地球自转变慢的原因，有人认为是由潮汐摩擦力引起的，还有人认为与地球两极的自然条件变化有关。近年来已发现地球平均温度有上升的趋势，这样，两极地区巨大的冰川慢慢地融化了，两极的冰块在减少，地球赤道附近的洋面水位上升，地球要保持原来的转速，就要求增加转动力矩。而地球自转的转动力矩，是由太阳、地球、月亮按着它们自己的规律形成的，相对来说是不变的。只有使地球自转速度变慢才能达到力的平衡。当然这样的变化是很微小的，没有精确的仪器是测不出来的。
由此可见，世界时的3种形式：UT0、UT1、UT2都受地球自转中存在的不可预计的和长期变化的影响。
由于上述种种原因，按地球自转制定的世界时的秒长仍有较大的误差，有时可达10-7量级，相当于每3个半月差1秒。在现代科学技术发展的情况下，这么大的误差是不允许的。另外，在地球自转的基础上修正来修正去，总是不够理想，于是人们又去寻找定义秒长的新方法。
利用地球的公转确定秒长——历书时大家知道，地球除了自转以外，还有公转。地球绕太阳公转一周的时间就是一年，地球绕太阳公转，也可以想象为一个巨大的时钟。太阳与地球的连线相当于指针，就像一种秒针上带有“小卫星”的闹钟一样。不过“小卫星”转1周的时间是印秒，地球绕太阳转1周的时间却是1年。
诚然，地球公转的速度并非恒定不变，但是地球的公转周期却相当稳定。把地球公转周期的若干分之一定为1秒，这样的秒长也是相当均匀的。
1952年制定了以地球绕太阳的公转周期为基准的计时系统，称为“历书时”，记为ET。
为了把历书时用于实际，在给历书时ET定义时，要考虑ET与UT的衔接，应用时才不致于产生混乱和不必要的麻烦，做法是这样的：
（1）使世界时向历书时过渡时不要产生时刻的中断；（2）使历书时的秒长与世界时的秒长尽量一致。
根据上面的原则，1960年在采用历书时的时候规定：
历书时的起始时刻是世界时1900年1月1日0时正，在时刻上严格与世界时衔接起来。
历书时的秒即是上述1990年1月1日0时正开始的回归年长度的1／31556925。9747。
由于回归年长度不受地球自转速度的影响，所以历书时的秒长是均匀的。
由于技术上的原因，一般通过观测月亮来测定历书时。
在1960～1967年，曾用改良的布朗月历表得到的历书时称为ET0；1968～1971年，使用新的天文常数系统，并对布朗级数的一项错误进行修正后测定的历书时称为ET1；而从1972年至今，研究了布朗级数的新展开式，得到的历书时称为ET2。
历书时在理论上是一种均匀时，但不太容易得到；连续几年的天文观测，才能得到±1×10-9的精度。
事物总是一分为二的，历书时的秒与世界时的秒比较起来，精度是提高了不少。对于±1×10-9的精度而言，经过30年的积累才会产生±1秒的误差。但这个精度也不能满足现代科学发展的需要，同时，历书时需要长时间的天文观测，这使得人们又去寻找和定义新的时间基准了。
尽管如此，历书时仍作为一个天文常数保存下来，在大地测量和天文学的研究上，仍然有重要的参考价值。
原子时1967年第十三届世界度量衡会议上，决定采用原子时，记为AT。
原子时的秒长就是用原子跃迁频率的周期来确定的。
现代原子时的秒长是这样定义的：
铯133原子在基态的两个超精细能级结构间零场跃迁时，幅射频率的9192631770个周期的时间间隔为1秒。
人们习惯于使用世界时，为了不给使用造成麻烦，必须使原子时与世界时很好地衔接起来。
选取1958年1月1日UT2的0时为原子时的时刻起点，即要求满足：
（AT-UT2）1958·0=0因为技术上的原因，在实现这个规定时只得到了：
（AT-UT2）1958·0=0.0039秒此值做为一个历史常数被保存下来，应用时扣除这微小的修正量就行了。
原子时的秒长是靠我们前面所讨论过的原子钟来复现的，与地球、太阳相比，原子钟的体积小得多了，可以很好地将它保存在实验室里。我们已经知道原子钟的原理，它很少受外界条件的影响，是更为客观更为恒定的时间基准。保存在原子钟里的原子时的秒长容易测定和应用，不需要进行长时间的天文观测。而它酌稳定度和准确度却十分高，一般可达±1×10-12或更高，正像前面我们已经讲过的那样，相当于30万年差1秒。
协调世界时、闰秒世界时、历书时、原子时3种计时系统都是通过寻找一个均匀运动周期来定义秒长，由于地球的自转和公转的周期都很长，所以世界时和历书时的秒长是通过对长周期的等分而得到的。而原子跃迁频率的周期很短，所以原子时的秒长是通过对短周期的倍乘而得到的。
