什么是全球定位系统

我身处何方？这个问题听上去很容易，但在过去回答这个问题并不是那么容易。几个世纪以来，不论是航海家还是探险者都曾试图在茫茫的苍穹中寻找一种定位系统，来帮助他们精确地找到自己在地球上的位置，从而躲避灾难并安全抵达目的地。1993年6月26日，这个问题得到了圆满的解决。在这一天，美国空军将第二十四颗名叫Navstar的卫星发射到地球轨道上，从而完成了构筑一个由二十四颗卫星组成的网络，也就是“全球卫星定位系统”，简称GPS。

当你随身携带一个价值不足几百美元的GPS接收装置时，你就可以立刻知道自己在地球上的准确位置，包括经度、纬度甚至海拔高度，误差不超过几百英尺。这项令人难以置信的新技术之所以成功，完全得益于科学与工程学两方面的进步，尤其是人类在精确计时方面的发展：目前的原子钟已经能精确到十亿分之一秒。说到原子钟，它最初本是由物理学家创造出来用于探索宇宙本质的；他们从来没有想过这项技术有朝一日竟能应用于全球的导航系统上。今天，GPS系统被用于营救工作，为社会带来无穷的帮助，并且创造着数十万个工作机会，带来数以十亿美元的利润。下面的这篇文章改编自物理学家丹尼尔・克莱普那的讲话，描述了对于时间本质以及如何精确度量时间的方法所做的基础研究是怎样推动了GPS系统的发展的。通过这个例子，文章还讲述了科学发展的进程以及基础研究如何推动科技的发展。