本文转自:东说念主民日报
中国科学院国度授时中心——
为“北京时辰”读秒(国度工业遗产)
本报记者 孟 扬 张丹华 曹怡晴

图①:在蒲城短波授时台原址,参不雅者能够干预“时辰宝盒”心愿送达行径。图为时辰博物馆外的“时辰宝盒”。 本报记者 曹怡晴摄 图②:科研东说念主员正在监测国度授时中心时频基准系统数据。 图③:国度授时中心骊山天文站(良友像片)。 图④:长波授时台建设效率干预新中国诞生35周年游行彩车(良友像片)。 图⑤:工作主说念主员监测系统工作情况(良友像片)。 图⑥:科研东说念主员监测长波授时试发播信号(良友像片)。 图⑦:国度授时中心洛南昊平卫星导航授时监测站。 图⑧:在“效力职责·为国授时”科学家精神锻练基地,多媒体投影展现高精度时辰频率的紧要作用。 图②至图⑧均为国度授时中心提供
编者按:位于陕西省渭南市蒲城县的中国科学院国度授时中心曲直波授时系统,不仅是新中国诞生后最早的大科学装配之一,更是凝合着无数科技工作家职责感与职守感的“国之重器”。
娴雅的进阶,离不开时辰的助力。当期间的车轮驶入以毫秒、微秒计时的当代社会,时辰的筑梦价值愈加表露。20世纪60年代,输送火箭和东说念主造卫星辐照工程加紧本质,对授时工作建议了更高条目。随后,短波授时台览动营建;70年代,授时精度更高的长波授时台营建,并于1983年庄重承担国度授时任务。曲直波授时系统的竖立,不仅使我国具备了集合的、寰球土障翳的高精度授时才气,更使我国授时水平一跃置身世界先进行列。
2019年,中国科学院国度授时中心蒲城曲直波授时台入选工业和信息化部国度工业遗产名单。
“铛铛铛……”新年的钟声敲响,跨过“北京时辰”零时整,中原地面迎来簇新的2025年。
我国版图开朗,不同地域的时辰是如何作念到分分秒秒同步,各个旯旮的新年钟声又是如何作念到准点敲响?走进位于中国科学院国度授时中心,这些问题都将找到谜底。
冲破期间壁垒
“北京时辰”从陕西发出
什么是“授时”?——这是好多东说念主第一次听闻“授时中心”的反馈。“详情、保持某种时辰范例,通过一定的通讯技巧把这种时辰范例的信息传送出去,供应用者使用,这一整套工作就是‘授时’。”国度授时中心党委文牍窦忠先容,“授时”工作由来已久,《尚书·尧典》纪录:“乃命羲和,钦若昊天,历象日月星辰,敬授人时。”“授时”的称谓,大要就来源于此。“在古代中国,‘授时’时常指授农时节令,是以说授时工作是与天文体相伴而生的。”窦忠说。
“授时”的观点看似生分,其紧要性却体当今国度经济社会发展的方方面面。电影《我和我的故国》“转头”篇中,修表匠华哥以深通的期间调校机芯,匡助中英方代表与女港警的腕表精确瞄准时辰,为保险1997年7月1日0时0分准时起飞五星红旗作出孝敬。在这里,“对表”的意念念,就是为了让香港的转头“一秒不差”。平凡来讲,“授时”就近似于电影中的“对表”,用措施时辰去校准腹地时钟。新中国诞生后,寰球和解弃取都门北京所在的东八时区的区时看成国度措施时辰,称为“北京时辰”。其实,东说念主们日常生计中早就习合计常的“北京时辰”,发播的泉源并不在北京,而在陕西。
“1964年,我国第一颗原枪弹爆炸告捷后,导弹和东说念主造卫星加速研制,这两项工作都高度依赖精确的时辰系统。”窦忠先容,因政策急需,国度明确建议“在西北地区竖立无线电短波授时台”。按照“靠山进洞”的原则,短波授时台最终详情的台址在陕西省蒲城县城西北金帜山。“那时的金帜山莺啼燕语,但一多量众人和大学生争先从上海、南京、北京等地来到渭北高原的这座小县城,共同创建新中国第一代专用授时台,这就是‘326工程’。”窦忠先容。
为了一睹“326工程”的真实面容,记者一转东说念主搭车赶赴蒲城县。在距离县城不远的金帜山上,不错看见一派上世纪六七十年代的老建筑。“这里是‘326工程’短波授时台原址。当今咱们看到的这些机房,已于1998年跟着老短波授时台的搬迁而罢手使用。”国度授时中心授时部主任段建文先容,短波授时台“326工程”于1966年启动筹建,在建设初期,边远参建东说念主员面临的是一无辅导模仿、二无期间积聚的逆境。但恰是凭借着“一块石头一块石头地搬,也要搬出一座天文台”的斗志,短波授时台于1970年按期齐备。“从此,我国领有了十足自强门庭的专用授时系统,信号障翳半径3000公里,授时精度1毫秒(1毫秒为千分之一秒),并成为国外上主要的授时系统之一。”段建文说。
