“北京时期7点整厕所偷拍。”

当这熟悉的声息从播送电视中传来，东说念主们通常会深嗜，什么是“北京时期”、它是何如产生的、它的精度有多高、在国际上处于什么水平。

带着这些问题，咱们走进产生、保持和发播“北京时期”的单元——中国科学院国度授时中心（以下简称授时中心）。在这里，咱们了解到，看似寻常的“北京时期”背后，是中国科学家攻坚克难、放弃“洋拐棍”的故事。

从最早使用进口钟，到如今掌持国际上起先进的原子钟时间，70余年来，几代“北京时期”看护者以灵验舒适国度需求为职责，将国度强劲铭记于心，对峙追求“代表国度最高水平”，为国守时，无问西东。

如今，中国自主产生、保持的国度尺度时期——“北京时期”概况运行6000万年不差1秒。其准确度、踏实度及对国际尺度时期产生的孝顺权重稳居世界前方，并有望在比年内冲击全球第一。

1 时期要那么精确有啥用

阮军在授时中心读了6年博士才毕业。一又友们时常深嗜地问他：“你到底是干什么管事的？博士为什么要读这样久？”

“作念原子钟，保证‘北京时期’愈加精确。”

一又友听得似懂非懂，通常会追问一句：“时期要那么精确有啥用？”

如实，在大师的不雅念中，时期精确到分钟就不错了，连秒王人不需要，更无谓说皮秒、飞秒、阿秒、仄秒了。

阮军见告，时期这一物理量之是以遑急，不仅在于其自身，还在于不错运用其提高接洽物理量与物理常数的测量精度，磨练一些基础表面，如相对论的正确与否。

其中，最常见的需求是测距离。一座山到另一座山有多远？出海的舰艇离口岸有多远？空中的卫星距离大地有多远？世界上莫得一把长到概况测量出这些距离的尺子，而通过放射电磁波并测量电磁波传输的时期，再乘以电磁波速率，就能得出恣意两点间的距离。

要点是，由于电磁波传播速率在解放空间高达每秒30万公里，如若计时器每秒有1微秒，即百万分之一秒的舛讹，终末得出的距离数据就会收支300米。

例如来说，假如载东说念主飞船和空间站交会对接时出现了几秒舛讹，这并不虞味着它们会比原定时期晚少许对接，而是压根无法对接；放射和测控巡航导弹时，更是“差之豪厘，谬以沉”；飞机、艨艟、战车王人需要测量信号从卫星到自身所用的时期，以笃定位置、检阅航向。

不错说，一个测不准时期的国度，是莫得条款打一场当代干戈的。

“海湾干戈时期好意思国就打出了导航战。当今，授时战又成为一种新的干戈格式。”授时中心党委文书窦忠指出，最晚世界上发生的几次干戈中，当地上空的导航和时期信息王人有被败坏的陈迹。

在民用畛域，高精度时期不异道理超卓。有了毫秒级的时期，电网不错高效运行；有了百纳秒级的时期同步，移动通讯不错过问5G期间；有了纳秒级的时期运用，卫星导航才智提供精确服务……

授时中心主任张首刚先容，时期是7个基本物理量中测量精度最高、运用最广的一个，精度比其他物理量高出至少四五个量级，且莫得“天花板”。跟着基础研究的不休深刻和科学时间的发展，不管是国民经济照旧国防缔造、国度安全等，对时期精度的需求王人在不休提高。

“这是一辈子王人作念不完的事，亦然值得作念一辈子的事。”张首刚说。

2 “北京时期”认真运行

 

叶叔华在徐家汇不雅象台进行时期不雅测。上海天文台供图

时期回到70年前，在位于故国东部沿海的上海，一位刚参加管事的女大学生不异在苦苦追问：时期要那么精确到底有啥用？

她就是“北京时期”创制奠基东说念主之一、中国科学院院士、中国科学院上海天文台原台长叶叔华。

1949年，中国东说念主民政事协商会议第一届整体会议通过4项决议案，分辩是笃定王人门、编年、国歌和国旗，并将“华夏尺度时期”改为“北京时期”，以王人门北京场所的东八时区的区时为尺度。之后，中国科学院领命给与了原先上海法租界的徐家汇不雅象台，认真运行了“北京时期”的建立管事。

