甩掉“洋拐棍”，“北京時(shí)間”中國造

陳歡歡

“北京時(shí)間7點(diǎn)整?！?/p>

當(dāng)這熟悉的聲音從廣播電視中傳來，人們往往會(huì)好奇，什么是“北京時(shí)間”、它是如何產(chǎn)生的、它的精度有多高、在國際上處于什么水平？

這一系列問題背后，其實(shí)是中國科學(xué)家攻堅(jiān)克難、甩掉“洋拐棍”的故事。

“北京時(shí)間”正式開始

時(shí)間回到70年前，一名剛參加工作的女大學(xué)生苦苦追問：時(shí)間要那么精確到底有啥用？

她就是“北京時(shí)間”創(chuàng)制奠基人之一、中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院上海天文臺(tái)原臺(tái)長葉叔華。

1949年，中國人民政治協(xié)商會(huì)議第一屆全體會(huì)議決定將“中原標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間”改為“北京時(shí)間”，以首都北京所在的東八時(shí)區(qū)的區(qū)時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)。之后，中國科學(xué)院領(lǐng)命接管了原先上海法租界的徐家匯觀象臺(tái)，正式開始“北京時(shí)間”的建立工作。

這項(xiàng)工作落到了20歲出頭的葉叔華身上，工作內(nèi)容似乎極其簡單——白天做算術(shù)，晚上看星星。

回憶起往事，今年已97歲高齡的葉叔華笑著說：“來了三天就想走了。別人都以為搞天文的很浪漫，一旦自己上手就討厭死了，心里很不甘，難道一輩子就這樣了嗎？”

葉叔華后來之所以改變想法，是因?yàn)樗私獾?，就是這樣一份枯燥難耐的工作，對(duì)當(dāng)時(shí)正在進(jìn)行的全國地圖測繪至關(guān)重要。

那時(shí)的徐家匯觀象臺(tái)設(shè)備老舊、技術(shù)過時(shí)，后來，在國家支持下，徐家匯觀象臺(tái)“鳥槍換炮”，終于擁有了一臺(tái)當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的石英鐘。

此外，中國還需要自創(chuàng)一套測時(shí)算法。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，葉叔華采用獨(dú)特的方法——對(duì)觀測員根據(jù)其誤差變化取平均值，從而創(chuàng)立了一套獨(dú)立的時(shí)間測量方案。

1965年，我國“綜合時(shí)號(hào)改正數(shù)”通過國家技術(shù)鑒定；1966年初，正式作為我國的世界時(shí)基準(zhǔn)，即“北京時(shí)間”向全國發(fā)播。

“326”工程

20世紀(jì)60年代，我國開始研制導(dǎo)彈和人造衛(wèi)星，而這兩項(xiàng)工作都極度依賴精準(zhǔn)的時(shí)間系統(tǒng)，且需要每天連續(xù)24小時(shí)不間斷發(fā)播時(shí)間信號(hào)。國家明確提出“在西安地區(qū)建立短波授時(shí)臺(tái)”重點(diǎn)項(xiàng)目。除了建設(shè)短波授時(shí)臺(tái)外，項(xiàng)目還開展世界時(shí)和原子時(shí)研究工作，代號(hào)“326”工程。

原中國科學(xué)院陜西天文臺(tái)（授時(shí)中心前身）臺(tái)長漆貫榮和他的六名同班同學(xué)一起被分配到“326”工程。

然而，當(dāng)時(shí)短波臺(tái)選址在荒山野嶺，宿舍建在山坡上。說是到短波臺(tái)工作，可短波臺(tái)又在哪兒呢？漆貫榮的同班同學(xué)王正明形容：“好像一盆冷水從頭頂澆了下來。”

大家首先要解決“三通”問題——通水、通電、通路。漆貫榮領(lǐng)到的任務(wù)是通路，人送外號(hào)“路局長”。他先找到一家設(shè)計(jì)單位畫了圖紙，再找附近農(nóng)民幫助施工，不到三個(gè)月就鋪通了一條石子路。

通水則麻煩得多，他們往地下打了100多米都沒有找到水，后來不得不引水上山。

就這樣，大家一起卸鋼筋、拉水泥，不分晝夜地工作，不知道磨壞了多少副帆布手套。沒有吊車，他們就在地上鋪鋼管，將幾噸重的機(jī)器一點(diǎn)一點(diǎn)往前挪，一塊石頭一塊石頭地搬……他們用不到三年時(shí)間“搬”出了中華人民共和國第一座國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間專用短波授時(shí)臺(tái)。

1970年，“326”工程建成竣工，周恩來總理親自批示，從1971年1月1日起正式啟用。從此，我國具備了自主可控、全國土覆蓋、連續(xù)發(fā)播的陸基無線電授時(shí)能力。

如愿

1969年，中華人民共和國成立20周年前夕，有關(guān)部門曾上報(bào)我國授時(shí)工作的成就，周恩來總理看到后詢問用的什么鐘，答曰進(jìn)口鐘。周總理便說先不要宣傳，要甩掉“洋拐棍”，下決心研制先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)鐘，趕上并超過他們。

從法國巴黎第六大學(xué)博士畢業(yè)回國的張首剛采用同企業(yè)合作成立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的方式，經(jīng)過幾年摸索，終于在2017年研制出國際首款激光抽運(yùn)小銫鐘產(chǎn)品，性能比美國產(chǎn)品還要好，除了裝備我國的時(shí)間、導(dǎo)航、5G通信等系統(tǒng)外，還出口到歐洲。

此外，團(tuán)隊(duì)還研發(fā)出性能先進(jìn)的冷原子銫噴泉基準(zhǔn)鐘、冷原子鍶光鐘、世界上體積最小的高性能芯片原子鐘。

如今在授時(shí)中心，有40多臺(tái)不同類型的守時(shí)原子鐘連續(xù)運(yùn)行，綜合產(chǎn)生著穩(wěn)定的“北京時(shí)間”，并通過銫噴泉基準(zhǔn)鐘自主校準(zhǔn)?！艾F(xiàn)在，世界上除了美國，就只有我們中國擁有產(chǎn)生國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的所有核心設(shè)備的研發(fā)能力。我們可以不受外界干擾，自主保持‘北京時(shí)間的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性?！敝袊茖W(xué)院國家授時(shí)中心主任張首剛說。

展望未來，國際上公認(rèn)的光鐘也許會(huì)取代銫原子鐘，重新定義時(shí)間單位“秒”?！肮忡姳蠕C原子噴泉基準(zhǔn)鐘的精度還要高兩三個(gè)量級(jí)，達(dá)到運(yùn)行幾十億年誤差不到一秒?！睆埵讋偙硎尽?/p>

面對(duì)這樣一個(gè)改寫教科書的機(jī)會(huì)，世界各國都在加緊研發(fā)。

2022年10月31日，我國空間站夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙順利發(fā)射，其搭載的由三臺(tái)鐘組成的世界首套空間原子鐘組，其中就包括世界上第一臺(tái)空間光鐘。

歷時(shí)近半個(gè)世紀(jì)，重溫周恩來總理甩掉“洋拐棍”的愿望，如果時(shí)間會(huì)說話，它應(yīng)該會(huì)說：這盛世，如您所愿。

（摘自《中國科學(xué)報(bào)》）