从金帜山启程,未几时便到了蒲城县桥陵镇杨庄村,此处是无线电长波授时台所在地,亦然现时“北京时辰”长波授时信号的发出地。“航天期间发展和国防建设的需要,对授时精度建议了更高的条目,长波授时台在此配景下启动筹建。”段建文指着咫尺呈四塔倒锥形的天线先容,“这就是长波授时系统的辐照天线。塔距400米,塔高206米,还有7700闲居米的地下发播机房,工程量极其边远、复杂。”1983年,长波授时台建成,并庄重承担国度授时任务,信号障翳半径1000公里,授时精度1微秒(1微秒为百万分之一秒)。长波授时台的建成,使我国陆基无线电授时精度由短波授时的毫秒量级耕作到微秒量级,置身世界先进行列。1988年,被钱学森先生誉为“中国的一面大钟”的长波授时系统获国度科学期间进步奖一等奖。数十年夙昔,如今的曲直波授时台经过当代化期间修订升级,正以簇新的面容,越过出期间的频率脉搏。
为了知足不同应用需求,列国在建设着不同的有线和无线、天基和地基的授时系统。“如今,我国事世界授时期间技巧最全面的国度,较好地撑持着经济社会运行,保险着国度安全。”国度授时中心主任张首刚说,“为了进一步耕作授时的抗打击才气和精度性能,通过交融现存授时系统和研制新的授时系统,咱们还在建设着空寰宇立体交叉的国度授时体系。”
孝敬大国力量
一秒背后的“期间长征”
关于从事时辰工作的科学家而言,他们眼里的“时辰”是什么?“授时工作包含了国度措施时辰的产生保持、授时发播和接登第时。”窦忠先容,AG真人百家乐官方“除了曲直波授时系统,位于西安市临潼区的国度授时中心目前还承担着措施时辰、措施频率信号产生和保持等守时方法的工作。”措施时辰的产生和保持是授时发播的基础。
措施时辰、措施频率信号的产生关涉着咱们对“秒”的界说。“时辰的测量最启动是基于天文不雅测——太阳在咱们头顶集合两次通落伍辰间隔的八万六千四百分之一,就是1秒。”张首刚先容,原子钟面世后,东说念主们依据世界时,对原子跃迁频率(周期)进行了测量,基于原子钟重新界说了时辰基本单元“秒”。“现行时辰单元‘秒’的界说波及铯原子钟,电磁波回荡频率高达92亿赫兹,准确度达到几亿年破绽1秒。”张首刚说。
在日常生计中,“秒”是“嘀嗒”荏苒的刹那;而在科学家眼中,“秒”是必须自主掌执的紧要期间。在新中国诞生前,我国措施时辰的产生和发播曾恒久被番邦东说念主主导并把握;雷同,在原子时常代的来源数十年里,中国东说念主也未能收尾对“秒”确实切把控。
2005年,刚从法国粹成归国的张首刚独身来到国度授时中心,把握原子钟研制和措施时辰考虑。从“空缺的团队”和“空缺的实验室”,到2012年张首刚团队终于自主研制出第一台国产铯原子喷泉钟,尔后第二、三台原子喷泉钟接踵问世,9种不同应用类型的原子钟不绝研制告捷,其间经验过成百上千次的实验和推倒重来。
“一秒钟”很短,遽然即逝;“一秒钟”也很漫长,走过数十年期间“卡脖子”的历史,也跨越几个量级精度的突破。“如今,咱们关于1秒的测量,不错精确到极少点后17位,我国一经收尾了国度措施时辰产生的自主可控和性能先进,并对国外措施时辰的产生孝敬着大国力量。”张首刚说。
措施时辰的保持与服务是关乎民生国计的一项基础工程。在国度授时中心时频基准实验室,“国外原子时”“协调世界时”“北京时辰”的数值时刻能干。“实验室的守时系统通过一组一定数目、不同类型原子钟的比对测量,估量支配产生集合雄厚的腹地原子时,再通过咱们的铯原子喷泉基准钟校准以及通过国外措施时辰的每月校准,酿成既雄厚又准确的场地原子时,临了通过原子时与世界时协调,产生腹地系统保持的协调世界时和北京时辰。”时频基准实验室主任董绍武先容,“实验室的守时系统每天24小时不阻隔集合运行、产生北京时辰的物理信号。”两套守时系统互相备份,无时无刻都有专东说念主值守,实验室还有挑升的供电系统搪塞突发情况,所有的以防万一都是为了看管一代代科研东说念主员视若人命的北京时辰。据悉,2017年以来,北京时辰与国外措施时辰的偏差一直在消弱,从蓝本的5纳秒(1纳秒为十亿分之一秒)到当今的1.5纳秒,位居世界第二。
