甩掉“洋拐棍”，“北京时间”中国自造！丨科技自立自强之路

“刚才最后一响，北京时间7点整。”

当这熟悉的声音响起，谁能想到

陪伴中国人70余年的“北京时间”

也曾长期受制于人

从20世纪50年代起

美国就对小铯钟技术严防死守

这种最主流的守时原子钟

很大程度上决定着标准时间的准确性

2018年，美国宣布对中国禁售小铯钟

不料东方大国拿出了自己的产品

郑重宣告：在这一领域

中国人的“脖子”

“卡”不住了！

新中国成立后

中国科学院接管了徐家汇观象台

正式开始“北京时间”的建立工作

可当时的硬件主要依赖一台老式摆钟

还是多年前法国传教士留下的

因此中国的报时水平全球落后

1950年底，一个即将改变局面的人出现了

她就是“北京时间”创制奠基人之一

中国科学院院士、

中国科学院上海天文台原台长叶叔华

当时大学刚毕业的叶叔华还是“小白”一枚

每天负责最为枯燥的观测和计算工作

夜晚观星、白天算数

这让“学霸”叶叔华打不起精神

她不明白：时间要那么精确有什么用呢？

好在不久之后，叶叔华了解到

刚刚成立的新中国

连一张统一的地图都没有

需要各地的测绘工作

在统一的时间标准下进行测量

方能拼出一张完整的中国地图

这下叶叔华来劲了

“对国家这么重要，拼了命也要做好” 

后来，叶叔华等人创立了一套综合世界时系统

1966年，“北京时间”终于能够自主测量

▲1964年叶叔华在丹容等高仪上观测。（中国科学院上海天文台供图）

与此同时

为了发展导弹和人造卫星

要求必须24小时提供不间断的高精度时间信号

国家提出在西部地区建设一座专用短波授时台

中国科学院再次领命

一大批科学家和刚毕业的大学生

从上海、南京、北京等地奔赴陕西蒲城

没有想到的是

迎接他们的只是一片荒山野岭

大家从搬石头、卸钢筋、拉水泥干起

一砖一瓦地搭建出这座山洞里的短波台

没有吊车，就在地上铺钢管

将几吨重的机器一点一点往前挪……

经过将近3年的努力

新中国第一座专用短波授时台终于建成

1971年1月1日起

真正来自祖国腹地的“北京时间”开始发播

▲位于地下的长波授时台发播大厅。（中国科学院国家授时中心供图）

然而时间不等人

就在我们向前迈出一小步的同时

国际学术界却向前迈出了一大步

20世纪50年代，美国率先研制出铯原子钟

以铯原子的共振频率来测量时间

开启了计时革命

1967年，原子时取代天文时重新定义“秒”

1969年9月，新中国成立20周年前夕

一份“中国报时工作已达世界先进水平”的报道

送到了周恩来总理的面前

当了解到我国还在用石英钟

并且每天收听东京报时台校准时

周总理严肃地说：

“人家揭穿了，说东方红来自日本，

你们怎么回答？”

大家沉默了

周总理又说：

“你们要下决心研制先进的标准钟，

赶上了，超过了他们，甩掉了洋拐棍

到那时再发布，不要急嘛！”

从此以后

研制先进的原子钟便成为“报时”人的夙愿

但铯原子钟研制难度极高

不仅涉及多学科交叉的前沿理论

还需要高精尖技术和精密加工条件

直到周总理去世

其研制都未获突破

20世纪90年代

法国发明了冷原子铯喷泉钟

将原子钟的精度又提升一个数量级

这给了我们学习的机会

1997年，青年学生张首刚来到法国

师从冷原子铯喷泉钟发明人Andre Clairon教授

博士阶段的主要工作正是改造这台钟

2004年毕业后，张首刚启程回国

导师问他：

“你已经做了世界上最好的原子钟，

为什么还要回国做重复的工作？”

张首刚当时并没有回答

因为他的答案也许只有中国人才懂：

“因为我的祖国需要。”

回国后，为了加快技术落地

张首刚同企业成立了联合实验室

一次， 他听见企业一位老领导问年轻干部

“什么时候能把国家需要的小铯钟做出来？”

张首刚内心一动：

几代人的“心病”必须在这一代治好！

2017年，中国人基于新理论、新技术

成功研发国际首款激光抽运小铯钟产品

不到一年后，美国宣布对中国禁售小铯钟

但此时中国已经能自给自足

产品还远销欧洲

性能比美国产品更好

“北京时间”能够运行6000万年不差1秒

▲中国科学院国家授时中心时间基准系统。（李子锋摄）

目前，中国科学院国家授时中心

能够自主研发产生“北京时间”的所有核心设备

除了美国之外，全世界只有中国可以

时间也是一种战略资源

我国曾轻信西方承诺

停止世界时自主测量

结果在几次航天发射和军事活动中

都“巧遇”国外数据无法下载

如今授时战已成为一种新的战争形态

卫星、飞机、军舰

都要靠时间确定位置、校正航向

而如果时间测量有1微秒误差

距离就误差300米

一个测不准时间的国家

压根打不了一场现代战争

因此世界各国都在加紧研发更先进的钟

▲未来我国将建成星地一体化立体授时系统。（中国科学院国家授时中心供图）

原子钟之后的下一代技术将是光钟

谁能占领这一高地？

中国科学院再次发挥建制化优势

历时多年研发出世界首台空间光钟

2022年10月发射升空进入中国空间站

回望半个世纪前周总理的叮嘱

我们终于可以坦然地说：

中国报时工作已达世界先进水平

“洋拐棍”我们彻底甩掉了！

阅读全文请见

来源：中国科学报

责任编辑：刘映含