到九宮格空間
編者按:位于陜西省渭南市蒲城縣的中國科學院國家授時中間長短波授時系統,不僅是新中國成立后最早的年夜科學裝置之一,更是凝集著無數科技任務者任務感與責任感的“國之重器”。
文明的進階,離不開時間的助力。當時代的車輪駛進以毫秒、微秒計時的現代社會,時間的共享空間筑夢價值加倍顯現。20世紀60年月,運載火箭和天然衛星發射工程加緊實施,對授時任務提出了更高請求。隨后,短波授時臺開始興建;70年月,小樹屋授時精度更高的長波授時臺興建,并于1983年舞蹈場地正式承擔國家授時任務。長短波授時系統的樹立,不僅使我國具共享空間備了連續的、全國土覆蓋的高精度授時才能,更使我國授時程度個人空間一躍躋出身界先進行列。
2019年,中國科學院國家授時中間蒲城長短波授時臺進選工業和信息化部國家工業遺產名單。
“鐺鐺鐺……”新年的鐘聲敲響,跨過“北京時間”零時整,華夏年夜地迎來嶄新的2025年。
我國幅員遼闊,分歧地區的時間是若何做到分分秒秒同步,各個角落的新年鐘聲又是若何做到準點交流敲響?走進位于中國科學院國家授時中間,這些問題都將找到謎底。
打破技術壁壘
“北京時間”從陜西發出
什么是“授時”?——這是許多人第一次聽聞“授時中間”的反應。“確定、堅持某種時間標準,通過必定的通訊手腕把這種時間標準的信息傳送出往,供應用者應用,這一整套任務就是‘瑜伽教室授時’。”國家授時中間黨委書記竇忠介紹,“授時”任務由來已久,《尚書·堯典》記載:“乃命羲和,欽若昊天,歷象日月星斗,敬授平易近時。”“授時”的稱謂,或許就來源于此。“在現代中國,‘授時’凡是指授農私密空間時節令,所以說授時任1對1教學務是與地理學相伴而生的。”竇忠說。
“授時”的概念看似生疏,其主要性卻體現在國家經濟社會發展的方方面面。電影《房間裡很安靜,彷彿世界上沒有其他人,只有她。我和我的祖國》“回歸”篇中,修表匠華哥以高深的技術調校機芯,幫助中英方代表與女港警的手表精確對準時間,為保證1997年7月1日0時0分準時升起五星紅旗作出貢獻。在這里,“對表”的意義,就是為了讓噴鼻港的回歸“一秒不差”。淺顯來講,“授時”就類似于電影中的“對表”,用標準時間往校準當教學地時鐘。新中國成立后,全國統一采用首都北京地點的東八時區的區時作為國家標準時間,稱為“北京時間”。其實,人們日常生涯中早就習以為常的“北京時間”,發播的源頭并不在北京,而在陜西。
“1964年,我國第一顆原子彈爆炸勝利后,導彈和天然衛星加速研制,這兩項任務都高度依賴精準的時間系統。”竇忠介紹,因戰略急需,國家明確提出“在東南地區樹立無線電共享空間短波授時臺”。依照“靠山進洞”的原則,短波授時臺最終確定的臺址在陜西省蒲城縣城東南金幟山。“當時的金幟隱士跡罕至,但一大量專家和年夜學生爭先從上海、南京、北京等地來到渭北高原的這座小縣城,配合創建舞蹈場地新中國第一代專用授時臺,這就是‘326工程’。”竇忠介紹。
為了一睹“326工程”的真實樣貌,記者一行人乘車前去蒲城縣。在距離縣城不遠的金幟山上,可以看見一片上世紀六七十年月的老建筑。“這里是‘326工程’短波授時臺舊址。現在我們看到的這些機房,已于1998年隨著老短波授時臺的搬遷而結束應用。”國家授時中間授時部主任段建文介紹,短波授時臺“326工程”于1966年開始籌建,在建設初期,廣1對1教學年夜參建人員面對的是一無經驗借鑒、二無技術積累的窘境。但恰是憑借著“一塊石頭一塊石頭地搬,也要搬出一座地理臺”的斗志,短波授時臺于1970年如期完工。“從此,我國擁有了完整獨立自立的專用授時系統,信號覆蓋半徑3000公里,授時精度1毫秒(1毫秒為千分之一秒),并成為國際上重要的授時系統之一。”段建文說。
