电路、分频电路、整形放大电路、微型电机组成，依靠集成电路集成在一块小小的硅片上。它每隔1秒钟就可以输出一个脉冲电信号。振动频率快，走时很准确，每月误差为5~15秒。用放大电路把电信号变成强电流去推动电动机，这就是指针式石英手表。
自60年代后，石英钟有了更大的改进，一天的误差量一般不超过50~500微秒。
精确的原子钟
在现代科学技术飞跃发展的今天，原子能、航天技术和高能物理对时间的计量要求更加精密。一些同位素和各种粒子在百亿分之一秒内就蜕变。现代电子计算机在几千万分之一秒、几亿分之一秒，甚至十几亿分之一秒内要进行计算。
现代技术需要有一种更精确的国际标准时间。因为，如要有一秒钟误差，用六分仪导航的海员就可能产生1/4英里的偏差。相差1‰秒，宇宙飞船能飞出10米。每一秒钟，电子计算机可运算80万次……格林威治时间已不够精确，可是它已在世界上用惯了，需要有一个折衷办法来解决。
从60年代开始，国际时间局决定了世界协调的时间，使时间既保证了均匀性，又能反映出地球自转的特点。国际天文学界于1967年定义了原子秒，引进了原子时的计时系统。1967年，国际计量大会确定的秒长定义是“秒（S）是铯—133原子基态的两个超精细能级之间跃进所对应的辐射的9192631770个周期的持续时间”。这就是说，原子钟采用了铯原子内部的某一运动状态计量时间。
原子钟是世界上最准确的钟。原来，原子内部的电子在跃迁时会辐射出电磁波，而它的跃迁频率是极其稳定的。利用这种电磁波来控制电子振荡器，从而控制钟的走时，这就是原子钟。
国际规定，在1958年元旦零时，原子时同世界时一致，而同历书时相差32.15秒。这叫国际原子时，记作TAT。
从1972年元旦零时起，它通过专用无线电台广播世界时，由TAT改为协调世界时，记作UTC。所谓协调世界时，就是经过国际原子时协调的世界时。它既不同于国际原子时，又不同于原子的世界时。但是，它同国际原子时的差值，总是完整的秒数。它同TAT的差值，总是在0.9秒以内。
原子时能提供均匀的时间间隔，提供标准的秒长，这可以符合无线电、物理学等方面的需要，用它来量度时段是十分精确的。原子钟计算基本粒子“介子”的寿命约0.000002秒。蜜蜂鼓动翅膀一次约需0.005秒。宇宙飞船飞往月球时，每秒飞行了10公里。光在真空中每29992458分之一秒所走的距离是1个标准米。
协调世界时的秒长严格等于原子时的秒长，当它的时刻与世界时的时刻差超过0.9秒的时候，就在世界时上引进一个闰秒。
为了协调世界各国的时间计量工作，在法国巴黎设立了国际时间局。它保持着国际原子时尺度，并且为各国的授时中心提供准确的时间数据。
陕西天文台原子时比对系统机房国际时间局每年进行两次调整，并通过标准时间电台向世界各地发射标准时间信号。增1秒叫正闰秒，减少1秒叫负闰秒。这样，可以把格林威治时间产生的误差调整过来。1979年除夕和1981年6月30日，世界时分别增加了1“闰秒”的修正时间，时间老人两次都迟到了。
这就是目前民用的世界时，也是天文测量、大地测量和人造卫星跟踪等工作所用的时间。
世界第一架原子钟——氨钟，是美国国家标准局于1949年制成的，这标志着时间计量和导时进入了新纪元。随后的十几年中，原子钟技术有了很大发展，先后又制成了铷钟、铯钟、氢钟等。到了1992年，原子钟已在世界上普遍使用。我国先后制成了铷原子钟和氢原子钟，在计时方面跨入了世界先进行列。
宇宙的计时者——脉冲星
