從“觀象授時”到“量子授時”

日升月落，斗轉星移，在中華民族形成發展的漫長歲月里，人們早期通過“觀象授時”獲取時間。考古學研究證明，距今七千多年前，我國古代天文學就已經開始萌芽，先民在大自然的生活之中形成了對日月星辰和晝夜四季的認知。

在距今5800年到5300年的安徽含山凌家灘遺址，一份刻著復雜圖形符號的“無字天書”靜靜地躺在墓坑中。一塊玉版夾在玉龜中，玉龜上鉆有數個左右對應的圓孔，玉版中心是八角星，外部琢有圓圈。

這些紋飾被認為和“觀象授時”有關，代表太陽、四季、八個節氣和方位。“凌家灘玉版具有明確的紀日功能，形成了一種原始的太陽歷系統。”中國科學技術大學科技史與科技考古系教授石云里近日發布了最新研究報告。

古人對于“觀象授時”的考古實證遠不止于此。翻閱文獻典籍，早在《尚書·堯典》中就有記載“乃命羲和，欽若昊天，歷象日月星辰，敬授人時”，“觀天象、授人時”的觀念上古就已形成。

“觀象授時”更與農耕文明的演進同頻。中國現存的農事歷書《夏小正》，按十二月的時序記載了天象、氣象、物象；西漢淮南王劉安的《淮南子·天文訓》，最早對二十四節氣進行完整總結。

西漢之后，十二時辰制和百刻制進一步將時間測量精細化，一套完整的時間測量體系逐漸清晰。元代著名天文學家郭守敬把一個回歸年周期精確到365.2425天，這與現代科學推算的周期相比只相差26秒。

“從利用周年運動劃分季節到利用原子能級躍遷定義‘秒’，人們一直在追尋更均勻的、可測量的、不間斷的運動來計量時間，直至今天，精準授時成為一個國家競爭力的重要標志之一。”中國科學技術大學科技史與科技考古系教授鈕衛星說。

從研發國內首臺激光抽運小型銫原子鐘、系列微型化銣原子鐘，到承建增強型羅蘭授時系統以及差分系統，中國科技工作者多年來不斷推動國家精確授時體系建設。

由于量子精密測量技術的發展，許多國家研制的光鐘的準確度已經超過當前復現秒定義所使用的銫原子噴泉鐘準確度100倍。因此，國際計量委員會（CIPM）正在就實現“秒”的重新定義進行進一步準備。面對這一契機，中國科技工作者正在不斷突破核心技術，為世界提供“中國時間”。

在中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心，科學家們正在為構建新一代全球時間基準與時間“賽跑”。今年初，中國科學技術大學潘建偉、陳宇翱、戴漢寧等組成的研究團隊，成功研制了萬秒穩定度和不確定度均優于5×10-18（相當于數十億年的誤差不超過一秒）鍶原子光晶格鐘。

該成果已部分滿足“秒”重新定義的要求，對未來實現遠距離光鐘比對、建立超高精度的光頻標基準和全球性光鐘網絡奠定了重要的技術基礎，對未來構建新一代全球時間基準乃至提供引力波探測、暗物質搜索的新方法等具有重要價值。

（據新華社訊）