從金幟山出發,未幾時便到了蒲城縣橋陵鎮楊莊村,此處是無線電長波授時臺地點地,也是當前“北京時間”長波授時信號的發出地。“航天技術發展和國防建設的需求,對授時精度提出了更高的請求,長波授時臺在此佈景下開始籌建。”段建文指著面前呈四塔倒錐形的天線介紹,“這就是長波授時系統的發射天線。塔距400米,塔高206米,還有7700平方米的地下發播機房,工程量極其浩蕩、復雜。家教”1983年,長波授時臺建成,并正式承擔國家授時任務,信號覆蓋半徑1000公里,授時精度1微秒(1微秒為百萬分之一秒)。長波授時臺的建成,使我國陸基無線電授時精度由短波授時的毫秒量級進步到微秒量級,躋出身界先進行列。1988年,被錢學森師長教師譽為“中國的一面年夜鐘”的長波授時系統獲國家科學技術進步獎一等獎。數十年過往,現在的長短波授時臺經過現代化技術改革升級,正以嶄新的面孔,跳動出時代的頻率脈搏。
為了滿足分歧應用需求,各國在建設著分歧的有線和無線、天基和地基的授時系統。“現在,我國是世界授時技術手腕最周全的國家,較好地支撐著經濟社會運行,保證著國家平安。”國家授時中間主任張首剛說,“為了進一個步驟進步授時的抗打擊才能和精度機能,通過融會現有授時系統和研制新的授時系統,我們還在建設著空六合立體穿插的國家授時體系。”
貢獻年夜國氣力
一秒背后的“技術長征”
對于從事時間任務的科學家而言,他們眼里的“時間”是什么?“授時任務包括了國家標準時間的產生堅持、授時發播和接受用時。”竇忠介紹,“除了長短波授時系統,位于西安市臨潼區的國家授時中間今朝還承擔著標準時間、標準頻率信號產生和堅持等守時環節的任務。”標準時間的產生和堅持是授時發播的基礎。
標準時間、標準頻率信號的產生關涉著我們對“秒”的定義。“時間的測量最開始是基于地理觀測——太陽在我們頭頂連瑜伽場地續兩次通過時間間隔的八萬六千四百分之一,就是1秒。”張首剛介紹,原子鐘面世后,人們依據世界時,對原子躍遷頻率(周期)進行了測量,基于原子鐘從頭定義了時間基礎單位“秒”。“現行時間單位‘秒’的定義觸及銫原子鐘,電磁波振蕩頻率高達92億赫茲,準確度達到幾億年誤差1秒。”張首剛說。
在日常生涯中,“秒”是“嘀嗒”流逝的一瞬;而在科學家眼中,“秒”是必須自立把握的主要技術。在新中國成立前,我國標準時間的產生和發播曾長期被外國人主導并操縱;同樣,在原子時時代的最後數十年里,中國人也未能實現對“秒”的真正把控。
200教學場地5年,剛從法國學成回國的張首剛只身來到國家授時中間,掌管原子鐘研制和標準時間研討。從“空缺的團隊”和“空缺的實驗室”,到2012年張首剛團隊終于自立研制出第一臺國產銫原子噴泉鐘,此后第二、三臺原子交流噴泉鐘相繼問世,9種分歧應用類型的原子鐘陸續研制勝利,其間經歷過成百上千次的實驗和推倒重來。
“一秒鐘”很短,轉瞬即逝;“一秒鐘”也很漫長,走過數十年技術“洽商”的歷史,也跨越幾個量1對1教學級精度的衝破。“現在,我們對于1秒的測量,可以精確到小數點后17位,我國已經實現了國家標準時間產生的自立可控和機能先進,并對國際標準時間的產生貢獻著年夜國氣力。”張首剛說。
標準時間的堅持與服務是關乎國計平易近生的一項基礎工程。在國家授時中間時頻基準實驗室,“國際原子時”“協調世界時”“北京時間”的數值舞蹈教室時刻閃爍。“實驗室的守時系統通過一組必定數量、分歧類型原子鐘的比對測量,計算駕馭產生連續穩定的當地原子時,再通過我們的銫原子噴泉基準鐘校準以及通過國際標準時間的每月校準,構成既穩定又準確的處所原子時,最后通過原子時與世界時協調,產生當地系統堅持的協調世瑜伽教室界時和北京時間。”時頻基準實驗室主任董紹武介紹,“實驗室的守時系統天天24小時不間斷連續運行、產生北京時間的物理信號。”兩套守時系統彼此備份,每時每刻都有專人值守,實驗室還有專門的供電系統應對突發情況,一切的以防萬一都是為了守護一代代科研人員視若性命的北京時間。據悉,2017年以來,北京時間與國際標準家教時間的誤差一向在縮小,從原來的5納秒(1納秒為十億分之一秒)到現在的1.5納秒,位居世界第二。
