本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
秒和米都是生活中十分常用的基本單位，前者用於度量時間，後者用於度量距離。那麼，為什麼1秒是這麼久的時間？1米是這麼長的距離？
1秒的時長
古人觀察到，太陽的東升西落非常有規律，太陽連續兩次出現在天頂的時間間隔是一致的，這個間隔就被定義為一天（太陽日）。一天被分為24小時，每小時又分為60分鐘，每分鐘又細分為60秒。所以1秒的長度是一天的1/86400。
不過，早期並沒有精確的計時器，1秒的確切長度人們並不清楚。直到惠更斯在17世紀發明擺鐘之後，1秒的長度才變得可測。根據單擺的原理，可以計算出，當單擺的長度為0.994米時，單擺從最低點運動到最高點，再回到最低點，這個總時間為1秒，對應的單擺周期為2秒。
然而，無論是地球自轉或者擺鐘，還是精度更高的石英鐘，其運動總是會存在誤差，想要精確測量出1秒的持續時間是不現實的。在現代尖端科學領域，對時間精度的要求可能要到微秒（100萬分之一秒），甚至納秒（10億分之一秒）級別，所以需要更加精確的時間定義。
物理學家通過實驗測定和理論外推發現，在大約1秒的時間裡，銫-133（55號元素）原子基態的兩個超精細能級之間躍遷9192631770（91億）個周期。於是，這個周期的持續時間被反過來用於定義1秒的長度。
這種定義的好處是能夠確定1秒的確切長度，而這個長度與最初的1秒定義相差極小，不會改變原來與時間有關的參數。物理學家基於這個原理髮明了銫原子鐘，它在2000萬年裡的誤差僅為1秒。
顯然，躍遷頻率越高，所測得的時間精度也會越高。目前，最精確的原子鐘是由38號元素鍶製成的。鍶的躍遷頻率在1000萬億級別，鍶原子鐘在150億年裡的誤差僅為1秒。要知道，宇宙目前的年齡也只有138億年。也就是說，如果讓鍶原子鐘從宇宙誕生一開始運行到現在，它的誤差也不會超過1秒。
1米的長度
就像秒那樣，米最初也是用了地球的地理特徵來定義的。通過計算出從赤道開始、過巴黎、到北極點的經線長度，取其1000萬分之一，所得的長度即為1米。
然而，由於地球自轉，地球並非完美的球體，再加上測量的誤差，後來科學家改用米原器來定義。同樣地，米原器也不是十分精確，也有一定的誤差。對此，科學家想到了用光速來定義。
一直以來，光速始終是個測量值，多少都會有一點實驗誤差。但物理學理論表明，光在真空中的傳播速度是恆定的常數，而且任意運動速度的觀測者所測出的光速是完全一樣的。於是，物理學家基於最精確的實驗測量值，把光速大小定義為299792458米/秒。
由於秒和光速都確定了，米也就會隨之確定，因為光在真空中前進1/299792458秒的距離即為1米。同樣地，對於1米的精確定義只是小數點上的微調，不會改變原來與長度有關的參數。