上下四方為宇，古往今來為宙。
宇宙中一切物質的起源和消亡，世間一切事物的產生和終結，地球上一切生命的誕生和滅亡，所有的這些與時間緊密相關。日月更替，鬥轉星移，花開花落，人類數千年的文明在時間的長河中緩緩流淌，時間見證了這一切的變化，而日益先進的人類文明使得我們能夠更準確的去感知時間。早在人類文明誕生之初，人類便開始通過對時間的計量來描述萬事萬物的變化，並由此誕生了一係列精度越來越高的計時器具。
時間的計量發展曆程
遠古時期，人們以太陽的東升西落作為時間尺度，因此便有“日出而作，日落而息”的人類生活；公元前二世紀，日晷出現，提高了時間的計量精度；公元一千多年前，我國北宋時期的能工巧匠們設計出水鍾；六百多年前出現了機械鍾；十七世紀，單擺被用於機械鍾的設計，使其計時精度提高了近百倍；二十世紀三十年代，石英鍾誕生，計時精度進一步被提高。
這些計時器具即我們概念中的“時鍾”，細數這些鍾的發展，最古老的鍾追溯至太陽鍾，例如圭表、日晷。有據可查的太陽鍾始於公元前2357-2258年的堯帝時期。《周禮-地官-大司徒》中有“以土圭之法測土深，正日景（影），以求地中”。《春官-典瑞》中也提到了“土圭以致四時日月，封國則以土地”。
之後出現水鍾，它屬於流體鍾的一種，除水鍾之外，流體鍾還包括沙鍾。水鍾和沙鍾都是使用一定數量的流體，通過測量流體在特定方式下流動所需的時間來表示固定的時間間隔，這類不依賴於天文現象的“漏刻”計時儀器至少有4000年的曆史了。我國最早的機械鍾也出現在北宋時期，而歐洲的機械鍾出現於十三世紀，最早傳入我國的機械鍾在明朝萬曆年間，被獻於萬曆皇帝。
隨著社會發展的需求，對時鍾精度的要求越來越高，於是石英鍾應運而生，它是通過石英鍾內部穩定的石英振蕩器來計時的。隨著科技發展的要求，以及人類對精密測量的執著追求，石英鍾逐漸不能滿足要求，逐漸被精度高於它的鍾所代替，例如原子鍾。
原子鍾是利用原子吸收或釋放能量時發出的電磁波來計時。由於這種輻射電磁波周期非常穩定，再加上利用一係列精密的儀器進行控製，原子鍾的計時就可以非常準確了。最初並且最常用於原子鍾研製的元素有氫、銫、銣等堿金屬。原子鍾的精度可以達到每100萬年才誤差1秒。1967年，銫原子鍾被用來進行“秒”定義，即為無幹擾的133Cs原子基態兩個超精細結構子能級之間微波頻率躍遷周期的9，192，631，770倍，也就是我們通常所說的國際原子時。從此開啟了原子“秒”的時間計量標準時代，直到現在的“秒”定義仍由銫原子噴泉鍾保持。
1955年首次出現原子鍾
NIST的銫噴泉基準鍾
脈衝星是另外一種獨特的時間計量器具，它是一種高速旋轉的致密中子星，自轉周期非常穩定。通過對脈衝星的計時觀測，可以建立高精度的時空參考架。利用脈衝星鍾建立和保持的綜合脈衝星時係統，有可能比目前的原子時係統具有更高的長期穩定度，並能獨立地檢測原子時的係統誤差。這種獨特的時間計量方式正在被科學家們研究中。
對於原子鍾，科學家不遺餘力地進行探索並取得了巨大的研究成果，他們研究出了比現行的基準鍾——銫原子鍾精度更高的時鍾，即光鍾，銫鍾作為基準鍾的地位受到嚴重衝擊。光頻標的研究得到了大力發展，這種利用以原子的光學波段共振頻率標準作為時間頻率基準的鍾——光學原子鍾，將人類對時間、頻率的測量精度又大大的向前提升了一步！
因為原子鍾在測量時間頻率時，它的“尺子”就是原子共振時發出的波長，波長越短意味著“尺子”的刻度越精細，測量也就越精確。光鍾裏原子共振的波長要比微波原子鍾裏的波長短5個量級！目前最新光鍾的測量精度已經比微波原子鍾高出了100倍還多！隨著對光鍾研究的深入，人們已廣泛預言在本世紀的第二個十年內光鍾將被用於作為新的時間的定義。
相關進展：
窄帶激光器讓原子鍾更進一步
原子鍾每3億年會有1秒的誤差，即使這樣的準確率，也無法滿足尼爾斯玻爾研究所的研究人員。為了更高的準確性，他們發明了一種新方法來壓縮原子鍾內紅光激光器的線寬。該激光器激發的電子，相當於鍾擺。
一般情況下，穩定激光器的諧振腔會產生噪聲信號，由於構成鏡組的原子產生振動。激光發出後經過一個有兩麵鏡子組成的諧振腔，過濾掉其中不需要的光束。包含有超冷原子的真空腔放置在兩麵鏡子之間，起到進一步濾波的作用，最後發現，得到的激光要比僅有諧振腔時要穩定的多。
研究人員在鏡組間放置一種新介質，但不是嚐試著去進一步穩定鏡組。他們選擇超冷鍶，因為這種化合物是一種要求非常“苛刻”的元素，需要非常特定的波長以便與光進行反應。這種方法能夠導致低於100mHz的激光穩定性以及超輻射的激光源。
“這種方法簡單高效，得到的激光光束也更加精確，穩定，噪聲減少達100倍。”
原子鍾是由藍光激光器冷卻到接近絕對零度的鍶構成。紅光激光器激發的電子從一個軌道跳變到其他軌道後再弛豫回基態的速度，決定了原子鍾“滴答”的速率。
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