國家授時中心北京時間 陝西製造

2020-12-04 騰訊網

組圖:眾家齊聚陝西 共論中國酒文化發展傳承

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每到整點,收音機裡傳出幾聲「滴……」響後,播音員會說上這麼一句話:「剛才最後一響,北京時間×點整。」北京時間,統一著跨越5個時區的中國人的作息生活。可你知道嗎?北京時間,並不是從北京發出的,它的源頭卻在陝西。它究竟是怎樣被確定的?又是如何能保持隨時讓全國各地的人們都知曉的?

時間測量越來越精確

時間是什麼?有人說,時間就是金錢,因為「一寸光陰一寸金」;也有人說,時間就是生命;還有人說,「時間永無止境,因此它代表了永恆」。每個人與時間都會有千絲萬縷的聯繫:上班下班,上課下課,需要定點的時間;體育賽事的成績要以時間為尺度;股市商戰則需掌控好時間,伺機行事; 「GPS」定位、軍事導航、火箭發射等更無法離開精準的時間。

為了知曉時間,人類一直在發明各種各樣的計時儀器來測定時間。人們最早是利用太陽的射影長短和方向來判斷時間,這被稱為太陽鍾,比如圭表、日晷;後來又用機械原理設計出了機械鐘,主要有兩大類,一類是利用流體力學計時,有刻漏、沙漏;一類是採用機械傳動結構計時,有渾天儀、水運儀象臺等。到今天,人們使用的是非常先進的原子鐘了。隨著科技的進步,對時間的測量也是越來越精確,公元17年時計時每天會誤差10秒,而現在的原子鐘,3000萬年不差一秒。

隨著計時工具的進步,報時方式也在發展。古人用「晨鐘暮鼓」報時,現代的城市裡會在中心或繁華地帶掛個巨大的鐘表報時,而現在我們使用的「北京時間」,是用無線電波來傳播的。作為中國的時間標準,北京時間「誕生」在1949年。中國橫跨五個時區,但依據國際慣例——首都所在時區時間為本國標準時間,我國將北京所在的東八時區(即東經120度的)作為統一標準,並將其命名為北京時間。

這個全國人民都遵守的北京時間,卻並非「誕生」在北京,它的源頭在陝西,即位於西安臨潼的中科院國家授時中心。

「北京時間」從何而來

早春二月,記者前往了臨潼,去探尋有中 國「官方時間」之稱的北京時間「源頭」。

從車水馬龍的西安市中心,向東北方向行駛約30分鐘,就進入了有西安東大門之稱的臨潼區。過臨潼區收費站,再往東前行不到10分鐘,車在書院東路路北一座院落前停下。遠眺公路南側的驪山,山脊在霧蒙蒙的天色裡若隱若現,蜿蜒綺麗。

驪山腳下這個看似尋常的大院,此時在記者眼中顯得神秘異常,因為這裡正是北京時間的「誕生地」——中國科學院國家授時中心。作為我國唯一的精準授時機構,它牽動著全國時間同步的神經,跳動著全國精密時間的脈搏。這裡完成的是這樣一系列任務:用原子鐘所得到的守時基準,來產生標準時間——「北京時間」,再通過比對與國際時間協調,通過授時系統向全國進行授時服務。

中心大門保留著上世紀80年代初建時的樣子,院內蒼松鬱鬱蔥蔥,臘梅正吐芬芳,綠化很好,一不留神甚至會把這裡當做是療養院或是幹休所。

但當記者步入4層綜合主樓內,一切又是另一番景象,綜合樓走廊裡懸掛著的紅色電子表,可能在其他任何地方都找不到:除了常規的時、分、秒的顯示之外,在「秒」的顯示後又多了一位,並且以5進位跳動,也就是說,它的時間顯示精確到了0.5秒。雖然是上班時間,但樓內安靜異常。有時從某一間辦公室推門走出一位工作人員,都穿著白大褂,也給人莊嚴肅穆之感。

整座大樓最核心的地方,是位於地下室的鐘房,通往地下室的臺階還沒下幾級,手機就已經完全沒有了信號。而從踏入地下室,到進入地下鍾房,一共要邁過5重門,這越來越增添了記者對這裡的好奇。時頻基準實驗室袁海波博士告訴記者,如果說整個授時中心是「北京時間」的誕生地,那麼這個放置了數十臺銫原子鐘和氫原子鐘的地下鍾房,就如同孕育「北京時間」的子宮,它以嚴格的溫度、溼度和電磁環境,呵護著這些產生北京時間的原子鐘。

伴隨袁博士小心翼翼地打開最後一道鎖,這些天一直令記者十分好奇的、守時精度能達到3000萬年不差一秒的原子鐘終於展現在眼前——這些四四方方,看起來類似於小機箱的金屬盒子,外形沒有絲毫特殊之處,只是上面一排有節律閃爍的紅色指示燈,顯示著它的內部正繁忙工作著。袁博士介紹道,授時中心用來確定和保持我國時間標準的,正是由這樣的197臺銫原子鐘和5臺氫原子鐘共同完成。

袁博士說: 「這是整個中心的寶貝。是它們利用原子非常恆定的跳動來得到北京時間基準,多臺原子鐘比對則是為了確定最精準時間。」原子鐘們被置於牆壁全部覆蓋有屏蔽材料的鐘房裡,除此以外,房裡正中還懸掛有專門的儀器用以測量房間的溫度與溼度。「它們是極其精密的設備,任何微小的環境的幹擾都會影響其準確性。」

「北京時間」 從哪發向全國

臨潼的國家授時中心,完成的是北京時間的「守時」工作,即通過原子鐘系統,來保持和比對標準時間的產生。而這個時間還必須通過無線電波為用戶提供信號,才能讓千家萬戶接收到,這就是「授時」,完成這部分工作的地點卻並不在臨潼,而是在蒲城的國家授時中心二部(原陝西省天文臺)。