这项管事落到了20岁露面的叶叔华身上，管事内容似乎极其绵薄——白昼作念算术，晚上看星星。

那时全世界融合使用的世界时以地球自转为基准，要靠不雅测恒星的位置来笃定。徐家汇不雅象台看成中国唯独不错发播尺度时期的天文台，每天上昼11时和下昼5时准时通过租用的生意电台向寰宇授时，每次播报5分钟。

叶叔华从小得益优异。高考完，父亲让她去探问考上莫得，她不紧不慢地说：“无谓探问，我服气考上了。”尽然，叶叔华以第别称的得益考入中山大学数学天文系。

这样一个机灵的东说念主，每天却要沟通进行严格又无聊的不雅测和计较管事。回忆起旧事，本年已97岁乐龄的叶叔华笑着告诉记者：“来了3天就思走了。别东说念主王人以为搞天文的很放弃，一朝我方上手就报怨死了，心里很不甘，难说念一辈子就这样了吗？”

叶叔华其后之是以改革思法，是因为她了解到就是这样一份无聊难耐的管事，对那时正在进行的寰宇舆图测绘至关遑急。

“世界时骨子上是地球在六合中的位置。”叶叔华说，绘图舆图需要在融合的时期尺度下测量位置，才智将分布的舆图拼起来。而往日的中国，军阀混战，连一张融合的舆图王人莫得。

原本，在峻岭上、丛林里、大漠中，逐日王人有好多东说念主守在无线电斥地前，通过听徐家汇不雅象台播报的时期来校准我方的小钟。只须这些小钟满盈精确，咱们的舆图才满盈显豁，一穷二白的新中国才智开展急需的基础法子缔造。

从此，叶叔华仿佛买通了“任督二脉”，拼了命也要把管事作念好。

很快，叶叔华施展才华的契机来了。1958年，徐家汇不雅象台入部属手筹建我国我方的抽象世界时系统，31岁的叶叔华挑起了这个担子。

那时的徐家汇不雅象台斥地老旧、时间过期，终点是钟。叶叔华回忆，那是一台法国宣道士留住的旧式摆钟，摇摇欲坠，时常要拿糯米糨糊修修补补。因此，在全球60多个天文台参与报时的国际尺度时期中，中国的权重一直排在末尾。其后，在国度缓助下，徐家汇不雅象台“鸟枪换炮”，终于领有了一台那时起先进的石英钟。

此外，中国还需要自创一套测时算法。经过反复执行，叶叔华汲取独到的依次——对不雅测员根据其舛讹变化取平均值，从而创立了一套孤独的时期测量有策划。

1965年，我国“抽象时号改正数”通过国度时间随性；1966年头，认真看成我国的世界时基准，即“北京时期”向寰宇发播。

3 “326”工程

 

短波授时台地下放射机房进口。授时中心供图

1964年，我国第一颗原枪弹爆炸见效，紧接着就要加紧研制“两弹一星”中的导弹和东说念主造卫星。而这两项管事王人荒谬依赖精确的时期系统，且需要每天聚会24小时不完毕发播时期信号。辩论到上海偏隅东部，信号完毕且不成粉饰到西部边陲，同期不合适战备安全要求，国度明确提议“在西安地区建立短波授时台”，并纳入国度第三个五年盘算中的要点名堂进行缔造。

最终笃定的台址是陕西省蒲城县金帜山，位于唐宪宗陵隔壁。此地距离中国的大地原点——陕西省泾阳县不及100公里。除了缔造短波授时台外，名堂还开展世界时和原子时研究管事，代号“326”工程。

科技“国度队”——中国科学院再次领命，组织一批科学家和接洽专科毕业的大学生，从上海、南京、北京等地奔赴大西北。人人怀着粗鲁激越，坐着大卡车过问金帜山，可到现场却傻了眼。