天文学家发现，在帆船星座里的一颗飞速旋转不息的脉冲星，如果以它旋转的速率作为计时器，它每300万年才会误差1秒，比现时的“原子钟”准确10倍。因此，天文学家誉它为“天文钟”。
脉冲星是60年代天文学四大发现之一。它有相当稳定和很短的脉冲周期。一般认为，它是快速地旋转着的中子星或者在快速地一涨一缩的中子星。脉冲星内的物质密度高得简直不可思议。一块如火柴盒大小的物质竟重达20亿吨。由于它具有如此高的物质密度，加上它内部极强的电场与磁场不断相互作用，所以能够飞快地旋转而不致瓦解。
脉冲星是十分奇特的星星，它不停地很有规则地向外射无线电脉冲，总是十分规则地发出无线电讯号，就像脉搏跳动一样。不同脉冲星的脉冲，周期有长短，长的有几秒钟，短的只有几十分之一秒，而脉冲周期却十分精确。
为什么脉冲星发出的无线电波有精确的周期呢？一般认为，中子星光有一种叫做“灯塔”的结构（是一些辐射较集中的区域），不停地发射强烈的无线电波，中子星每旋转一周，“灯塔”就朝向我们一次，人们就接收到一次无线电波。
脉冲星是谁发现的呢？1967年8月，英国剑桥大学教授伊什和研究生贝尔在观测面积2万多平方米的巨大天线阵的射电源时，意外地记录到了一幅脉冲图像。这十分令人费解，观测人员风趣地说：是“矮小的绿人发来的信号”。经过一段时间反复观测，才确定它是一种特殊的新型天体——脉冲星。
这颗脉冲星叫CP1919（CP是剑桥大学发现的脉冲星缩写，1919是这颗星的座标编号），它的脉冲周期是7.337301344秒，准确到了小数点后面9位！也就是说，它的精确度高达一亿分之一秒！比铯原子钟还要高出20倍。
后来，美国、澳大利亚等国又陆续观测到许多脉冲星，到目前已达330多颗。
脉冲星名字虽然叫做星，其实，即使用最大的光学望远镜也看不到它的踪影，而通常只能用射电望远镜才能接收到它的脉冲讯号。
一般的脉冲星只被发现有无线电脉冲，而有的脉冲星同时还被发现有光学脉冲。我国古代关于1054年超星爆发的观测记录，为脉冲星的形成和演化过程提供了十分宝贵的资料。
宋代1054年7月的一天凌晨，钦天监的天文学家看到了一次惊人的天象。一个比金星还亮的天体出现在东方，连续23天，白天也能看到。随后亮度逐渐减弱，过了60多天，才完全看不见了。宋史记载了这颗客星的始末，叫它“1054年天关客星”。它爆发以后，留下了一片云雾状的残迹，用望远镜拍摄下来，形状像只螃蟹，因此叫它蟹状星云。它现在还不断地向四处发射无线电波。
科学家认为，“天文钟”是宇宙中最精确的钟，在未来的太空探险中，脉冲星可取代“原子钟”作为星际飞行的计时器。
测定远古年龄的“钟”
1979年以来，新疆社会科学院考古研究所曾3次派人进入罗布泊沙漠地区考察，初步揭开了楼兰国之谜。在孔雀河北岸发现一具褐色的年轻女尸，她的头发微卷，眼睛闭着，正像沉睡中的古楼兰少女。
这具年轻的楼兰女尸引起了一些考古学家的兴趣，可怎样来测定她死了已多少年了呢？墓中如有陪葬物品，可以鉴定出属哪个年代。科学家推测，楼兰女尸距今有2000多年了。
日本千叶县见川地方的泥层中，发掘出了一些保存得很好的古莲子。美国科学家李比曾应邀去鉴定古莲子寿长多少岁，他测定这些种子已有3000岁了。古莲子经过培育照样开花结了果。
科学家们找到了一种大自然的“时钟”——放射性碳14。这种钟表不需要人上发条，它也不受外界温度、压力等影响，始终正确和不停地走动着。用它就可测定一些物质距今有多少年了。