另外，我们已经知道UT是以地球自转周期来定义的，而地球自转的速度是不均匀的，所以，严格地说，UT不是“均匀时”。在3种世界时UTo、UT，、UT2中，UT2虽然经过了3次修正，比较均匀，但也只能称为“准均匀时”，因为还有地球自转的长期变化和随机跳动无法修正。地球绕太阳公转的周期是均匀的，原子跃迁频率的周期也是均匀的，所以历书时和原子时都可以称为均匀时。
也许有人会问，既然原子时的秒长最精确，那么，世界时和历书时就可以不要了。
其实不是这样。世界时UT和历书时ET还不能废除，因为它们各有各的用处。这3种计时系统之间有区别又有联系，它们之间可以相互换算，但不能互相取代。在某种意义上讲，它们互相补充了对方的不足。
世界时UT与人们的生活联系最密切，若把UT取消了，人们的生活将感到很不方便，在航海、航空上也都离不开UT；正因如此，原子时的时间起点也必须和世界时严格对准。
这3种计时系统如何应用，还要看使用场合。在要求不高时，用世界时UT就可以了。在要求比较高时，就用原子时。历书时一般只在天文、大地测量等场合使用。当然原子时是当代最精确的计时系统。
问题是使用了统一的原子时的秒长以后产生了新的矛盾，因为原子时的秒长与世界时的秒长并不完全相等。时间一长，原子时就偏离了世界时，如从1958年开始建立原子时算起，到1971年年底止的一段时间里，世界时落后于原子时将近10秒，而且差异越来越大，这对使用部门来说意见很大。协商的结果，就产生了“协调世界时”，记为UTC。
协调世界时不是一种独立的计时系统，而是一种服务方法。3种计时系统UT、ET、灯分别保留了各自的定义，在它们之间进行换算或在应用中产生矛盾时，人为地采用一种跳秒的方法来“协调”，以利于应用，这就是“协调世界时”的实质。
一般来说，我们使协调世界时的秒长，忠实地反映原子时的秒长，规定在|UTC-UT|〉0.9秒（1974年以前是0.7秒）时，做1秒的整数跳动，称为闰秒。闰秒由国际时间局（BIH）通知，一般在每年的元旦进行。如仍不够，则在7月1日再闰一次。
这种协调世界时从1972年1月1日开始实行。1971年12月31日做了-0.107758秒的特殊跳秒，这样到1972年1月1日时，AT与UTC整差10秒，也作为一个历史常数保存下来。
协调世界时，可以这样来理解：时刻用世界时的，方便使用；时间间隔（即秒长）采用原子时的，提高精度。这样做协调时就要偏离世界时，再采用闰秒的方法来修正。
当然，闰秒这种办法也不是没有缺点的，有时，闰秒会搅乱计时系统的连续工作，所以要求取消闰秒的呼声正在增长。
就是为了确定这短短的1秒钟，人们不知道花费了多少辛勤的劳动，开了多少次国际性专业会议，并建立专门的国际机构来研究它。比如在1954年第十届国际度量衡会议上，专门成立了“秒定义咨询委员会”……经过人们长期的努力，使秒的定义逐步完善起来。虽然如此，直到现在为止，关于秒的定义问题仍有许多理论和技术上的问题有待进一步解决。
协调时间的国际组织为了有效地协调时间工作，国际上先后成立了一些专门组织和机构，它们按照各自的需要、能力、官方要求和传统习惯，分别关心时间领域中不同方面的问题，从而形成了一个复杂的系统。在这里，我们不可能详尽说明它们的活动情况，只能就它们的主要任务作一简要介绍。
协调时间（包括频率）服务工作的国际组织，通常分为政府间组织和非政府间组织两大类。前者一般都得到各国政府的某种形式的官方支持，而对于后者，这种支持则是很间接的。
政府间的组织有：
（1）国际计量大会（CGPM）这是有政府代表参加的国际会议。国际米制公约就是由它签署和修订的。
（2）国际计量委员会（CIPM）它是国际计量大会闭会期间的行政机构。
（3）国际计量局（BIPM）国际计量大会和国际计量委员会的执行机构及实验室。
（4）秒定义咨询委员会（CCDS）创建于1956年，由国际计量委员会提名的科学家组成。
（5）国际电信联盟（ITU）由各成员国主管部门的官员和电信专家组成。
（6）国际无线电咨询委员会（CCIR）国际电信联盟中负责处理无线电通信业务的咨询机构。它的第七研究组负责处理标准时间和频率发播业务。目前无线电授时中的许多规程都是由它制订的。
非政府间的组织主要有：
（1）国际科学联盟（ICSU）它相当于国际上各学术团体之间的总协调局。
