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长度
公元1120年，英格兰国王颁布法令，将其国家的长度标准命名为“码”，并精确等于从鼻尖到伸出手臂末端的距离。同样，法国人最初采用的足部标准是国王路易十四的皇家足部长度。这一标准一直沿用到1799年，当时法国的法定长度标准是米，定义为从赤道到北极的距离的1千万分之一，沿着穿过巴黎的一条特定的纵线。
多年来，许多其他测量长度的系统也得到了发展，但法国系统的优势使其在几乎所有国家和世界各地的科学界都得到了普及。就在1960年，米的长度被定义为在法国受控条件下储存的特定铂铱棒上两条线之间的距离。这一标准被废弃的原因有很多，其中一个主要的原因是，用以确定棒上线条之间的间距的有限精度不符合当前科学技术的要求。在20世纪60年代和70年代，氪-86灯发出的橙色红光被定义为1650763.73波长。然而，1983年10月，米（m）被重新定义为光在真空中以1/299792458秒的时间传播的距离。实际上，这个最新的定义确定了真空中的光速精确到299792458米每秒。
质量
千克（kg）是质量的基本国际单位，是指保存在法国塞弗雷斯国际度量衡局的特定铂铱合金圆柱体的质量。这一质量标准建立于1887年，此后一直没有改变，因为铂-铱是一种异常稳定的合金。Sèvres气缸的副本保存在马里兰州盖瑟斯堡国家标准与技术研究所（NIST）。
时间
1960年以前，时间标准是以1900年的平均太阳日来定义的。平均太阳秒最初被定义为平均太阳日。然而，现在知道地球的自转随时间变化很小，因此这个运动不适合用来定义一个标准。
因此，1967年，第二个被重新定义，以利用被称为原子钟的装置（图1.1b）可获得的高精度。在这个装置中，与某些原子跃迁相关的频率可以测量到1012分之一的精度。这相当于每30000年不到一秒的不确定性。因此，在1967年，使用一种特定铯原子的特征频率作为“基准时钟”，重新定义了国际单位制时间（第二个）。基本国际单位制时间（第二个）被定义为铯-133原子辐射振动周期的9192631770倍。为了保持与原子钟一致，一般的钟表进行了同步设置，有时候有必要给我们的钟表增加闰秒。这不是一个新想法，公元前46年，凯撒大帝开始在闰年的日历上增加额外的天数，以便季节发生在每年的同一天。
由于爱因斯坦发现了空间和时间之间的联系，精确测量时间间隔要求我们既知道用来测量时间间隔的时钟的运动状态，也知道在某些情况下时钟的位置。否则，例如，如果你需要救援，全球定位系统卫星可能无法精确定位你的位置。
除了国际单位制之外，另一种单位制，英国工程系统（有时称为传统系统），在美国仍然使用，尽管国际单位制已被世界其他国家接受。在这个系统中，长度、质量和时间的单位分别是英尺（Foot）、斯（Slug）和秒（Second）。在本文中，我们将使用国际单位制，因为它们在科学和工业中几乎是普遍接受的。我们将在古典力学研究中有限地使用英国的工程单位。
除了米、千克和秒的基本国际单位制外，我们还可以使用其他单位，例如毫米和纳秒，其中的前缀milli-和nano-表示10的各种幂。
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