20世纪初，奥地利物理学家赫斯在气球吊篮里放置验电器，用来测量空气导电程度时，发现了一种来自天外的射线，引起了许多科学家的注意。1930年，美国科学家李比发现，这些射线穿过地球的大气时，会产生许多高能中子，这些中子像雨粒似的再撞到空气中的氮原子上，就把氮原子变成一种新的碳原子，这种碳原子有6个质子和8个中子。
放射性碳14是一种不稳定的同位素，它会不断放出射线而减少，同时又在大气中不断产生，使碳含量保持平衡。
地球上的所有生物，在活着的时候，总是不断地吸收大气中的二氧化碳，也必然吸收了混在一起的碳14。只有当动植物死亡后，它们与外界停止了物质交换，碳14的供应也就停止了。从这时起，碳14由于不断放出射线，含量逐渐减少。大约平均每过5568年，碳14的含量才减弱一半。这叫做放射性同位素的“半衰期”。这样，如果要知道古尸或古莲子的生长年代，只要测定一下古尸或古莲子中碳14的含量，就可以算出来了。
考古学家使用碳钟来确定文物的年代。例如，埃及古墓中出土的一个船形器皿，考古学家取下器皿上的一块木块，经过碳钟测定，距今为3620年。我国考古学家使用碳钟确定西安半坡村为新石器时代遗址，距今约6000年。可是用碳钟来判断古老的地质年代，由于它走时太短，只有几万年，加上岩石中缺少碳，就显得无能为力了。地质学选用岩石中常见的放射性元素钾40来做“钾钟”。钾40放射出射线后会变成氩40。因此，只要测定岩石中钾40与氩40的含量，再通过计算，就可推知矿物或岩石的年龄。放射性钾40由于具有更长的半衰期，可以用来判断离今天几十亿年化石的年龄，使用钾钟人们测知珠穆朗玛峰顶的岩石是4.5亿年前形成的。地球上最古老的岩石约40多亿岁了。宇航员从月球带回的岩石，经测定已有45亿岁了。
希腊水钟
大约在1000多年以前，希腊人制造了较为精巧的水钟。它的结构是这样的：贮水壶上部一侧有个小孔，多余的水可以从这个小孔溢出，这样就能保持固定的水平面，保持恒定的压力。水从贮水壶下部的小孔流出，注入受水壶。受水壶内有一浮舟。浮舟上装有“护钟神”——箭杆。受水壶中的水达到某一高度时，通过虹吸管使水注入旋转的平衡轮（它由于自身的重量而转动），驱使一列齿轮转动，从而按照昼夜的长短把计时用的鼓状圆筒带到新位置。随受水壶水面高度的变化，“护钟神”就在圆筒刻线上指出时辰。这些刻线是不等长的，有些还是斜的，以便指示出冬季里一天的时辰。
水运仪象台
我国古代对水钟的发展做出了突出贡献。最著名的例子是北宋初年（大约公元1田6年）苏颂设计制造的“水运仪象台”。
水运仪象台高3丈5尺6寸5分（约12米），宽2丈1尺（约0.33米），是一座上狭下广的3层木结构建筑。全台由水斗、木轮、钩状铁拨等组成传动系统。它用水作动力，是一架复杂的天文仪器。它的计时部分原名“昼夜机轮”，是一具精巧的水钟。在这里，苏颂使用了相当于现代钟表中的擒纵器的一列卡子和枢轮杠杆装置，通过大小齿轮的啮合控制水斗转动的枢轮运轮运转速度。整个计时部分共有5层木阁。第一层是昼夜钟鼓轮，轮上有3个不等高的小木柱（起凸轮作用），可按时拨动3个木人的拨子，拉动木人手臂，一刻打鼓，时初摇铃，时正敲钟。第二层是昼夜时初正轮，轮边有34个司辰木人，表示12个时辰的时初、时正，相当于24小时。该轮上的24个木人随着轮子转动按时在木阁门前出现。第三层是报刻司辰轮，轮边有%个司辰木人，每刻出现1人。第四层是夜漏金钲轮，可以拉动木人按更序击钲，报告更数，并且可以按季节调整，以适应昼长夜短的变化。第五层是夜漏司辰轮，轮边设38个司辰木人，木人位置可按季节变动，从日落到日出按更序排列。