（2）国际天文学会（IAU）在1919年成立初期主要处理时间方面的协调问题。目前则通过它的第31委员会在时间方面发挥作用。
（3）国际无线电科学协会（URSI）负责处理无线电科学中的各种问题。它的A组（电磁学计量组）中包含时间计量。
（4）国际时间局（BIH）它是国际原子时（TA）、协调世界时（UTC）和世界时（UT1）等时间标准的负责机构，也是目前国际上在时间工作中仅有的一个常设机构。
寻找不变的秒长前面说过，平太阳时是不均匀的，它的秒长可伸可缩，是一种“橡皮秒”。诚然，这种伸缩程度很小，甚至在我们的日常生活中难以觉察出来，但是，它对于某些精密科学测量来说，是绝对不能允许的。于是，人们不得不继续探索，以便寻找一种不变的秒长标准。
在本世纪初期，原子物理学和量子力学都处于发展的初始阶段，人们对于微观世界的认识水平还很肤浅；天文学家仍然在宏观世界寻找更好的时间计量标准。
天文学家由长期的天文观测发现，虽然地球公转速度在一年中的不同季节是变化的，但它公转一周的时间却相当稳定，他们推想，如果把地球公转周期的若干分之一定为一秒，这样的秒长或许会相当均匀。
但是，要得到这样的时间，必须精确地掌握地球公转运动规律。就是说，必须精确地测量太阳的周年视运动情况。
早在19世纪末，纽康就根据地球绕太阳的公转运动编制了一份太阳历表。在这份历表中，纽康按天体力学定律，采用所谓“牛顿时间”（即理想均匀的时间），计算并列出了太阳的位置。在这种理想的时间系统中，每给定一个时刻，就能由表查出太阳的一个相应位置。
既然如此，那么能不能把问题反过来，由观测到的太阳位置反推出这一位置所对应的均匀时间呢？
至少在理论上说，这样做是可能的。国际天文学会经过论证之后，于1956年决定以纽康太阳历表为基础定义了一种理想的时间尺度，这就是学术界所说的“历书时”。它的秒长等于1960年1月1日0时正回归年长度的1／31556925.9747。国际上还规定，从1960年开始，由历书时取代平太阳时作为基本的时间计量标准。
这样，我们就在理论上有了一个均匀不变的秒长单位。但实际上要得到这样的秒长是相当困难的，因为观测太阳比较困难，人们只能通过观测月亮等其他天体来测定历书时。
月亮是一个视圆面比较大的天体，边缘又不十分整齐，用现代子午环、中星仪和月亮照相仪等天文仪器，经过几年观测，所得历书时的精度，只能达到10-9量级；比平太，阳时精度只高不到十倍，仍然不能满足现代科学技术对于时间精度的要求。
把原子套在时钟上至此，我们大体按照事物发展的本来顺序，介绍了人类从宏观世界物质运动规律开始，认识和测量时间的发展历史。我们看到，人类在长期“日出而作，日人而息”的过程中，逐步产生了“日”的概念；又从月亮缺而复圆中认识了较长的时间单位——月；当人类知道太阳是一颗恒星以后，地球运动周期便成了计量时间的科学标准。在这漫长的岁月里，人类曾发明了日规、滴漏和各式各样巧夺天工的的钟来测定较短的时间间隔。随着物理学的发展，人们学会把单摆吊在时钟上，做出了摆钟，提高了计时精度；此后，又用石英晶体振荡牵引时钟钟面，做出了石英钟，使计时精度又有很大提高。这些时钟所测定的时间都以天体宏观运动周期为标准，而天体运动周期又是由天文观测测定的。因此，长期以来，人们习惯于把时间工作同天文学联系在一起，原因就在这里。
在现代科学技术条件下，人类对于宏观世界的认识已经远远超过人们的视界范围，扩展到更加遥远的恒星、星系、星系团、类星体……达到100亿光年以上的天区。诚然，这是一个了不起的进步，但是，我们不能不看到，人类目前对于各种天体运动规律的认识，还远远没有达到尽善尽美的程度，即使对于人类自己生活起居的地球，也还没有完全搞清它的运动规律。
在这样的情况下，通过天文观测测定时间就遇到两个方面的困难；首先是理论上的困难，即尚未搞清时间测量赖以为基础的天体运动规律；其次是技术上的困难，天体的光线经过地球大气到达观测仪器，大气对星光的折射大大限制了地面观测精度。目前，在地面上利用光学望远镜观测恒星测定世界时，其精度只能达到千分之几秒的水平。
当宏观时间标准（天体运动）不能适应科学发展需要的时候，人类的认识又向着另一个方面——微观世界发展，开始了认识和测量时间的又一个新进程。
我们知道，在宏观世界里找不到完全相同的个体。全世界有40几亿人口，那就是40几亿个模样，即使是孪生兄弟，看起来相似，但仔细观察，总可以找出差异。同一厂家，用同一类元器件生产的某种电气产品，外观上可以一模一样，质量却会各有优劣。
