■肖偉剛
在很多科學文獻和相關業務活動中，我們常常會看到國家標準時間、國際標準時間這樣的表述，這二者有何區別呢？實質上來說，國家標準時間是時間概念的社會性體現，是國際標準時間的國家區域化及實際體現，是通用體制下的技術實現。在相關業務活動中，特別需要對二者有清晰的、立體的認知，否則就會產生一些關聯性概念的理解誤區，筆者特撰文對此給予解析。
國家標準時間從何而來
時間是物質存在的基本形式，建立在物質運動和變化的基礎上，用於表徵事物變化順序，是人類描述世界使用的一個基本物理量。
與其他物理量不同的是，時間是一個一直處於動態之中的物理量，包含「時間間隔」和「時空基準對齊（即起始點對準）」兩個內核要素，即秒長和時刻。前者對應周期現象，為了測量和標記；後者對應人類適應於日升日落的節奏（因地球自轉），為了相位對應。
因此，從認知範圍看，時間的定義和標準高於測量活動本身。基於更穩定周期現象而研製（原子能級躍遷輻射周期）的原子鐘成為了符合現代「秒長」定義的標準計時手段。目前，國際標準時間是協調世界時（UTC），由設在法國的國際權度局綜合全世界各守時實驗室原子鐘數據產生的「秒長」，每月彙算平均上月數據，在納秒級實現統一；UTC在時刻上要求向世界時（來源於基於地球自轉的天文觀測，也稱天文時）靠攏，誤差不超過0.9秒。原子時是守住「秒長」，世界時是對準符合正確起點的「時刻」。其中，世界時所採用的周期現象是日（地球自轉一圈），人眼看到了一次日升天亮，一日被86400分割，就得到了世界時基本單位秒的定義。地球自轉觀測需要全球參與，修正地球極點變化後的世界時稱為UT1。國際地球自轉參考服務組織（IERS）負責處理全世界合作臺站的多種觀測數據，獲得UT1，由法國和美國不定期通過網際網路向全球播報。
國家作為政治性、民族性、區域性組織的存在，「國家標準時間」應運而生。一個土地遼闊的大國，需要獨立自主的標準時間服務體系，即「國家鍾」及其對表系統。周期和頻率是倒數關係，時間信號實質上是以頻率信號的處理為基礎的，越精準越穩定越好，大地測量、空間探測和航天發射等活動甚至需要實時的世界時測量和預報，故西方發達國家都有獨立自主的世界時UT1觀測能力。國際標準時間是理論上的統一要求，國家標準時間是實操性的，體現了技術把控能力，甚至能操控全球，比如美國海軍天文臺等。
我國國家標準時間的產生、保持和發布，一直由中國科學院負責。在新中國建立初期，上海天文臺基於天文觀測和世界協調就建立了我國獨立的世界時基準，後來交由陝西天文臺（國家授時中心前身）負責，順利實現了由天文時向原子時的守時過渡。自上世紀七十年代建成的以綜合原子時為基準的長短波授時系統一直發播標準時頻碼，在此基礎上迄今已建立了多種精度的全國性的立體授時網絡體系。1988年國務院法制局專門召開了國家時頻與標準管理協調會，確定中科院繼續負責我國協調世界時UTC和國家標準時間的授時工作。目前，國家授時中心保持的協調世界時UTC（NTSC）的綜合性能在國際80多個守時實驗室中位居前四，對國際協調世界時貢獻的權重排名前三，北鬥衛星和交通部海岸電臺均溯源至UTC（NTSC），發布《時間頻率公報》，已有41年歷史，被美國國會圖書館、法國國防部、牛津大學等國際知名機構收錄，具有一定的國際影響。
多角度思考國家標準時間的管理
1.從計量行政管理角度
計量是指用一個規定的標準已知量，如長度、重量、溫度、壓力、電流等，和同一類型的未知量相比較而加以測定。從學術意義上看，可數量化的都是可計量的，但國家計量管理是政府的社會治理行為，為了推行市場經濟和社會生活中的統一標準，為建立公正公平秩序服務，《中華人民共和國計量法》規定了計量基準器具及相關計量檢定標準的監督管理。
由於時間與其他基本物理量（如質量、長度）不同，是一個變化態的物理量，「秒」是計量單位，而「時刻」不屬於計量管理範疇。《中國人民共和國國家計量基準目錄》規定了兩項產生秒長的時間頻率基準裝置。