原中国科学院陕西天文台（授时中心前身）台长漆贯荣是那时的23名大学生之一，毕业于南京大学天文系。他和6名同班同学沿路被分拨到“326”工程，其他同学则留在南京、无锡等地参加管事。因为能参与国度紧要名堂缔造，7东说念主既自重又感到侥幸。其后，一位留在苏州管事的同学坐火车来陕西，经过软磨硬泡，缠得提醒最终本旨他留住管事。

然则，那时短波台选址在鸟语花香，寝室建在山坡上。说是到短波台管事，可短波台又在哪儿呢？漆贯荣的同班同学王正明描述：“好像一盆冷水重新顶浇了下来。”

人人泉源要贬责“三通”问题——通水、通电、通路。漆贯荣领到的任务是通路，东说念主送绰号“路局长”。他先找到一家想象单元画了图纸，再找隔壁农民匡助施工，不到3个月就铺通了一条石子路。

通水则坚苦得多，他们往地下打了100多米王人莫得找到水，其后不得不引水上山。山上老乡家用的是露天接下的窖水，他们无意渴了向老乡讨水喝，得到的通常是一个馒头。那时的金帜山是名副其实的贫窭之地，连一棵树王人莫得。有一次漆贯荣被晒得受不了，只得找了一个地洞钻进去，进去才发现那是一个盗洞，墙上还显豁地保留着前东说念主的指摹。

就这样，不管是提醒、科学家照旧大学生，不管是男同道照旧女同道，人人沿路卸钢筋、拉水泥，不分日夜地管事，不知说念磨坏了些许副帆布手套。莫得吊车，他们就在地上铺钢管，将几吨重的机器少许少许往前挪……

那时交通未便，去邻县管事要走三四天，除了搭老乡的马车，就是靠两条腿走。糊口虽苦，精神头却很足，就这样一块石头一块石头地搬，他们用不到3年时期“搬”出了新中国第一座国度尺度时期专用短波授时台。

1970年，“326”工程建成好意思满，周恩来总理亲身批示，从1971年1月1日起认真启用。从此，我国具备了自主可控、寰宇土粉饰、蚁集髻播的陆基无线电授时才智。“326”工程也认真改名为“中国科学院陕西天文台”。这些来自天各一方的年青东说念主大部分王人留在了陕西，从风流潇洒到鹤发苍颜，为故国的时期频率科技行状奉献终身。

1998年，短波授时台经过期间升级在新居从新缔造运行，金帜山上的短波授时台扫尾历史职责，停用封存，后被列为省级要点文物保护单元、国度工业遗产。如今，大地大厅看成国度科学家精神教会基地再次向公众盛开。

今天，来到位于岩穴中的短波授时台放射机房，推开安靖的防核弹级别的大门，依旧能闻到激烈的柴油味儿，一些废旧仪器斥地名义还留有显豁的红字：“东说念主民，只须东说念主民，才是创造世界历史的能源。”一般东说念主在这里待上几分钟，就会感受到密闭怯生生的压力。很难思象那时的时间东说念主员是如安在这阴郁湿气的岩穴里逐日三班倒、不分日夜地管事的。

“326”工程好意思满后不久，它的伯仲工程“3262”工程登上了历史舞台。

4 自给自足的工程

 

长波授时台时间东说念主员在管事。授时中心供图

“3262”工程指1973年启动缔造的长波授时系统工程。同短波比较，无线电长波信号踏实性好、抗打扰才智强，授时精度比短波高3个数目级，但时间复杂度也更高，好意思国和苏联亦然在20世纪五六十年代才运行缔造长波授时系统的。苏联曾提议同我国共建长波授时导航系统，但我国提醒东说念主合计授时系统必须掌持在我方手中，要走自给自足的说念路。

穷乏参考尊府，中国能不成搞起来？钱学森先生在有策划论证会上的讲话饱读吹了人人，他说：“‘3262’工程不光是科委的需要，不光对顶端时间遑急，而况与我国当然科学，乃至通盘科学的发展，王人关接洽。”

