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约翰帕特森是夏威夷考艾岛一位不起眼的制表师，在过去的五年里，他一直悄悄地制造出世界上第一款消费级原子手表。让一千年过去了，这款手表的准确度只会下降一秒。深入水下，深入地狱：时间不停地滴答作响。或者，如果你喜欢冒险，那就把它带到太空。把它带到火星。
它会留出时间。
帕特森拥有博士学位。在神经科学领域，他将自己的智慧投入到制表业中。他在Garden Isle的家里经营他的公司Bathys Hawaii。 “他的理念始终是，不仅仅是一个富有的人才能拥有漂亮的手表，”他说道 逆 。 Bathys来自希腊语“ bathus ，“这意味着”深刻“ - 字面和比喻。虽然他的手表将在很深的地方保持真实，但他的原子表也将保持高度。火星高度。
帕特森解释说，2亿美元的国防高级研究计划署资助导致Bathys Hawaii Cesium 133内部的小原子芯片的产生。但是一旦他发现这些芯片可供购买，他就抓起了一块“老欧米茄手表”，他把它藏在抽屉里，在eBay上卖了，买了一块原子芯片，并且 - 在一两个夏威夷人的帮助下 - 开始工作了。
他知道他必须使用原子芯片来实现他们最真实的召唤：手表。毕竟，国际第二，它是由铯定义的：它的辐射频率为9,192,631,770赫兹，科学家在20世纪50年代与星历时间相关联。虽然其他时钟在高速下成为相对论效应的牺牲品，但铯钟则不然。频率保持不变，因此时间仍然准确。所以Patterson，手拉手，开始工作了。很快，他就拥有了一个功能齐全，非常精确的手表;他在2014年把原型带到了Kickstarter。在短短几天内，他的筹款目标几乎翻了一番。
逆 与Patterson讨论了Cesium 133手表背后的技术，关于太空旅行，以及我们将在多长时间内拥有原子手表。 （提示：很快。但它们本身可能不是手表。）
铯133如何工作？
这很复杂。我们不仅需要使用这种芯片，可充电电池等设计手表，而且我们还必须设计一种外部基站型产品，用于为手表充电。但是，主要是，它可以尽可能准确地设置手表。这些手表的设置可以在不到100纳秒的时间内完成 - 即全球的十亿分之一秒 - 达到全球的确切国际标准时间。一旦它们被设定，它们在一千年内精确到一秒钟。手机或计算机上的时钟 - 大多数只能精确到200毫秒。这是这款腕表200年来发展的错误。
GPS完成了！这样可以将精确的时间脉冲拉下来，将铯133设定在20亿分之一秒之内。
由Bathys Hawaii（@bathys_hawaii）发布的照片
当他们想要设置一个原子钟时，我们必须复制军队所做的同样的事情。即使GPS接收器也会关闭几百毫秒：计算机会花费所有时间来处理位置数据，而不是时间。所以我们必须制作我们自己的GPS装置，它基本上只关注通过时间数据而没有任何延迟。它只是将它从空间中吸出来并直接发送到手表而没有任何延迟。
根据我的理解，铯手表不仅因为它们的准确性而吸引人，而且因为它们在许多条件下保持准确性。
对。温度在计时方面是一件大事。因此，您可以升至约150摄氏度或低至约零下20摄氏度，并保持准确。
一旦你准确地设置了这个时钟，如果你将它连接到加速度计，指南针和手机中的内部惯性单元 - 基本上记录了倾斜，加速度和所有这些 - 它可以作为自己的GPS，没有必须与GPS联系。它可以准确地跟踪您的位置，持续数天至数十厘米。
有很多可能的技术可以从中发展出来。如果你是纽约市的消防员并且不得不冲进一座燃烧的摩天大楼，那么你将失去你的GPS，所以你无法将你的位置传达给其他消防员。但是，如果每个人都同步了这款手表，那么它可以直接通过常规无线电频率进行通话，它可以告诉他们它们在哪里。无论他们是在洞穴，燃烧的建筑物还是水下，都无所谓：无论何时你无法获得GPS，你都可以获得你的位置。
或空间。
或空间。或者在自驾车的隧道中。
这款手表可以成为想要去火星的人可以用来保持时间吗？
首先，请注意一点：我实际上是在候选名单上的一个火星栖息地。夏威夷的一个人。我完成了最后的选择。他们选了六个，我在最后的30个。我觉得我太老了，我很高兴因为我没有做到这一点。他们刚刚出来，现在我想，“我很高兴，不是我。”这家伙一年中第一次亲吻他的妻子 - 我想，“不，不。”
普通手表在某种程度上可以在太空中使用。石英表将在太空中保留时间 - 它不像它根本不起作用。但是有快速移动的相对论效应。
如果您的GPS没有考虑到卫星的旅行时间，而不是像您现在的手机那样能够在六到七英尺内找到你，那么它可以达到35公里。将相对论效应考虑在内是多么重要。光的速度和卫星的速度是如此之快，以至于它稍微改变了时间。
解释铯的工作方式非常简单。基本上，考虑它的方式是铯几乎就像一面镜子。如果你以每秒90亿次循环的确切频率使其振动，它就像一面镜子。无论你射击什么能量，它都会向你射击。在任何其他频率，它就像一块黑色天鹅绒：它吸收能量。当它到达那个确切的频率，并且你用微波轰击它时，所有的微波都会突然反弹回来。这意味着你钉了它。
这是铯的物理特征。它与放射性物质无关。铯就像水银，差不多 - 它是一种液体。当你加热它时，它变成了气体。在小牢房内，有一个加热器加热气体，用无线电波轰击它，并寻找这种反射。一秒钟的实际国际标准是振动次数。
永远不会改变：你去太空，那是一样的。你接近光速 - 不会改变。如果您使用石英表或机械表，并开始以超快的速度运行，它会导致事情发生变化，而且不再准确。
这些芯片很快会进入其他技术吗？
我想你会在大约五年内在你的智能手机和自动驾驶汽车中看到这项技术。它可能更像是手机中出现的GPS。突然之间，你会发现这项技术已经小型化到可以放入手机的地步。现在，这款芯片的尺寸与高档餐厅的火柴盒相当。它非常大，而且由于必须适应那里的物理包装，它不能变得更小。但是，如果他们可以再将其小型化，那么它将会出现在任何地方。这项技术制造起来并不昂贵 - 绝对可以做到。所以我要说五六年，但我真的不希望瑞士人成为那个人。我期待更多，比如三星，苹果或谷歌等。
为简洁和清晰起见，编辑了这次访谈。