703｜张首刚：北京时间来自西安？这个“管时间”的科研机构不一般｜中国科学院授时中心｜格致SELF скачать в хорошем качестве

703｜张首刚：北京时间来自西安？这个“管时间”的科研机构不一般｜中国科学院授时中心｜格致SELF

欢迎订阅我的频道，https://bit.ly/3tnM6wI ，佛系上新😊 在2017年以前，全世界只有美国能够生产小铯钟，一年后，开始对中国完全禁售。在我国科研人员的努力下，我们打破了技术封锁，不仅研制出了性能更好的激光抽运小铯钟，而且可以自主保持国家标准时间的准确性… 演讲者：张首刚 中国科学院授时中心主任 演讲时间：2022年12月24日 格致论道· 湾区第20期 破局 大家好，我是张首刚，来自中国科学院国家授时中心的一名科研工作者。今天和大家讨论的话题是《“北京时间”从哪儿来》。 我们日常生活中用得最多的物理量可能就是时间了。不同人对时间都有不一样的理解，那在自然科学中，时间是什么呢？时间是标注事件发生瞬间和持续历程的一个基本物理量，它有两个内涵：一是时刻，二是时间间隔。 它还有三个特征：第一，它是目前应用最广的物理量；第二，它是目前测量精度最高的物理量；还有一个特征，它是可以通过无线电波直接传播的物理量。 我们今天使用的其实是“协调的时间” 可能有人会讲，不就是时间吗？我打开手机，看看手表就知道了。可是你知道，在古代人们是怎样计时的呢？ 大家看得比较多的可能是日晷。因为地球在转动，太阳照射在日晷上投影的方位也在变化，表示着不同的时刻。古人再通过沙漏、水漏、焚香等各种测量时间间隔的手段组合使用，来实现时间的测量。 像这样基于地球自转所测得的时间，它的每一分、每一刻都包含着真实的物理含义。它代表地球在空间运动的状态，包括转动的角度等等，这对大地测量、天文观测、深空探测等，都有着重要的应用价值。 但是，地球受到宇宙中其他星体的影响，它的转动速度并不均匀，所以测量得到的时间也不均匀。而现在的一些物理研究包括一些工程技术的应用需要均匀的时间，所以人们后来研制了原子钟。 我们既需要时刻，又需要均匀的时间间隔，怎么办呢？在1972年，国际上作出了决定，创建“国际标准时间”。它以原子时的速率走动，当它与天文时间（基于地球转动测量的时间）之间的时刻差接近0.9秒的时候，我们给它加一秒或者减一秒（闰秒），这样就能保证两者时差小于等于0.9秒，这样的时间叫做“协调世界时”。 协调就是综合的意思，协调了原子钟给出的原子时，也协调了天文观测给出的世界时，这就是国际标准时间的定义。 具体而言，这个标准时间是怎么产生的？ 全世界有500多台守时原子钟，切记，这是我第一次使用守时原子钟。守时原子钟的精度并不特别高，但是它的连续运行能力非常强。500多台守时原子钟每天通过卫星进行比对，然后计算出一个均匀的时间。 然而均匀不代表准确，比如说一个秒表每0.9秒跳一次，它是均匀的，但是它不是准确的。它怎么才能准确呢？用全世界十几台基准钟对它进行校准，形成既准又稳的原子时。再用国际联合测量的地球自转时间，也就是世界时，对它进行闰秒的处理。 这样得到的计算结果，正常需要一个月，简算需要七天，以公报形式报告给世界各国，同时也给出了每台钟与国际标准时间的偏差以及其他性能。所以，国际标准时间是滞后的，不是实时的，是计算得出的结果，而不是物理信号，我们把它叫“纸面时间”。 北京时间的故事 我们使用的是“北京时间”，是在1949年9月28日首次播报的。北京时间是一个定义，是我们国家首都所在的时区——东八区的区时，也就是东八区的中央经线——东经120°上的地方时。 什么叫地方时呢？地方时是以太阳在头顶正上方的时间作为中午12点的时间。由于北京不在东经经线120度上，所以其实北京的地方时和北京时间有14.5分钟的差异。全中国哪一个省会城市的地方时和北京时间最接近呢？告诉大家，是杭州。 说到这儿大家就明白了，原来北京时间也是一个定义。那么，真正应用的北京时间物理信号，即国际标准时间＋8小时的东八区区时，是怎么实现的呢？我们也是用一组原子钟实现的，一共有40多台，包括氢钟、小铯钟、铷喷泉钟等守时钟，还有基准钟铯喷泉钟。 和国际标准时间的产生方式一样，我们也会产生一个均匀的时间。这个均匀的时间，我们有自己的基准钟进行校准，也用国际定期给的数据进行标校。同时，我们也有自己的世界时测量系统，也有国际世界时测量系统，在全世界的安排下统一设置闰秒。这样，就产生了我们国家的标准时间——北京时间的物理信号。 产生这个时间信号，并且把它保持下来，叫“守时”。守时工作的目的，就是要把产生的时间发播出去，通过授时系统发播给不同的用户来使用。 而这些工作，包括守时和授时是谁来完成呢？是中国科学院国家授时中心。这是我国乃至全世界目前唯一的专门、全面从事时间频率基础研究和技术研发的科研机构，担负着国家标准时间的产生和发播任务。中国科学院国家授时中心地处陕西西安，所以我们经常说，北京时间来自于陕西西安。 在20世纪50年代，美国、苏联、日本都有自己专门独立的授时系统。而当时我们国家由上海天文台租用了邮电部的短波无线电发播台，在有限的几个整时点播发或者插播时间信号，这显然不能满足我们国家大规模经济建设和国防建设的需求。 当时苏联领导人到中国后，希望和我们共同建设长波授时导航系统。但毛主席认为，授时系统必须掌握在中国人手里。于是在1966年，国家开始准备建设我国专用的短波授时台。这时候的情形是“三缺”——缺人才、缺技术、缺经验，谁来干这个活？中国科学院揭榜领命。 接下来，在哪里建？当时的国际形势并不太好，所以我们必须建在一个安全的地方。我们要建一个短波授时台，期望它在建设完成后，发播的有效覆盖面积能够更大。所以，国家就期望把它建在中国的内陆腹地。经过反复地勘探、选址、调查等，最后确定建在陕西蒲城。 👇🏽歡迎嘗試我頻道裡的其他影片👇🏽 通信：   • 通信   人工智能：   • AI·人工智能   航天：   • 航天   宇宙：   • 宇宙   教育：   • 教育   少年中国：   • 少年中国   植物：   • 中国科学院植物研究所   生物：   • 生物   心理：   • 心理   医学：   • 医学   生态：   • 医学   环境：   • 环境   药学：   • 药学   数学：   • 数学   物理：   • 物理   化学：   • 化学   艺术：   • 艺术   摄影：   • 摄影   传媒：   • 传媒   考古：   • 考古   恐龙：   • 恐龙   地震：   • 中国科学院地质与地球物理研究所   诺贝尔奖：   • 诺贝尔奖   工程：   • 工程   音乐：   • 音乐   建筑：   • 建筑   能源：   • 能源   #中科院 #格致论道 #科学 #科普 #知识 #知识科普 #格致論道 #科學 #知識 #知識科普 #教育 #self