时间是人类最早认知的自然现象之一,虽然人类不能把握时间的进程,但需要一种度量工具来安排一天的生活起居。我国古代利用日影发明了日晷来测定时间,漏刻在很长的历史时间内一直是世界上最精确的计时器,漏壶可以理解成以前的钟表,通过查看滴水来计量时间,人们以日晷或漏壶等测得时辰及今天计量学上讲的“守时”,然后再以敲钟、击鼓的方式报时,即今天计量学上讲的“授时”。
一年365天,四季更迭,古人何以得知?这要得益于智慧的古人创制的“圭表”。每当太阳转到正南方向的时候,表影就落在圭面上,量出表影的长度,就可以推算出冬至、夏至等各节气的时刻。在山西陶寺遗址古观象台,那时的人们透过柱间的缝隙观测正东方塔儿山日出的上切与下切,以此来确定节气。
随着无线电进入实用阶段,古老的授时方式被取代,人们开始了一个崭新的时代——“无线电授时”。如今的网络授时就是利用网络时间协议自动修正,同步用户的计算机时间,为用户提供授时服务。
随着人类将目光转向未知的太空,我们也迎来了目前普遍使用的授时方式——卫星授时。中国计量科学研究院2022年成功研制出铯原子喷泉基准钟(NIM6)超稳微波源等。NIM6频率不确定度优于5.8E16,相当于5400万年,不差1秒。
在航天科学、经济建设和国防、电力、金融、公共交通以及移动通信等众多领域中,高精度授时都非常重要。如果时间不同步,通信网络就无法正常进行,金融交易记录就会混乱,引发资金安全问题,供电网络各种自动化进程运行不同步,就可能发生电网事故,严重时将导致电网瘫痪。
因此,高精度授时技术带给我们的不仅是效率和便利,更重要的是安全与保障,在筑基心智生产力的发展过程,及国家各项建设中发挥着极其重要的作用。