就这样，同研制“两弹一星”一样，来自中国科学院、电子工业部等寰宇几十家科研单元的上千名科学家、时间工东说念主如潮流般再一次涌向陕西蒲城。这一次，通过独力壮盛，他们在距离短波授时台不迢遥缔造了一座颇为壮不雅的地下4层发播机房，深达25米，与大地重大的天线系融合起，构建了长波授时系统。

分辩来自北京和上海的“3262”工程时间负责东说念主戴中溶和苗永瑞在这个时候加入了缔造团队。

戴中溶的一世颇有听说颜色。他和钱学森是上海交通大学兼并届的学友，1934年毕业后被分拨到西安国民改进攻，师长胡宗南对这个上海来的高才生相等器重，命他组建无线电通讯网，后任隐秘室副主任、少将军衔。但戴中溶在目睹了国民党的晦暗之后萌发去意，在妹妹的匡助下成为别称红色特工。1947年9月，由于叛徒出卖，戴中溶被捕坐牢，但军统密探搜遍他的住所，也莫得找到片言一字的把柄，终末被判刑10年，在监狱中比及了解放。

1972年，任中国科学院二局副局长的戴中溶，在63岁时接下了主办缔造长波授时台的重负。他时间深湛、为东说念主祥和，年青东说念主王人称号他“老戴”。也许是在荫庇阵线管事中造成的格调，老戴作念事从不张扬、不计名利，令东说念主钦佩。

苗永瑞则是看成科研主干从上海天文台被派至“3262”工程的。他曾在苏联天文总台老到过3年，对时期管事和天文不雅测王人相等熟悉。在他的率领下，长波授时台将我国授时精度提高了1000倍。工程好意思满后，苗永瑞担任陕西天文台副台长、台长等职，培养了一批科研主干。1987年卸任台长后，由于眷属仍在上海，苗永瑞回到上海天文台管事，1991年当选为中国科学院院士。可惜天妒英才，1999年苗永瑞因患胰腺癌牺牲。

叶叔华评价说：“苗永瑞为缔造陕西天文台立了大功，使我国时期服务管事既能舒适国度需要，又成为国际上遑急的授时台。”

1983年，长波授时台好意思满，运行以全功率执行发播长波授时信号。1984年，长波授时台彩车参加了国庆35周年游行，彩车上写了几个大字——同步精度百万分之一秒。

要知说念，这样的时期精度是在系统器件国产化率100%的前提下获取的。通盘“3262”工程，大到放射机、天线，小到二极管、电容，绝对依靠我国科技管事者自给自足研制完成。他们在海外时间阻滞的大环境下走出了一条自主创新之路。1988年，“长波授时系统的建立”荣获国度科技跳跃奖一等奖。

50多年来，从“东方红一号”到北斗卫星，从我国首枚输送火箭到“嫦娥”飞天，短长波授时系统为国度紧要任务提供了可靠的高精度授时服务，屡次受到国度嘉奖。

5 称愿

 

授时中心的铯原子钟。李子锋/摄

1969年，新中国成立20周年国庆前夜，关联部门曾上报我国授时管事的竖立，周恩来总理看到后筹商用的什么钟，答曰进口钟。周总理便说先不要宣传，要放弃“洋拐棍”，下决心研制先进的尺度钟，赶上并卓绝他们。

黑丝捆绑

这里提到的尺度钟即是原子钟。与传统计时仪器比较，它的先进性迈上了一个大台阶。

20世纪50年代，好意思国率先提议原子钟的想法，它以原子的共振频率来计时。1967年，国际计量大会将时期单元“秒”的界说由此前的天文界说修改为原子界说——铯原子基态超精熟能级间量子跃迁时所产生的电磁波，振动9192631770个周期所接续的时期为1秒。5年之后的1972年，国际上又将通用的国际尺度时期，从单纯基于地球自转测量的世界时，修改为诱骗了原子时和世界时的“融合世界时”。