苏颂主持制造的这架水运仪象台，不仅继承了我国汉、唐以来的天文学和机械学上的成就，同时还有创新。昼夜机轮就是世界上最早的天文钟，它所用的擒纵装置也被公认为世界上机械钟的祖先。
但是，苏颂等人的这项发明并未得到封建王朝的支持和鼓励。当时有一位翰林曾以阴阳五行说来非难和阻挠仪象的制造和安装。他胡说什么宋朝是以火德称王于天下的，这个仪象台名为水运，不是国家的吉兆，因为水可以克火。他的奏折送到皇帝那里，皇帝就听信谗言，命令把“水运”二字取消，改名为“元枯浑天仪象”，并让把它安放在京城（今河南开封）西南角，因为据他们说，西方属金，南方属火，金火夹攻，可以镇住水。这实在是愚昧、荒唐！
后来，金兵攻陷开封，北宋灭亡。这架杰出的天文钟为金兵缴获，移置于北京。但由于战祸连绵，秩序紊乱，至使这一重大发明未得推广、应用，停滞达百年之久。
苏颂的水钟可以说是一种最早的机械摆轮，是已知的以机械运动的周期作为计时标准的最早尝试。由于是通过流水计时，而不是通过机械装置本身的运动计时，因此，也可以把它看做从稳定流水守时到机械振动守时的过渡。
随着十字军东征，中国时钟制造技术传到了欧洲，刺激欧洲人去制造类似装置。当然，一个聪明人，一旦知道某种东西是怎样做出来的时候，他常可找到自己做这种东西的办法来。从严格的专业意义上说，水钟和机械钟的根本差别仅在于，前者涉及一个持续不断的过程（水从孔眼中流出），而后者则由一个不断重复的机械运动来控制。我们不是说欧洲人大约在13世纪发明的机械钟，特别是擒纵装置完全是照抄中国的。它们之间有区别，例如欧洲人不用枢轴和定时杆，而用心轴和冕状齿轮控制时钟机械的运动。但他们所依据的原理来源于中国，这是中外科学家大多承认的事实。
机械钟的发明是使将昼夜划分为等长的24小时制在欧洲得到普遍承认的决定性一步。意大利的米兰于1335年设立了公共钟，按1天24小时报时。
早期机械钟的钟速取决于驱动轮，而驱动轮又受到动力机构中摩擦力变化的影响，因此精度很低，每天要差1刻钟以上。
把1小时划分为60分，1分划分为60秒是在1345年左右提出的，当时是为了表示一个月蚀的周期。但这只限于理论计算，没有进行实际测量，迟至17世纪中叶，机械钟还只有一个指针，钟面上也只有小时和四分之一小时的刻度。
由于缺少计量短时间的精确方法，所以尽管机械钟已经问世，科学时间概念的发展仍然受到严重阻碍。
摆钟的发明
对改进早期机械钟作出重大贡献的，是伟大的意大利科学家伽利略。他发现了摆的等时性原理。关于等时性原理，我们可以简单地作这样解释：
当摆（单摆）获得一定动能时，它便从静止位置“0”向位置“1”运动，摆不断升高，到达最高点“1”以后，速度为零。随后又在重力作用下向下运动。经过“0”时，它的速度最大，然后摆向位置“2”，达到最高点位置“2”时速度为零，以后又在重力作用下往回摆动。实验证明，它每摆动一周，所经历的时间都是相等的，这就叫摆的等时性原理。
摆的均匀摆动是人们继滴漏之后发现的一种真正的人造周期运动。从17世纪早期起，西方的工艺家们便把它运用到时钟上，作为稳定的“定时器”，使机械钟能够指示出“秒”，从而把计时精度提高了近100倍。
随着社会生产力的发展，世界上使用齿轮机械的计时器诞生了。最早的要算是我国宋朝苏颂等人发明的“水运仪象台”，国际上称之为“苏颂钟”，计时甚为精巧。1955年英国剑桥大学教授德里克·丁·德索拉·普顿斯与李约瑟在追溯钟的家世时，认为苏颂钟是现代天文钟的鼻祖。