計量部門語境下的「時間計量」指的是「時間頻率基準信號（秒長）測量」，但易被解讀為標準時間值的全面測量技術；常見到計量科技進展報告中有「建立健全了我國時間量值溯源體系」的表述，也屬於不嚴謹，說大了，應當是「建立健全了時間基準（秒長）量值溯源體系」。作為守時基準設備的國產磁選態和雷射抽運銫原子鐘正逐步打破進口依賴，其他新型原子鐘和光鍾也在大力研發，原子時「秒長」技術已建成了體系，但我國自主的UT1測量技術很薄弱，所以根本談不上建立健全了時間量值溯源體系。與此相類似，如坐標系就不屬於計量管理的範疇，只有坐標系的長度單位「米」屬於計量的範疇。
計量即測量，可針對一切可量化的測量技術，大到宇宙天體觀測，小到微生物學化學反應觀測，快到高密度等離子體的診斷。但學術用詞和管理用詞，其落腳點不同。國際權度局也譯為「國際計量局」，對時頻「計量」管理只是事後取優採數計算形成滯後的「紙面時」，提供參考。要透過現象看本質，不能只看字面。
2.從法律法規制度角度
「國家標準時間較亂，我國急需立法專門管理國家標準時間」，這是一個偽命題。立法是政府行為，國家治理中為了保護什麼、限制什麼、促進什麼，要面向問題進行。標準時間的基準信號是國際統一且標準公認，定義和體制明確，其產生和服務的技術規範（換算因數、數據結構、溯源技術要求等）都已經明確，時間超越了繁文縟節，因為時間服務信號直達用戶。物理層面，國家標準時間服務需要專門性專業性授權性的重大科技基礎設施系統裝置。總之，市場的歸市場（時頻設備），政府的歸政府（實驗室的職能範圍和重大設施建設的審核）。
相類似，世界上產品交換硬通貨基準的國家區域化體現就是國家貨幣，有專門的「國家標準貨幣（人民幣）管理條例」嗎？顯然這是概念誤用，國家標準時間並不亂，是守時實驗室定位亂，是守時實驗室無序擴張和政府相關授權協調性缺失導致的。
若說立法有必要，需要管理的不是國家標準時間，而是同步定時應用方面的信號採用來源、基礎設施管理的安全法規。例如，一些重點領域仍以GPS導航授時為主，存在重大的安全隱患。2010年1月，我國採用GPS授時的通信基站，由於GPS升級，其授時功能受到影響，導致我國沿海多個省份的CDMA網絡出現大量告警。
3.從國際報數的角度
國際比對是促進全球合作形成「紙面時」的機制，有積極意義，但也帶來一些混淆說法。例如，「我國的國家標準時間還沒有定義」，這又是表達偏頗。地球人標準時間只有一個，各國只是打造持續精近靠近它的技術能力而已，定義早已明確。或許想說「體現我國標準時間的時頻基準信號不止在一個地方產生，如今需要重新明確」。這是由於國內原子守時實驗室的發展很快，且多家向國際權度局報數，獲得備案本地UTC（K），但這個表徵是虛擬性的。國際權度局主要看數據水準，備案並非完全等同於一個國家標準時間服務資格的本土認定。關鍵是長期穩定性並符合極低的誤差值，多數的守時實驗室由於連續穩定性不好，實際上當月當時採數時會剔除掉信號不穩者，實質上駕馭國際原子時的主體還是美、俄、法、德等發達國家。
近幾十年來，精密電子、雷射頻譜技術的迅速發展，推動了我國的時頻計量技術的發展，小銫鐘、大銫鐘、噴泉鍾、光鍾等能直接復現秒定義的實驗裝置在多家守時實驗室試驗，常見有「保有本地原子時」「守時實驗室參與了駕馭國際原子時」之類描述，這並不科學。「本地」的原意是指國家行政的大片區，但實際上守時實驗室未必形成了符合國標的守時能力，參與國際比對不等於駕馭國際原子時，「擁有地方（獨立）原子時的保持能力」指的是有高穩定性連續性不中斷且不依賴他方比對校準能力的實驗室。
面對標準時間，我們需要「知其然，更知其所以然」，撥清雲霧，防止走偏。
《中國科學報》 (2021-01-14 第5版 文化周刊)