短波授時天線陣列

國家授時中心科研園區(qū)大門

授時天線

張首剛 國家授時中心供圖
　　下午三點，中國科學院國家授時中心的大鐘響了三聲，二樓的會議室里，掛鐘的秒針精確地指向“12”。
　　“時間究竟是什么？沒有人問我，我倒清楚，有人問我，我想說明，便茫然不解了?！边@是古羅馬哲人奧古斯丁曾發(fā)出的“時間之問”。
　　1600年后，在中國驪山的腳下，中科院國家授時中心正在為回答“時間之問”貢獻自己的智慧，“時間是什么”成為這里的科研人員日夜探索的問題。
　　長安城的守鐘人
　　國家授時中心大樓的一層和負一層，安放著30多臺原子鐘，這些都是董紹武精心照料的寶貝。
　　1983年，大學畢業(yè)的董紹武走進了國家授時中心。在這個當時名為臨潼縣的陜西縣城里，“國家授時中心”已經是一個響當當的名字。32年里，董紹武親眼見證了原子鐘穩(wěn)定度越來越好的過程。
　　如今，董紹武已經是時間基準實驗室首席研究員。他帶領著這個實驗室的另外16名科研人員，以“三班倒”的節(jié)奏照顧著25臺銫原子鐘和6臺氫原子鐘。
　　“時間基準實驗室是國家授時中心的核心部門。我們的任務就是產生時間，并守住時間?！痹阡C原子鐘機房的兩套大設備中間，董紹武微笑著對《中國科學報》記者說。
　　對于這個實驗室的工作人員來說，原子鐘就像他們的孩子，他們的一大任務，就是維護好這些精密的儀器設備?！皻湓隅姳蠕C原子鐘更嬌氣。我們把它放在保溫箱里，溫度變化不能超過0.1攝氏度，否則會影響它的精準度?！倍B武在氫原子鐘機房里撫著保溫箱說。
　　不僅如此，每天，他們還要根據原子鐘的數據計算出時間，并將原始數據和計算后的數據上傳給國際時間局，用來計算國際標準時間。
　　“我們實驗室是全球最重要的守時實驗室之一。目前全世界共有400多臺原子鐘，按照常規(guī)，每個月國際時間局會根據各地原子鐘數據，計算和發(fā)布一次國際標準時間。我們的原子鐘對國際原子時計算的權重貢獻已經位列世界前四。”董紹武說。
　　國家授時中心的這個核心部門同樣是媒體界的寵兒。“每一次要閏秒的時候，早晨7點多就會有媒體到我們這里來采訪?！倍B武說。
　　半世紀的輝煌路
　　國家授時中心的故事，要從半個世紀前說起。
　　上世紀60年代中期，國家從戰(zhàn)略需要考慮，決定在我國內陸腹地建設一個完整的專用授時臺。
　　于是，“1966年，國家科委批準中科院在陜西關中建設西北授時臺作為戰(zhàn)備授時臺，后改稱‘西北天文臺’、‘陜西天文臺’。2001年，中央機構編制委員會批準陜西天文臺更名為‘中國科學院國家授時中心’。”國家授時中心主任張首剛告訴記者。
　　就這樣，國家授時中心成了我國唯一的專門從事時間頻率科學和技術研究的科研機構，同時開展著衛(wèi)星導航定位技術研究，承擔著我國標準時間的產生、保持和發(fā)播任務。這里的長短波授時系統(tǒng)，同樣也成了國家不可或缺的基礎性工程和社會公益設施。
　　當下，科技發(fā)展、經濟建設和國防安全，對高精度時間頻率服務的準確性、穩(wěn)定性、可靠性、全天候提出了越來越高的要求。而時間上的毫厘之差，會帶來距離上的千里之謬。
　　“比方說飛船對接，一旦時間上差了百萬分之一秒，在距離上就會出現300米的偏差?！倍B武說。
　　近50年來，國家授時中心先后建立短波授時系統(tǒng)、長波授時系統(tǒng)、低頻時碼授時系統(tǒng)、衛(wèi)星授時系統(tǒng)、網絡授時系統(tǒng)、可信時間認證服務等，逐漸形成了全方位、多手段、多層次的國家授時服務體系。
　　空間技術、測繪、地震、交通、通信、氣象、地質……諸多行業(yè)和部門都在接受和應用著來自國家授時中心的授時服務。
　　近年來，國家授時中心的時間基準保持能力已經位列世界先進水平，負責產生和保持的地方原子時和協(xié)調世界時的準確度及中長期穩(wěn)定度等主要指標在全球70多個國家時間實驗室中位居前茅。
　　無止境的求索心
　　2007年，國家授時中心研究員常宏也成了研究時間的一員，不過，他看上去更像一名“地下工作者”。
　　常宏所在的量子頻標實驗室位于地下一層。他進入實驗室之前，需要換上專門的工作裝和鞋子，并穿過風淋通道。
　　近年來，光鐘已經成為國際計量科學發(fā)展的一大熱點。有研究成果表明，光鐘將比目前最好的微波鐘精度高100倍以上，將能提供“對物理世界更細致的觀察”，并將有助于對自然界基本定律的更深入的認識和檢驗。該研究成果也將對衛(wèi)星導航、通信及計算機網絡同步等應用領域產生影響。
　　2006年起，國家授時中心就已經開始部署光鐘研究。“對于精密測量領域來說，研究沒有盡頭?！背：旮嬖V記者。
　　對于國家授時中心來說，努力也永無止境。
　　今年3月30日，首顆新一代北斗導航衛(wèi)星發(fā)射成功。國家授時中心按照工程大總體的要求，對該星完成了大綱規(guī)定的所有測試項目。各項測試結果符合或優(yōu)于預測結果，它們是衛(wèi)星交付的重要依據。
　　張首剛介紹，面向世界科技前沿和國家戰(zhàn)略需求，國家授時中心正在著力提升守時授時技術水平、拓展授時手段，開展衛(wèi)星導航信號體制、精密測定軌及衛(wèi)星導航系統(tǒng)測試評估技術研究，建設我國唯一的衛(wèi)星導航星地綜合實驗和評估系統(tǒng)。
　　目前，國家授時中心已經形成“原子鐘—守時—授時—用時”的時間頻率學科鏈，以及“時間—信號—軌道”為特色的衛(wèi)星導航系統(tǒng)研發(fā)技術優(yōu)勢。
　　張首剛告訴記者，未來，國家授時中心將繼續(xù)堅持“三個面向”，立足時間頻率和導航定位領域，圍繞國家定位、導航與授時體系建設的重大任務需求和國家授時服務需求，開展量子頻標、授時理論與方法、時間頻率測量與傳遞、授時方法與技術、導航定位、應用開發(fā)與服務等方面的基礎研究、技術攻關和系統(tǒng)集成研究，發(fā)展成為特色鮮明的國際先進科研機構。
　　（原載于《中國科學報》 2015-11-23 第5版 創(chuàng)新周刊)