摆钟是17世纪时才发明的。相传意大利天文学家伽利略在年轻的时候，有一次到教堂中去念圣经时，看见主教台上的吊灯在摆动。他就数自己脉博跳动的次数，来计量吊灯来回摆动的时间，发现了吊灯来回摆动一周的时间是一样的，也就是摆动周期不变，这个规律叫做摆的等时性。后来伽利略根据摆的等时性原理，在1640年设计了摆钟。它的结构虽然简单，但是现在的摆钟就是从它发展起来的。
历史上头一个制作出实用的摆钟的人是荷兰的惠更斯。他在1656年做的一个摆钟，比当时的任何钟都准确。两年之后，1658年，英国科学家虎克制造了有摆轮的怀表。167年英人丹尼索·勒康制成的怀表有两根针（时针与分针），表面直径约6厘米，便于携带。
最初的钟表只有一根时针，公元1550年前后增加了分针，1760年才出现秒针。3根针的出现，表明钟表制造技术已经有很大的提高。
最精确的钟表是天文台上的天文钟。天文钟有好几种，最有名的是里弗列尔钟与邵特钟。普通的摆钟是放在空气中，由于空气的温度、气压、湿度等的变化，会影响摆的摆动周期，使钟走得不那么均匀准确。里弗列尔钟是放在玻璃罐中，罐中的空气已大都抽空（真空），减少了气压变化的影响。再将钟放在很深的地下室内，那里一年中的温度变化不超过1度，能使钟运行得十分均匀。里弗列尔钟在一昼夜中的变化约为1/100秒。
更精确的天文钟是邵特在1920年发明的钟（称之为邵特钟）。它的特点是有两个摆。一个是自由摆，它控制子钟的摆，强迫它和自己同节拍地摆着。子钟的摆与钟表机械连在一起，指示时间。邵特钟走一昼夜的误差在1/1000秒左右。邵特钟被认为是机械钟表中最好的一种。
天文钟都存放在恒温恒压的地下室内，人们不轻易到那里去（因为人的体温与呼吸会改变地下室内的温度），那么，怎么知道时间呢？原来，天文钟都另设有一个钟面，它用电线与地下室内工作的母钟连系，这个地面上的钟（叫工作钟或子钟）的时刻与母钟的时刻是一致的，人们只要看地面上的工作钟，就知道时刻，真可说是“上下一条心”。
邵特钟的精确度是很高的，人们曾经利用它发现了地球自转的不均匀性。但是它还不是最高的，而且它也害怕震动，一次不大的地震就会使摆钟停顿或走得不准确。
电子钟表
人们掌握了电的振荡特性以后，就开始用电的振荡来制造钟表了。
电子钟表的突出特点是用电的振荡决定走时精度，以至完全代替了机械手表中的游丝、摆轮。并且用电能代替了原来的机械发条。一般说来，人类的计时工具发展到现在可以分为两大类，一类是机械钟表，另一类是电子钟表，后面我们将要讲到的晶体钟、原子钟都可算作高级的电子钟表。这里我们首先谈一谈世界上已开始广泛应用的电子手表。
普通手表，我们比较熟悉，而电子手表却有些陌生。电子手表是制表工业上的一朵鲜艳的新花。一只新型的电子手表，表面上有6位数字，分别显示时、分、秒，按下一个旋扭时，表面上的时、分、秒显示，立刻变成月、日、星期显示。它还能根据相应的月份，自动判断出28天、30天或31天。夜间看表时，只要按一下另一个旋扭，表内小灯就会发光，照亮表面数字，非常精妙。
电子手表在它们的“钟表兄弟”中，算是资历最短的一个了，但是它的发展却很迅速，从刃年代中期瑞士制成了第一代电子手表以来，短短的20几年中，已经过了4代的演化过程。
