距離是人類認(rèn)識(shí)客觀事物的基礎(chǔ)，我們描述距離的方法是選用一種長(zhǎng)度單位加上計(jì)數(shù)。比如，1.2米以上的孩子要買票，世界第二高塔廣州塔約為600米高。描述距離的關(guān)鍵，是要找到基本長(zhǎng)度單位——米。
人類在尋找并逐步確定這個(gè)基本長(zhǎng)度單位有個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。
用某些自然長(zhǎng)度作為度量最為可靠，這是人類的共識(shí)。18世紀(jì)末，米作為單位曾被定義為地球半徑的四千萬(wàn)分之一。顯而易見，這個(gè)定義極不方便，又不準(zhǔn)確。后來(lái)又約定：一米的定義是保持在法國(guó)一個(gè)特殊實(shí)驗(yàn)室的一根棒上兩條刻線之間的距離。不久，又認(rèn)識(shí)到這個(gè)定義極不穩(wěn)定，又不普遍。近年來(lái)，還采用過(guò)一個(gè)新的定義，選定一種元素的光譜線，把其波長(zhǎng)倍數(shù)作為長(zhǎng)度單位。到了20世紀(jì)80年代，人類對(duì)光速的測(cè)定非常精確后，國(guó)際度量衡大會(huì)重新制定了米的定義：“光在真空中行進(jìn)1/299 792 458秒的距離”為一標(biāo)準(zhǔn)米。
?目前，米的定義仍然采用光在真空中行進(jìn)距離這個(gè)方法。
有了基本長(zhǎng)度單位后，我們就可以測(cè)量距離了。
但距離并不總是為用米尺量得的結(jié)果，看下面的例子。（下文中 符號(hào)^表示次方，如10^（-2）表示10的-2次方）
首先是測(cè)量短的距離。
當(dāng)測(cè)量較小的事物時(shí)要把距離細(xì)分，把一米劃分為一千個(gè)相等的間隔沒(méi)有困難。利用顯微鏡，我們還能夠把一毫米分為一千等分，構(gòu)成微米這樣一個(gè)尺度，這樣稍有困難。但要繼續(xù)分成更小的尺度就很困難了，因?yàn)?b>人類看不見一個(gè)比可見光5×10^(-7)米還要小的物體。
然而科普書籍中常提到，典型原子大小約為10^(-10)米，而原子核大小為10^(-15)米【10^(-15)米稱為費(fèi)米】，科學(xué)家又是怎么知道原子核的大小的呢？原子與其中的核相差10^(5)倍，如果把原子放大到地球那么大，原子核僅有一個(gè)體育場(chǎng)那么大。原來(lái)科學(xué)家采用一種叫表面積法來(lái)測(cè)量。因?yàn)樵雍私魄蛐?，只要知道表面積，就能知道半徑。使一束高能粒子通過(guò)某種材料的一塊薄板，薄到原子都在一個(gè)平面上，并且知道薄板中原子總數(shù)與薄板面積。高能粒子通常會(huì)穿過(guò)薄薄的電子云，只有當(dāng)碰上了質(zhì)量集中的原子核時(shí)，才會(huì)被阻止或者偏轉(zhuǎn)。求出沒(méi)有通過(guò)薄板的粒子與射向薄板粒子總數(shù)之比，正好等于原子核覆蓋面積與薄板面積的之比。然后根據(jù)面積公式可以得出原子核的半徑。
然后是測(cè)量長(zhǎng)的距離。
一把米尺明顯無(wú)法測(cè)量月亮與我們的距離，那如何測(cè)量較長(zhǎng)的距離呢？科學(xué)家采用三角法。安放在地球上兩個(gè)不同地點(diǎn)的兩個(gè)望遠(yuǎn)鏡，精確對(duì)準(zhǔn)月亮上的某點(diǎn)，會(huì)得到兩個(gè)角度，用這種方法我們求得月球離我們有4×10^(8)米遠(yuǎn)。另外我們知道光傳播的速度，在發(fā)射無(wú)線電波并測(cè)得電波返回的時(shí)間，我們就能從時(shí)間來(lái)推測(cè)距離。當(dāng)然利用速度與時(shí)間的乘積是距離測(cè)量的另一種定義。
我們?nèi)绾螠y(cè)量一個(gè)更遙遠(yuǎn)的恒星的距離呢？還可以利用三角法，因?yàn)榈厍蚶@太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，而這種轉(zhuǎn)動(dòng)就位測(cè)量太陽(yáng)系外的恒星距離提供了一條基線。假如我們?cè)谙奶旌投煊猛h(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)一顆恒星，那么我們可以期望足夠精確的測(cè)出兩個(gè)角度，從而測(cè)出地球到恒星的距離。
如果恒星離得太遠(yuǎn)不能用三角法怎么辦呢？天文學(xué)家總是在發(fā)明測(cè)量距離的新方法。例如，他們發(fā)現(xiàn)可以從恒星的顏色估計(jì)大小和亮度，并且發(fā)現(xiàn)大多數(shù)情況下恒星顏色和內(nèi)在亮度之間存在一個(gè)平滑的關(guān)系：表觀亮度隨距離的平方而減小。對(duì)許多球狀星團(tuán)研究后，我們知道到知道銀河系中心的距離大約10^(20)米。所有銀河系大小相近，利用銀河系的直徑，再利用在天空的張角，就知道了到河外星系的距離。目前，這樣的一些銀河系大約處在地球到我們宇宙的界限一半的地方，約有10^(26)米。