张首刚先容，在时期科学畛域，谁掌持更先进的时间，谁就处于最初地位、领有话语权。继好意思国之后，法国发明了冷原子铯喷泉钟，将原子钟的精度又擢升了一个数目级。而我国曾经上马过袖珍铯束原子钟攻关名堂，但因为种种原因未能获取见效。除了波及多学科交叉的前沿表面外，还需要高精尖时间才智，包括材料和加工等，研发难度极高。

2004年从法国巴黎第六大学博士毕业后，张首刚归国管事，抖擞作念出“中国制造”的铯喷泉钟。此举令他的法国导师极其不明：“你在这里曾经作念了世界上最佳的原子钟，为什么还要归国？”

张首刚那时并莫得回话，因为他的谜底也许只须中国东说念主才懂：“因为我的故国需要。”

归国后，为了加速研究落地的程度，张首刚汲取了同企业协作成立搭伙实验室的神气。前期研发阶段，企业派驻两名员工全程参与；后期坐蓐阶段，科研东说念主员则永恒“泡”在企业里，指导研制。一次，张首刚听见企业老提醒问他们的年青干部“什么时候能把国度需要的小铯钟作念出来”，他便知说念，找对了协作企业。

小铯钟是咫尺最主流的守时原子钟，好意思国从20世纪50年代起就对这一时间防御恪守，连欧洲王人终结出口，中国思购买更是困难重重。

经过几年摸索，2017年，张首刚团队与企业协作，基于新表面和新时间，研制放洋际首款激光抽运小铯钟居品，性能忘形国居品还要好，除了装备我国的时期、导航、5G通讯等系统外，还出口到欧洲。

2018年，好意思国晓谕对中国绝对禁售小铯钟。幸亏，咱们提前啃下这块“硬骨头”，幸免了一次“卡脖子”。

此外，团队还研发出性能先进的冷原子铯喷泉基准钟、冷原子锶光钟、世界上体积最小的高性能芯片原子钟，以及除好意思海外，只须我国研发出的铷原子喷泉守时钟。

如今在授时中心，有40多台不同类型的守时原子钟聚会运行，抽象产生着踏实的“北京时期”，并通过铯喷泉基准钟自主校准。“当今，世界上除了好意思国，就只须咱们中国领有产生国度尺度时期的统统中枢斥地的研发才智。咱们不错不受外界打扰，自主保持‘北京时期’的准确性和踏实性。”张首刚说。

2018年，国际权重和度量局致函授时中心，默示其“具有发扬的守时才智，时期偏差踏实保持在5纳秒之内，曾经过问国际最初行列”。而如今，这一偏差曾经踏着实2纳秒之内，位列全球前三，且偏差还在接续减小。

张首刚默示，世界时除了能提供尺度时期外，照旧扫尾地球坐标系与天球坐标系退换的遑急参数，不错说是一种策略资源。20世纪90年代，我国在运用西方主导的联测数据后罢手了自主测量，成果在其后的几次航天放射和军事活动中，王人“巧遇”海外数据无法下载的情况。当今，授时中心建成我国自主的世界时测量与服务系统，舒适了国度需求，扫尾了“北京时期”产生的科技自立自立，并正在缔造更为先进的星地交叉立体国度授时体系。

预测将来，国际上公认的光钟也许会取代铯原子钟，从新界说时期单元“秒”。“光钟比铯原子喷泉基准钟的精度还要高两三个量级，达到运行几十亿年舛讹不到1秒。”张首刚默示。

濒临这样一个改写教科书的契机，世界列国王人在加紧研发。

2022年10月31日，我国空间站梦天实验舱凯旋放射，其搭载的由3台钟构成的世界首套空间原子钟组，其中就包括世界上第一台空间光钟。中国科学院的建制化上风再次得到充分施展，十几家单元、200多东说念主、历时10余年的通力协作，共同研制出空间站高精度时频实验系统。

历时近半个世纪，重温周恩来总理放弃“洋拐棍”的愿望，如若时期会谈话，它应该会说：这盛世，如你所愿。

开头： 中国科学报

经过裁剪：u027

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