安徽省靈璧縣黃灣中學(xué) 華興恒
“北京時間”并不是北京的時間,那么北京時間又是從哪里發(fā)出的呢?北京時間是從我國的時間城,即國家授時中心發(fā)出的。我國的時間城位于陜西省中部蒲城縣的西部,北京時間就是由位于這里的中國科學(xué)院陜西天文臺發(fā)布的,這里是我國唯一的標(biāo)準(zhǔn)時間授時中心。
1967 年第13 屆國際計量大會決定,把在海平面上實現(xiàn)的銫原子時秒規(guī)定為國際單位制時間單位。原子時起點定在1958年1 月1 日0 時,即規(guī)定在這一瞬間,原子時和世界時重合,這就需要各國建立自己的原子鐘提供發(fā)播時間,即“授時”。
當(dāng)時,美國、蘇聯(lián)、日本等世界發(fā)達國家都已建立了本國完整的標(biāo)準(zhǔn)時間、標(biāo)準(zhǔn)頻率授時中心。我國臺灣也依靠美國建立了標(biāo)準(zhǔn)時間頻率授時臺。可大陸只是在上海有一個功率極小的由法國天主教士在20 世紀20 年代建立的無線電授時臺,向全國發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)時間。由于上海在整個中國的相對地理位置不居中,以及當(dāng)時技術(shù)設(shè)備落后等原因,不僅發(fā)射的時間信號精度不高,而且覆蓋面積也很小,致使當(dāng)時我國時間發(fā)布的效果很不理想。有時,我國只好頗為尷尬地接收蘇聯(lián)發(fā)播的時間,這對發(fā)展高科技產(chǎn)業(yè)極為不利,尤其是對現(xiàn)代戰(zhàn)爭和國防建設(shè)具有非常嚴重的影響。
1959 年,當(dāng)時的蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人赫魯曉夫曾提議幫助我國建設(shè)一座授時中心,毛澤東主席婉言拒絕了這項提議,他說:“中國必須有中國的標(biāo)準(zhǔn)時間,中國的時間不能掌握在外國人的手里?!?/p>
1966 年3 月26 日,周恩來總理親自主持國務(wù)會議,正式確定了我國建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)時間授時臺的計劃,這就是后來被稱為“326工程”的授時臺建設(shè)計劃。我國科學(xué)家經(jīng)過近一年的勘測,并報請周總理親筆批示:同意在陜西省中部建立“國家授時中心”。
到1970 年,經(jīng)過上千天文地理工作者和其他科研人員的共同努力,終于在蒲城縣正式建立了我國第一個具有時間計算和授時服務(wù)功能的無線電短波授時臺。經(jīng)國務(wù)院批示,于同年12 月15 日試播并取得圓滿成功。
1973 年,為了適應(yīng)航空航天事業(yè)和國防建設(shè)的需要,國家在短波授時臺的基礎(chǔ)上,又增建了短波遠洋授時系統(tǒng)。1980年,整個短波授時臺在國務(wù)院的主持下,正式通過國家技術(shù)鑒定,從而正式承擔(dān)起國家短波授時任務(wù)。1975 年,經(jīng)國務(wù)院、中央軍委批準(zhǔn),無線電長波授時臺及相關(guān)授時系統(tǒng)開始興建,并于1986 年6 月通過國家技術(shù)鑒定,正式交付使用。至此,這個我國自己設(shè)計建設(shè)的唯一標(biāo)準(zhǔn)時間、標(biāo)準(zhǔn)頻率授時中心,已經(jīng)完全能夠承擔(dān)起不同部門所需的長短波授時服務(wù)。
授時中心選在陜中而不是北京主要有以下幾個原因:一是陜中地處大陸腹地,離我國大地原點僅50 千米,發(fā)射的時間信號容易覆蓋全國;二是當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定,授時中心因地震等災(zāi)難被毀壞的概率較低;三是當(dāng)時適逢“文化大革命”,國際局勢動蕩不安,建立在內(nèi)陸閉塞的地方相對來說比較安全。
目前,國家授時中心設(shè)計、應(yīng)用的是原子鐘。這個授時中心有六臺小銫鐘(5071銫鐘組),組成我國地方原子時尺度,其穩(wěn)定程度為10-14秒。授時中心通過短波授時臺和長波授時臺等授時系統(tǒng),每時每刻發(fā)播著北京時間。
利用電視或收音機傳送北京時間一般采用兩種方法:一是“有源傳送”,與授時中心同步,直接把原子時信號發(fā)送出去,中央電視臺就是利用這種方式來傳送時間的;另一種是“無源傳送”,演播室不放原子鐘,在不干擾正常節(jié)目廣播的情況下,利用電視或收音機中某個脈沖作為對比時間的參考標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)時發(fā)送時間,像中央人民廣播電臺就是利用這種無源傳送的方式來發(fā)送時間的。兩種方式提供的時間與時間城內(nèi)的原子鐘都是同步的,三十萬年誤差不到1秒,這在國際上也名列前茅。簡單來說,就是中央電視臺和中央人民廣播電臺依據(jù)該中心發(fā)出的標(biāo)準(zhǔn)時間、標(biāo)準(zhǔn)頻率校對自己的工作鐘,而后經(jīng)過無線電波和電視熒屏,把北京時間傳送到千家萬戶。
每天授時中心從不間斷地為我國國土勘察、軍事測繪、地震、空間天文乃至民用報時等提供準(zhǔn)確可靠的標(biāo)準(zhǔn)時間頻率信號。30 多年來授時中心先后完成了發(fā)射運載火箭、發(fā)射回收衛(wèi)星、發(fā)射“澳星”與“亞星”、核潛艇水下發(fā)射等百余次重大任務(wù)的時間保障工作,高達數(shù)十萬分之一、百萬分之一甚至億萬分之一秒的時間精度,標(biāo)志著我國已經(jīng)跨入世界先進授時國的行列。
時間和長度、質(zhì)量一樣是三大基本物理量,時間計量對生活、生產(chǎn)、科學(xué)研究等人類一切活動都有著最基本的意義。我們?nèi)粘I钪袑r間的精度要求并不高,不會把“發(fā)車”時間精確到幾分幾秒,但對衛(wèi)星或宇宙飛船的發(fā)射和測控就不同,它需要與時間城同步的時間,而且精確程度要求也非常高,要用精密時間作為基本物理量。精密時間以其完美的線性和連續(xù)性顯示出繽紛的客觀世界的聯(lián)系,成為人類認識世界和改造世界的科學(xué)武器。
隨著現(xiàn)代社會的高速發(fā)展,對高精度時間提出了更高的要求,特別是現(xiàn)代數(shù)字通信網(wǎng)的發(fā)展、信息高速公路建設(shè),各種政治、文化、科技和社會信息的協(xié)調(diào)都是建立在嚴格的時間基礎(chǔ)上的。所以時間的應(yīng)用有著無比廣闊的前景,其在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科技生活中的地位也越來越高。