原始的电子手表，即第一代电子手表，是电子手表和机械手表相结合的产物，游丝摆轮和电的振荡并存。不过走时精度不再决定于游丝的摆轮，而是决定于电的振荡了。因为还有游丝和摆轮，故把第一代电子手表叫做“游丝摆轮式电子手表”。
第一代电子手表的基本工作原理是这样的：微型电池给晶体管振荡器提供能量，使之产生并维持振荡。在振荡过程中，电感线圈的磁场发生周期性的变化，作用于摆轮上的永久磁铁，推动摆轮，使它按着磁场变化的周期（即振荡周期）来回摆动，再通过齿轮系统带动指针转动，指示出时间来。
第一代电子手表还是很粗糙的，它的走时误差为每天15秒左右，与机械手表相比，还看不出很大的优越性，但它却是一个很有生命力的新生事物，必将不断地发展和完善。
在第一代电子手表的基础上，出现了第二代电子手表，称为“音叉式电子手表”。
我们知道，在第一代电子手表中，振荡的频率主要是由回路的电容和电感决定的，它们的数值仍不够稳定，比如像在机械手表中一样，温度就是一个很重要的影响因素。为了提高计时精度，需要尽可能地使振荡频率稳定，人们就设法寻找稳定振荡频率的方法，作为稳频元件，首先采用的就是“音叉”。
医生检查听力的时候，用一个小锤子敲的那个东西就是音叉。医生把用小锤击过的音叉放在患者的耳边，在一段时间内，患者耳边就响起持续的“嗡嗡……”的声音，这说明音叉产生了振动。如果音叉是用受温度影响很小的金属材料制成的，这种振动就是很稳定的。
当然，用来制造“音叉式电子手表”中的音叉，要比医生手里拿着的音叉小得多了，音叉式电子手表是怎样工作的呢？电池向振荡器供电后，振荡器就发生了振荡，电感线圈的磁场和固定在音叉两臂顶端的磁钢相互作用，驱动音叉振动起来，它的振动频率反过来又去控制振荡器的振荡频率，使整个振荡系统的振荡频率主要决定于音叉的振动频率，这就是所谓的稳频作用。音叉的一个臂伸出一个推爪，音叉振动时，它就推动计数轮，使整个齿轮系统转动起来，带动指针走动。
在音叉式电子手表中，已经割掉了传统的游丝、摆轮系统的尾巴，向着更高一级的方向发展，走时精度也相应地提高了，每天误差在5秒以内。
第三代电子手表是指针式石英手表。
音叉式电子手表的走时精度是提高了，但是它仍不能满足人们对精确时间的要求，人们开始采用更为理想的稳频元件——石英晶体。石英晶体具有十分稳定的物理和化学性能，它的稳频效果极佳。
第三代电子手表主要是由微型电池、石英晶体、集成电路、微型马达和齿轮、指示系统构成的。
石英晶体作为振荡电路中的一个稳频元件，接通电源以后和集成电路一起形成振荡，产生一个非常稳定的信号，也是通过集成电路将它变换成每秒振荡一次（1赫兹）的信号，并放大到足够强度，推动微型马达，带动齿轮、指针转动。
第四代电子手表仍然用石英晶体作为稳频元件，但它的机械结构已经减到了最少程度，连传统的齿轮、指针都不见了。代替齿轮的是集成电路，代替指针的是发光二极管或其他显示元件。人们称第四代电子手表为“数字显示石英手表”。
在人类制表的历史上，由于用了石英晶体作为稳频元件，又采用集成电路，使手表的制造发生了重大变革。石英手表是当前世界上走时精度最高的手表，每天误差只有0.1秒，1年还不超过半分钟。同时，它能自动走时，使用方便，形式新颖、美观、大方，使得它的钟表伙伴们相形见拙。
目前，电子手表正在向着高精度、薄型、小型、多功能方面发展。有些电子手表的功能竟达20种之多，除了显示时、分、秒，日、周、月外，还能显示出世界时，有的还能作为闹表、跑表使用。
在能源方面，现在人们已经研究出了光电池和太阳能电池，用来代替原来的微型电池，并且正在研究用人体体温作为电子手表新能源的途径，这是一种更为方便、更加实用的方法。