再现精彩时光
地下迷宫变“时辰遗产”
分秒积成的时辰,是一个外延丰富的观点——有物理的时辰、生物的时辰、玄学的时辰……置身国度授时中心,更能真切体会到时辰的不同存在。连年来,为使工业遗产资源取得合理保护和期骗,国度授时中心与蒲城县政府共同勾通,冉冉开发期骗曲直波授时台原址。“咱们通过一年时辰,将曲直波授时台原址的环境按照原有方式进行收复、整理和开辟,并在此基础上建设时辰博物馆和科学家精神锻练基地。”段建文先容。
时辰中有科学的力量与历史的重量。基于蒲城短波授时台原址改建而来的时辰博物馆是寰球为数未几的以时辰为主题的博物馆之一,于2023年10月庄重开馆。主展馆内推出了“时辰从哪来”和“寸尺光阴”两个主题展,以“授时”为主题,都集了丰富的历史文物和授时科技效率。段建文先容,开馆1年以来,博物馆共原宥参不雅旅客25万余东说念主次。
时辰中更有精神的千里淀与人命的过往。“出于安全琢磨,长波授时台发播规章系统那时是以经得住核紧迫的建筑措施建在地下。如今,这座地下‘迷宫’已建设成为‘效力职责·为国授时’科学家精神锻练基地。”蒲城县委宣传部副部长惠朝阳先容,基地于2022年9月庄重运行,目前已原宥参不雅旅客3.3万东说念主次。在这里,参不雅者能够于声、光、影中再睹老长波授时台原貌,躬行感受苗永瑞等老一辈科学家为我国第一代长波授时台从建设初期到完成国度一系列高精度授时发播任务的艰辛历程,真切体会“轻淡名利、甘于艰辛、忘我奉献、科技报国”的“326精神”。
工业遗产中还记录着一代东说念主用热血和汗水写下的顺耳历史与芳华故事。在采访经由中,记者碰见带着家东说念主来到曲直波授时台古迹参不雅的屈大姨,50多年前,她曾在短波授时台工作过一段时辰。再度回到也曾工作生计过的场地,屈大姨脸色兴隆:“咫尺的一切如故那么纯熟,仿佛又将我带回到年青时候,回到那段艰辛又充满欲望的精彩时光。”也许,这即是工业遗产的魔力所在——老一辈科学家夙兴昧旦、顺耳握住的岁月峥嵘,一代代科研工作家效力职责、为国授时的不懈追求,透过肥大的天线群、完好意思的设备间,还有一张张记录时光的老像片,感染着来此探寻时辰难懂的每一个东说念主。
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古代计时神态贮蓄的智谋
时辰不错“燃”出来
香料加可燃物制成条形或盘形的燃香,其湮灭速率是基本均匀的。用燃香计时的装配称为香漏。有一种形制特地的龙舟香漏:一艘龙舟形的盛器上放着一支或几支点火的香,香上横放数根两头系上金属球的线,每隔一段时辰,香便会烧断一根线,使金属球落入底下的铜盘上,发出响声,敷陈时辰,也被称为“火闹钟”。
时辰不错“称”出来
秤漏是通过秤称量流入受水桶中水的重量变化来计时。秤漏有一只较大的给水桶,通过一根细管把大桶的水引入另一只受水桶中。跟着时辰荏苒,受水桶中被注入的水量渐渐均匀增多。把它挂在秤钩上,通过称其重量变化,收尾时辰测量。秤漏期骗的是虹吸旨趣,这根细管就叫作念虹吸管,古时称为“渴乌”。虹吸水流有很高的均匀性,秤漏的计时精度较高。
时辰不错“流”出来
水钟是我国古代主要的计时器具,也称漏刻。单桶漏刻为千里箭式泄水型,水从漏壶孔流出,漏壶中的箭尺随水面下跌,箭尺上的刻度诱骗时辰。多级漏刻一般为浮箭式受水型,箭尺在最末一级的受水壶中,随水面高涨诱骗时辰。
《 东说念主民日报 》( 2025年01月02日 12 版)百家乐AG
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