安徽省靈璧縣黃灣中學 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出的呢?北京時間是從我國的時間城,即國家授時中心發出的。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院陜西天文臺發布的,這里是我國唯一的標準時間授時中心。
1967 年第13 屆國際計量大會決定,把在海平面上實現的銫原子時秒規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播時間,即“授時”。
當時,美國、蘇聯、日本等世界發達國家都已建立了本國完整的標準時間、標準頻率授時中心。我國臺灣也依靠美國建立了標準時間頻率授時臺。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,向全國發布標準時間。由于上海在整個中國的相對地理位置不居中,以及當時技術設備落后等原因,不僅發射的時間信號精度不高,而且覆蓋面積也很小,致使當時我國時間發布的效果很不理想。有時,我國只好頗為尷尬地接收蘇聯發播的時間,這對發展高科技產業極為不利,尤其是對現代戰爭和國防建設具有非常嚴重的影響。
1959 年,當時的蘇聯領導人赫魯曉夫曾提議幫助我國建設一座授時中心,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準時間,中國的時間不能掌握在外國人的手里。”
1966 年3 月26 日,周恩來總理親自主持國務會議,正式確定了我國建設標準時間授時臺的計劃,這就是后來被稱為“326工程”的授時臺建設計劃。我國科學家經過近一年的勘測,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功能的無線電短波授時臺。經國務院批示,于同年12 月15 日試播并取得圓滿成功。
1973 年,為了適應航空航天事業和國防建設的需要,國家在短波授時臺的基礎上,又增建了短波遠洋授時系統。1980年,整個短波授時臺在國務院的主持下,正式通過國家技術鑒定,從而正式承擔起國家短波授時任務。1975 年,經國務院、中央軍委批準,無線電長波授時臺及相關授時系統開始興建,并于1986 年6 月通過國家技術鑒定,正式交付使用。至此,這個我國自己設計建設的唯一標準時間、標準頻率授時中心,已經完全能夠承擔起不同部門所需的長短波授時服務。
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,發射的時間信號容易覆蓋全國;二是當地的地質構造穩定,授時中心因地震等災難被毀壞的概率較低;三是當時適逢“文化大革命”,國際局勢動蕩不安,建立在內陸閉塞的地方相對來說比較安全。
目前,國家授時中心設計、應用的是原子鐘。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,每時每刻發播著北京時間。
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準,應時發送時間,像中央人民廣播電臺就是利用這種無源傳送的方式來發送時間的。兩種方式提供的時間與時間城內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該中心發出的標準時間、標準頻率校對自己的工作鐘,而后經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確可靠的標準時間頻率信號。30 多年來授時中心先后完成了發射運載火箭、發射回收衛星、發射“澳星”與“亞星”、核潛艇水下發射等百余次重大任務的時間保障工作,高達數十萬分之一、百萬分之一甚至億萬分之一秒的時間精度,標志著我國已經跨入世界先進授時國的行列。
時間和長度、質量一樣是三大基本物理量,時間計量對生活、生產、科學研究等人類一切活動都有著最基本的意義。我們日常生活中對時間的精度要求并不高,不會把“發車”時間精確到幾分幾秒,但對衛星或宇宙飛船的發射和測控就不同,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性顯示出繽紛的客觀世界的聯系,成為人類認識世界和改造世界的科學武器。
隨著現代社會的高速發展,對高精度時間提出了更高的要求,特別是現代數字通信網的發展、信息高速公路建設,各種政治、文化、科技和社會信息的協調都是建立在嚴格的時間基礎上的。所以時間的應用有著無比廣闊的前景,其在工農業生產和科技生活中的地位也越來越高。