科技的魅力

楊旭海

自從有了時(shí)間，就有了時(shí)間傳遞的需求，為了統(tǒng)一一個(gè)圈子的時(shí)間，需要將時(shí)間從一個(gè)地方傳遞到另一個(gè)地方。如果傳遞的是一個(gè)地區(qū)或國家的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，就成了“授時(shí)”。從古至今，隨著科技進(jìn)步，授時(shí)也在不斷發(fā)展。為了讓更多人特別是青少年了解時(shí)間的奧妙，激發(fā)對(duì)時(shí)間科學(xué)的興趣，李孝輝用了6年時(shí)間、修改不下數(shù)十稿，才最終完成這本《時(shí)間的真相》。

時(shí)間的魅力人所共知，這類科普作品的意義也毋庸置疑。然而，我國現(xiàn)有圖書與廣大群眾的需求極不相稱，最突出的問題是數(shù)量少，介紹歷法、時(shí)分秒的書有很多，但介紹秒以下時(shí)間很少，主要是因?yàn)槊胍韵碌臅r(shí)間超出了人的生理感知，很難給讀者描述清楚。這樣，現(xiàn)代高精度時(shí)間方面的最新進(jìn)展沒有科普書進(jìn)行介紹，特別是在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、嫦娥工程等重大工程建設(shè)期間，亟待結(jié)合重大工程中時(shí)間的應(yīng)用，為普通大眾傳授相關(guān)的科學(xué)知識(shí)。

科普也需要?jiǎng)?chuàng)新，《時(shí)間的真相》真實(shí)地體現(xiàn)了這一點(diǎn)，尤其是對(duì)秒以下時(shí)間的描述，書中有很多的創(chuàng)新思維。作者巧妙運(yùn)用轉(zhuǎn)化的方法，用時(shí)空關(guān)系來說明時(shí)間，如納秒量級(jí)的時(shí)間，我們雖然感受不到，但納秒量級(jí)時(shí)間引起的效果，我們能看到。對(duì)于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)來說，1納秒的時(shí)間會(huì)引起30厘米的定位誤差，這樣就形象地說明了納秒量級(jí)時(shí)間的作用。這個(gè)主題也與我國發(fā)展衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的大背景相適應(yīng)，把衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的原理提煉成一組初中生都能看明白的四元一次方程組，一下子就能理解。書中還使用了多種類比方法描述出現(xiàn)的事物。如北京時(shí)間已經(jīng)精確到了納秒，但1納秒有多小？使用類比的方法，將1秒和1納秒放在一起，把1秒放大到100年，1納秒就放大到了3秒鐘，這樣，納秒有多小就非常清楚了。更進(jìn)一步，用33千米外看到的亮光來形容，讀者就能夠?qū)艿臅r(shí)間有一個(gè)形象的了解，理解科技發(fā)展的魅力。最后，最重要的一點(diǎn)就是書中對(duì)圖像的使用。出現(xiàn)1分鐘61秒就是世界時(shí)和原子時(shí)兩者的不一致引起的，這很難讓人直觀理解，但書中用兩個(gè)等間隔分布的長度的變化，則可以讓人們非常形象地看到兩個(gè)時(shí)間的差異，最后一個(gè)時(shí)間不得不多加一秒以使兩者相同，這種表述手法既生動(dòng)又形象。

《時(shí)間的真相》一書在向大家展示我國最先進(jìn)的科研成果方面，也是可圈可點(diǎn)的。科普書籍不單單是給讀者講述一個(gè)知識(shí)體系，也需要把領(lǐng)域內(nèi)的最新成果給大家講述出來，使大眾了解到科學(xué)技術(shù)發(fā)展的最新成果。在這方面，作者李孝輝在寫作時(shí)通過下面的各種創(chuàng)新表達(dá)，力圖將最新的科技成果展現(xiàn)在讀者面前，這也是本書的特色。

