探访中国计量院时间频率研究室

　　“滴———现在是北京时间8点整。”每天，我们都会从收音机或电视机上听到或看到这样的报时信号。人们就是通过这些时间信号校准自己的手表、时钟。有了统一的时间，就保证了我们在社会活动中的步调一致，使整个社会有序而不会杂乱无章。那么，时间的基准在哪里?又是怎么传递的呢?

　　在中国计量院的时间频率研究室，我们看到了我国的国家时间频率基准，无论是电视台的时间信号还是千千万万台时钟；无论是卫星、导弹的发射还是无线电通信、交通运输，所运用的时间最终都溯源到这里。“这个恒温房间里存放的就是我国的时间频率基准钟组，共有两台氢钟、两台铯钟，它们一起构成了我国的守时钟组。”研究室主任张爱敏介绍。

　　时间是国际单位制中7个基本物理量之一，是目前所有物理量中准确度最高的物理量。时间频率作为最准确的基本物理量，一直在国防建设、国民经济和人们日常生活中起着重要作用。早在春秋时期，我国就有借日测影计时一说，用尺子测量影子的角度和长度来确定时刻，以此来推算出一年中的24节气。在民间还有燃烧长短、粗细相同的香来计时，一天能燃几柱香，如民间流传的“一柱香工夫”等。北京故宫保和殿还保存着铜壶滴漏计时用的4个铜壶，是以水位、容量、刻度来计时，如在壶中直立箭刻度的尺，分为一天一百刻，一刻相当于864秒，与现在的一刻钟相差36秒。现在，我国已经拥有了独立完整的时间频率体系，中国计量院保持的标准时间已经接近1300万年不差1秒。

　　张爱敏介绍，以原子秒作为时间单位的时标称为原子时标，各实验室或各国建立的原子时标称为地方原子时，由国际计量局（BIPM）建立的称为国际原子时（TAI），由国际原子时导出的协调时（UTC）为国际上的法定时间。各国家或地区使用的标准时间都要直接或间接溯源到国际计量局（BIPM）建立的统一时间UTC。

　　实验室里摆放着好几套装置，张爱敏介绍，这里面就有国际原子时（TAI）、协调世界时（UTC）、北京标准时（BST）和由中国计量院（NIM）建立的地方原子时TA(NIM)。原子钟组时间通常由钟组成员钟经加权计算得到，即各台钟的加权平均时间。因而，钟组时间的稳定度与各台原子钟都有关系。每个拥有独立时间频率基准的国家都拥有一组原子钟组，在地方原子时方面相对领先的美国海军天文台（USNO）就拥有一个由80多台原子钟组成的庞大守时钟组。

　　一个国家的时间频率计量水平，不仅体现着一个国家的国力和科技发展水平，同时也体现着一个国家的自尊自强。“一个国家时间频率的精度与钟组相关，更与其算法相关。”张爱敏说。我国的时间频率基准从上世纪80年代初就开始作为国家基准，一直连续不断地履行着它的职能，其稳定度和准确度不断提高。目前，这套系统直接溯源到我国最先进的铯原子喷泉时间频率基准（NIM5）。也就是说，受NIM5喷泉钟的驾驭，守时系统更加稳定，更加精确。这个技术方案，在国际上也是首次付诸实施并取得成功。

　　把这套时间频率基准计量出的时间在尽可能保持原有精度的情况下传递给用户，这种传递通常被称为“授时”。授时的方法很多，古代采用声光报时，现在主要利用无线电波、通信卫星和电视传递标准时间和频率。在计量院的时间频率实验室，张爱敏介绍了电话授时系统和网络授时系统。这两套授时系统可以让公众随时通过电话和网络，方便快捷地获取到最精准的时间频率，我国最高计量水平的时间频率基准就这样传递到千家万户和天涯海角的每个角落。