三万年差一秒的钟——原子钟
当今，我们不仅有了300年差1秒的晶体钟，还有了更高级的原子钟呢。比如铯原子钟，它看上去是一个方方正正的不算大的机柜，上面布满了各种开关、旋钮、红绿指示灯……要不是看到上面几个显眼的大字“铯束管原子钟”，根本就不会相信这是一台钟，因为它和普通的钟表比起来，已经是面目皆非了。
铯束管原子钟及其他各种类型的原子钟，都是用“原于跃迁”的频率来计时的，这个频率很高并极其稳定，所以它的计时精度也非常高，可达3万年差1秒！上面我们讲过的晶体钟虽然已经很精确，但它有老化漂移等现象，因此还不能作为1级时间频率标准，而原子钟才是目前世界上公认的1级时间频率标准。
原子钟可真棒，3万年才差1秒，多准啊！
随着人类的认识向着微观世界发展，揭示了原子的秘密以后，又给人类计时提供了更精确的方法，因为微观世界的稳定性远远超过了宏观世界。
在宏观世界中没有完全相同的个体，一对孪生兄弟，看起来十分相似，但仔细观察，就可以找出它们的差异来。同一厂家用同样的元器件生产的电视机，外观一模一样，但质量却各有优劣。
在微观世界中则恰恰相反，有着许多完全相同的东西，我们不能把一个电子和另一个电子区别开来，我们也不能把同种元素的一个原子与另一个原子区别开来。这并不是由于我们的测量仪器过于粗笨，而是它们的确完全相同，原则上无法把它们区别开来。即使在地球深部的高温高压下，也不能改变它们的性状。
所有计时方法和计时工具，都是基于物体有规律的变化。如地球绕太阳1年旋转1周，地球1天自转1周，普通手表每秒摆轮摆5次，晶体钟每秒振荡枷万次，而原子钟是用原子的“振动”来计时的，它每秒钟振动竟达几十亿次。计时频率的提高，本身就意味着计时精度的提高。
从印年代原子钟问世以来，到现在已经发展成一个“家族”了。有最初的氨分子钟、有铷原子钟、铯原子钟，还有氢原子钟……每种钟又有不同的类型。
原子钟虽然多种多样，但它们的工作原理却是基本相同的。都是利用了原子跃迁的周期稳定这个特点。
三百年差一秒的钟——晶体钟
有了高稳定晶体振荡器，像在电子手表中一样，只能说有了一个高级的“电子摆”，它本身并不能构成一个完整的钟。
高稳定晶体振荡器的振荡频率每一个振荡周期只有几百万分之一秒，即零点几微秒，这样小的时间刻度，对无线电技术和时间频率的计量来说，已是很精确、很方便的了，但对于我们传统的时、分、秒的计时观念来说，这样的时间刻度又嫌太小。
假如我们能够对晶体振荡器的标准信号加以变换，使其分别产生每秒振荡一次、每分振荡一次、每小时振荡一次的信号……频率越低，周期越长，这样就和我们日常所用的钟表一一对应起来。再将这些低频信号通过数字形式或机械形式显示出来，这就构成了一个由晶体振荡器决定稳定性的标准时钟——晶体钟了。
现代电子学的发展，使人们很容易实现上述的设想。晶体钟早已制造出来了，早在1927年，美国贝尔电话实验室马里森第一个研制出晶体钟，用来计量时间。1933年，东京天文台首先装备了晶体钟，用来保存准确的时间。发展到现在，晶体钟在各个领域得到了更加广泛的应用，无论是在计量局的标准室里，还是在广场的高大建筑物上，或是在体育比赛的大厅里，我们都可以发现晶体钟的“踪迹”。虽然它们的计时精度要求各不相同，但它们的基本工作原理都是一样的。