再現出色時光
地下迷宮變“時間遺產”
分秒積成的時間,是一個內涵豐富的概念——有物理的時間、生物的時間、哲學的時間……置身國家授時中間,更能深入體會到時間的分歧存在。近年來,為使工業遺產資源獲得公道保護和應用,國家授時中間與蒲城縣當局配合一起配合,慢慢開發應用長短波授時臺舊址。“我們通過一年時間,將長短波授時臺舊址的環境依照原有格式進行恢復、收拾和修復,并在此基礎上建設時間博物館和科學家舞蹈場地精力教導基地。”段建文介紹。
時間中有科學的氣力與歷史的分量。基于蒲城短波授時臺舊址改建而來的時間博物館是全國為數未幾的以時間為主題的博物館之一,于2023年10月正式開館。主展館內發布了“時間從哪來”和“寸尺光陰”兩個主題展,以“授時”為主題,聚集了豐富的歷史文物和授時科技結果。段建文介紹,開館1年以來,博物館共招待參觀游客25萬余人次。
時間中更有精力的沉淀與性命的過往。“出于平安考慮,長波授時臺發播把持系統當時是以經得住核襲擊的建筑標準建在地下。現在,這座聽到彩修的回答,她愣了半天,然後苦笑著搖了搖頭。看來,她並沒有想像中的那麼好,她還是很在乎那個人。地下‘迷宮’已建設成為‘堅守任務·為國授時’科學家精力教導基地。”蒲城縣委宣傳部副部長惠曙光介紹,基地于2022年9月正式運行,今朝已招待參觀游客3.3小樹屋萬人次。在這里,參觀者能夠于聲、光、影中再睹老長波授時臺原貌,親身感觸感染苗永瑞等老瑜伽場地一輩科學家為我雖然裴毅這次去祁州要徵得岳父岳母的同意,但裴毅卻充滿信心,一點都不難,因為就算岳父和岳母婆婆聽到了他的決定,他國第一代長波授時臺從建設初期到完成國家一系列高精度授時發播任務的艱苦歷程,深入體會“恬澹名利、甘于清貧、無私奉獻、科技報國”的“326精力”。
工業遺產中還記錄著一代人用熱血和汗水寫下的奮斗歷史與芳華故交流事。在采訪過程中,記者遇見帶著家人來到長短波授時臺遺址參觀的屈阿姨,50多年前,她曾在短波授時臺任務過一段時間。再度回到曾經任務生涯過的處所,屈阿姨心境激動:“面前的一切還是那么熟習,仿佛又將我帶回到年輕時候,回到那段艱苦又充滿幻想的出色時光。”也許,這即是工業遺產的魅力地點——老一輩科學家夜以繼日、奮斗不息的崢嶸歲月,一代代科研任務者堅守任務、為國授時的不懈尋求,透過高峻的天線群、無缺的設備間,還有一張張記錄時光的老照片,沾染著來此探尋時間奧秘的每一個人。
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現代計時方法蘊躲的“可是他們說了不該說的話,胡亂污衊主子,說主子的奴婢,免得他們受一點苦,受一點教訓。我怕他們學不好,就這樣了。聰明
時間可以“燃”出來
噴鼻料加可燃物制成條形或盤形的燃噴鼻,其燃燒速率是基礎均勻的。用燃噴鼻計時的裝置稱為噴鼻漏。有一種形制特別的龍船噴鼻漏:一艘龍船形的盛器上放著一支或幾支點燃的噴鼻,噴鼻上橫放數根兩端系上金屬球的線,每隔一段時間,噴鼻便會燒斷一根線,使金屬球落進上面的銅盤上,發出響聲,報告時間,也被稱為“火鬧鐘”。
時間可以“稱”出來
秤漏是通過秤稱量流進受水桶中水的份量變化來計時。秤漏有一只較年夜的供水桶,通過一根細管把年夜桶的水引進另一只受水桶中。隨著時間流逝,受水桶中被注進的水量逐漸均勻增添。把它掛在秤鉤上,通過稱其份量變化,實現時間測量。秤漏應用的是虹吸道理,這根細管就叫做虹吸管,古時稱為“渴烏”。虹吸水流有很高的均交流勻性,秤漏的計時精度較高。
時間可以“流”出來
水鐘是我國現代重要的計時東西,也稱漏刻。單桶漏刻為沉箭式泄水型,水從漏壺孔流出交流,漏壺中的箭尺隨水面降落,個人空間箭尺上的刻度唆使時間。多級漏刻普通為浮箭式受水型,箭尺在最末一級的受水壺中,隨水面上升唆使時間。