蒲城二部位於唐憲宗景陵山腳下的楊莊,它被人稱為「時間城」。全國的時間信號正是由這裡發播出去的。蒲城二部通過微波來接收臨潼「守住」的極高精度的標準時間,並採用長波和短波向全國發布。在全國各地,只要擁有時頻接收器,就可以在瞬時接收到發自蒲城的標準時間,然後再用來對準自己的時鐘。

雖然蒲城如今僅僅作為時間的發播基地而存在,但在約40年以前,它卻是國家授時中心(前身是陝西天文臺)的起點,肩挑「守時」與「授時」的雙重任務。如今的國家授時中心臨潼總部正是從蒲城搬遷而來的。

那麼,授時中心即陝西天文臺的選址緣何最初會「花落」蒲城?

建國初期,我國的無線電授時系統在上海,租用郵電部「真如國際電訊臺」向全國發布國家的時間信號。但無線電覆蓋範圍有限,從東南一隅發播,難以覆蓋全國,因此很多專家建議在國家地圖的版圖中央,建立一個新的無線電授時臺。

從授時中心副主任竇忠口中,這內幕被清晰地還原,「1966年建設國家授時中心落實選址有一個基本原則:一定要處於我國的內陸腹地中心!這樣一來發射出的無線電時間信號能夠覆蓋到全國各地,二來地質條件比較穩定,電磁環境也比較好。因此選址考察組在對符合基本原則的新疆、青海、甘肅、陝西四省區考察後,將第一視線落在了當時的陝西省武功縣楊陵鎮,另外,甘肅蘭州也『幸運』進入候選。」

專家在進行研討後,楊陵被認為「太靠近西安城中,恐不夠安全」而被放棄,而考慮到當時的戰備需要,臺址必須「靠山進洞」,蘭州也不符合條件,而且它位於地震多發區。「據說當時的選址組坐著飛機一路往渭北找山,最終選定了陝西省渭南市的蒲城縣。」

當地百姓卻並不知道國家為何要在這個偏僻的地方大興土木,用當時參建天文臺的老臺長漆貫榮的話來說,「連工作人員在鄉親們眼中都是神乎其神的。」也難怪百姓好奇,由於當時涉及國家安全,在蒲城縣金幟山上如火如荼展開的工程,卻只有一個「326工程」的神秘代號。

1968年10月,蒲城的陝西天文臺初見雛形,1970年12月15日,天文臺基本竣工,並開始向全國進行短波授時,自此,它承擔起了我國標準時間頻率產生和發播任務。這也就是如今臨潼中科院國家授時中心的前身。

既然如此,為何後來要將鍾房「大本營」遷至臨潼呢?竇主任告訴我,這是技術發展的必然,「上世紀70年代後期,在短波發射臺之後,長波發射臺很快也在蒲城建立,但長波發射臺功率非常大,電磁環境不好,會干擾和國際上進行比對的無線電信號收訊,用來『守時』的原子鐘保持的時間基準則要求相當精確,這樣,就決定了『守時』與『授時』兩套系統必然要分離開。」

因此上世紀80年代,陝西天文臺本部從蒲城遷址臨潼,並且在2001年的時候,被中央批准,正式改名為國家授時中心。

第一代科技人員的「工人」生涯

國家授時中心雖然位置稍偏僻,但這裡的博士、碩士比比皆是。而30多年前,曾經是南京大學天文系的高材生、如今已近古稀之年的原陝西天文臺老臺長漆貫榮,正是在蒲城楊莊這個不為外人知的小地方,度過了自己年華中最好的歲月。

1968年,包括漆臺長在內的27名以技術人員身份參建陝西天文臺的年輕人,帶著對理想的憧憬來到了蒲城,他們之中,除了4名中專生,其他23人,都是南京大學、北京郵電大學、南京郵電大學這些知名高校的天文、電子等專業畢業的高材生,其中大部分都是南方人。在那個大學生稀缺的年代,他們卻踏上渭北這片陌生的土地。

「我是江蘇人,來了以後真是不習慣,尤其是西北乾燥的氣候,半年都沒適應,鼻子總出血,當時住在當地農民家裡,睡覺前一定要在床頭上放一大瓷缸水,只要一醒,不管三七二十一,第一件事情就是捧著搪瓷缸咕隆咕隆先把一缸水喝下去。而且這裡基本每天都吃辣子夾饃、面片湯,一開始真受不了那種辣,後來吃慣了覺得還是蠻香的。」回憶往事,漆老哈哈一笑,絲毫看不出對當年的艱苦生活的埋怨。

由於天文臺修建工作完全從零開始,因此一到蒲城,等待他們的並非科研工作,而是成堆的沙子、水泥這類基建材料。「每人就發一雙白手套,也沒有什麼工具,沒有假期,沒有周末,不管早晚,只要車來了就立即去卸建材,以至於後來條件反射,一看見車來了,根本不用人叫,大家的第一反應都是去找自己的白手套。」

1970年10月,天文臺建築主體基本成形,天文儀器、原子鐘以及短波授時系統一一到位,漆老他們的「白手套生涯」才算結束。雖然40多年生活在陝西,漆老的言談仍難掩濃重的江蘇口音。而當年與漆貫榮一起的那些年輕人裡,有一半都在後來的歲月裡留了下來。

如今,有200餘名科研工作者在授時中心,如漆老那一代人一樣,從事著北京時間繁縟的比對、監控、發布,以及對時頻產品的開發、新技術的研發工作。

在量子頻標實驗室,記者見到了一位年輕的留法博士——常宏研究員,目前,已經歸國的他正帶著自己的學生們進行

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