晶体钟一般是由下列几部分组成的。高稳定晶体振荡器将5兆赫（或2.5兆赫）标准信号送给第一个分频器，分频5×10的6次方次，得到每秒一周的信号，即“秒”信号。再通过第二个分频器，分频印次，就得到每60秒一周的信号即“分”信号。再经过第三个分频器，继续分频印次，就得到每3600秒一周的信号，即“时”信号。将分出的秒、分、时信号送到译码显示电路，就可以以数字形式显示出××时、××分、××秒来，和石英手表一样读起来非常方便。现代的数字显示方法多种多样，有数码管显示，发光二极管显示、液晶显示及等离子显示等。显示的颜色有红的、橙色的、绿色的……数字闪烁跳跃，十分直观好看。
光是这样还不够，我们可以想象到，如果振荡器不断地输出标准信号，时间一分一秒地积累起来，就会出现“25时××分××秒”的情况，时间再长会出现35小时、48小时……的情况，这就和我们实际应用产生了差异。所以还必须加上一套调整电路，当时间积累满34小时后，使整个系统完全恢复到零位，计时再重新开始，这就是“复零电路”的作用。正像我们常用的钟表一样，指示的最大数值是12点，过了12点以后，指针的读数又重新开始了。
如果我们用频率变换的方法，将得到的秒信号驱动一个机械装置——同步钟，一个秒信号使同步钟的秒针跳动一次，并带动分针、时针，这就构成了一个机械指示的晶体钟，这跟我们日常用的钟表就更相似了。
讲到这里，需要特别指出，在信号变换过程中，并没有改变高稳定晶体振荡器的稳定度，得到的时、分、秒信号的稳定度仍然可保持在10—的10次方量级。从这个意义上来说，高稳定晶体振荡器就相当于普通钟表里的“机械摆”，它是稳频的关键部件，所以有人管它叫做“晶体钟摆”，也是有一定道理的。
如果1台晶体钟的稳定度是1×10的—10次方，那么它相当于多少年差1秒呢？相当于317年差1秒，通常我们就说成3印年差1秒。这样的钟多准啊！如果我们每一代人按30年来计算，那么3印年就整整是10代人的时间！这就是说，我们上溯10辈的先祖对准的钟表，走到现在，只不过才差上1秒钟！
长时间间隔的测量——放射性“时钟”
1973年4月，修建雄伟壮观的北京饭店新楼时，在工地下约13米深处发现两株古木，1株略有腐朽，材质松软，另1株已经炭化，质地坚硬。经过科学院考古研究所的测定，这两株古木距今已有30000年之久……
古木静静地埋在地底下，历史文献上不可能找到关于两株普通树木的记载。千百万年前，更不可能有人在它们旁边放置一个时钟，而且，迄今为止，我们所发明的普通钟表、晶体钟以及原子钟，还没有一种能够工作千百万年之久。那么，科学工作者是怎样测定这两株古木年龄的呢？
大家知道，我们在生活、生产和科学实验等项活动中，不仅需要计量极短的时间，像前面讲的那样，有的短至亿万分之一秒的时间间隔。而且也需要计量长达千、百、万、亿年的时间间隔。比如考古工作者要测量历史文物的年龄，以至于人类的起源。又比如地质工作者要研究各种地层形成年代，甚至于地球本身是什么时候形成的。天文工作者要研究太阳及其他恒星有多少岁……这些都是摆在科学工作者面前的重要课题。要决定这两株古木年龄的问题，只不过是这样许许多多的问题中的一个。
科学工作者用什么方法来测量这么长的时间间隔呢？现代的各个科学领域都是互相交错、互相渗透、互相促进的，首先解决这些问题的，不是考古学家，不是地质学家，也不是天文学家，而是放射化学家。
放射化学家研究出一种独特的时钟。这种时钟既不需要定期地上紧发条，也不需要经常维修保养，但它却能测量极长的时间间隔。这种钟是利用放射性原理来计量时间的，我们管它叫做“放射性时钟”。