首先，作者用故事化的敘述講述最新科技事件，例如，歐洲發(fā)現(xiàn)超光速的烏龍事件。書中用了一個(gè)小故事，在非常形象地說明這件事的來龍去脈的同時(shí)，讓讀者自然而然地理解時(shí)間在現(xiàn)代科技中的重要作用;又如，在我國首選的授時(shí)系統(tǒng)——北斗系統(tǒng)。北斗系統(tǒng)在授時(shí)方面還有一個(gè)其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不具備的優(yōu)勢(shì)，就是北斗使用了地球同步軌道衛(wèi)星。這種衛(wèi)星的授時(shí)誤差在整個(gè)中國區(qū)域內(nèi)變化不大，并且誤差隨時(shí)間變化也相對(duì)緩慢，授時(shí)穩(wěn)定性在時(shí)間上和空間上都很高。舉個(gè)例子，有兩個(gè)表，一個(gè)表的誤差是固定的，每天都是5分鐘的誤差，另一個(gè)表的誤差是隨機(jī)的，今天快3分鐘，明天慢3分鐘，完全不可預(yù)料，我們想要哪個(gè)表呢？表面上看第一個(gè)表的誤差大，但它仍然比第二個(gè)表好，因?yàn)橹灰潭ǖ販p掉5分鐘，這個(gè)表就準(zhǔn)了。未來，隨著服務(wù)能力的不斷提升，北斗系統(tǒng)將在更多領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用！

其次，作者運(yùn)用了各種圖表的形象化加工。每一個(gè)鐘表，我們首先關(guān)心的是其準(zhǔn)不準(zhǔn)，而北京時(shí)間作為我們國家的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，其究竟準(zhǔn)不準(zhǔn)？由書中所給的2019年國際原子時(shí)計(jì)算中守時(shí)實(shí)驗(yàn)室的權(quán)重分布以及世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間UTC產(chǎn)生機(jī)構(gòu)發(fā)布的大量數(shù)據(jù)可以看出，北京時(shí)間的性能在世界上也是名列前茅的。我國的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間性能世界第三，如何讓讀者能形象地看到這個(gè)排名？書中使用了誤差柱的方法，最好的誤差柱最短，從小到大排列起來，一下子就可以看到我國標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的性能。通過這個(gè)例子，可以更好地讓讀者感受現(xiàn)今我國科技的實(shí)力，增強(qiáng)讀者的民族自豪感。

最后，作者用通俗的語言、由淺入深的引導(dǎo)來講述深?yuàn)W的科技成果。在今天，對(duì)表已經(jīng)成為一個(gè)潛意識(shí)的活動(dòng)，每個(gè)用表的人都知道要把表對(duì)一下才可以。但是，為什么要對(duì)表？可能很少有人思考這個(gè)問題，這就是統(tǒng)一時(shí)間的要求，只有相互交流的人用的時(shí)間相同，才有交流的可能，否則，就成了雞同鴨講，失去了時(shí)間的意義。當(dāng)前精度最高的遠(yuǎn)程時(shí)間傳遞方法是衛(wèi)星雙向時(shí)間傳遞，為了使大眾更加容易理解這項(xiàng)成果，書中從所有人都使用的對(duì)表開始，先讓人了解雙向的對(duì)表方法，再轉(zhuǎn)化到時(shí)間傳遞方法，一步步地引導(dǎo)讀者了解雙向時(shí)間傳遞的工作特點(diǎn)。同時(shí)，書中對(duì)測(cè)量、傳遞等的描述都采用了這樣的方法，讓讀者在輕松閱讀中領(lǐng)悟時(shí)間的真諦，體會(huì)時(shí)間的美妙、感受時(shí)間的神奇。

在《時(shí)間的真相》封底推薦語中，“我國的國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間由國家授時(shí)中心產(chǎn)生和保持，其性能水平目前位居國際前三，這需要一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)來進(jìn)行維持。本書深入、細(xì)致地講述了北京時(shí)間產(chǎn)生和應(yīng)用的各個(gè)環(huán)節(jié)，將深?yuàn)W的科學(xué)道理轉(zhuǎn)化為生動(dòng)有趣的故事，使讀者在輕松中獲取知識(shí)，了解北京時(shí)間”，這一描述很好地提煉了本書的特色。

閱讀《時(shí)間的真相》，探索時(shí)間的奧秘。

作者單位：中國科學(xué)院國家授時(shí)中心

（責(zé)任編輯郎靜）