【這些文化遺存現(xiàn)今的模樣80】“敬授民時”,已走過四千多個春秋……
【這些文化遺存現(xiàn)今的模樣80】
光明日報記者 賈月洋 楊玨
“一寸光陰一寸金,寸金難買寸光陰”,中國人歷來珍惜時間。但日升月落,如何精確把握時間?卻是個難題!
《尚書·堯典》中有段記載:“乃命羲和,欽若昊天,歷象日月星辰,敬授民時?!眰髡f中,由專人觀測天體運(yùn)行的規(guī)律,并虔敬地將精準(zhǔn)的時間授予尋常百姓,是帝堯?qū)嵭械囊豁椫匾e措。自此,華夏大地,代代相傳。
“敬授民時”,最早是什么樣子?以前,人們只能推測,直到在山西省臨汾市襄汾縣,發(fā)現(xiàn)了被學(xué)界認(rèn)為是“堯都”的陶寺遺址,才有了實(shí)物證據(jù)。
冬日,記者前往一探究竟。
大雪過后,地面凍結(jié)。一望無際的荒原上,十三面大致呈半圓形分布的細(xì)墻在陽光下挺立,與不遠(yuǎn)處的塔兒山相映成趣。這,就是陶寺遺址觀象臺復(fù)原場景。原址距今已超過四千年,是目前世界上已知最早的觀象臺遺址。
這個古觀象臺遺址,是2003年被發(fā)現(xiàn)的。出土后不久,考古工作者在附近的墓葬里,又發(fā)掘出一根多色相間的漆木桿。經(jīng)學(xué)者研究,它與此前發(fā)掘出的另一根木桿相配,便組成我國現(xiàn)存最早的用于測量正午日影長度的儀器——圭尺和立表,合稱“圭表”。圭尺上那變換的顏色,便是上古時期的刻度。
“圭表和觀象臺的功能,主要是測定節(jié)氣,即根據(jù)日出時太陽處在觀象臺的不同縫隙,和正午時圭表顯示的影子長度,來明確時節(jié)。”參與圭表和觀象臺發(fā)掘的中國社會科學(xué)院考古研究所特級技師馮九生告訴記者,“在陶寺,我們還發(fā)現(xiàn)了沙漏等用來計時的器物。可以說,陶寺先民對時間的掌握,在當(dāng)時世界范圍內(nèi)都是領(lǐng)先的,也呼應(yīng)了《尚書·堯典》中‘敬授民時’的記載。”
聽至此,已然令人贊嘆,而馮九生接下來的話,就更令人驚嘆了———原來,古人用圭表,不僅觀測時間,它還有另一項功能,測量空間距離?!捌湓碓诮裉炜磥聿⒉粡?fù)雜,通過記錄下不同位置的正午日影長度,按比例進(jìn)行換算就可以實(shí)現(xiàn)?!?/p>
但,這可是發(fā)生在四千多年前啊!時間與空間的轉(zhuǎn)換原理,便已被我們的先民掌握了!
以陶寺為起點(diǎn),往來千年、縱橫萬里,授時工作的痕跡,歷歷可數(shù)——河南登封的測景臺,見證了周公的謀國之慮;設(shè)計巧妙的渾天儀,彰顯了張衡的過人智慧;運(yùn)算精確的《授時歷》,凝結(jié)了郭守敬的辛勞付出……遍布各地的日晷、漏刻、鐘鼓樓,更不知見證了多少日月更替。
隨著人類的進(jìn)步,對時間維度的要求,也越發(fā)精確,從最初的年、月、日,向著時、分、秒,乃至毫秒、微秒、納秒進(jìn)發(fā)。時間的“度量”,也從傳統(tǒng)的天文觀測,逐漸步入原子鐘時代。
今天,仍然有這么一批人,為我們堅守著“時間的秩序”。
在襄汾西南數(shù)百公里的驪山腳下、華清池旁,坐落著我國唯一專門、全面從事時間頻率科學(xué)研究的科研機(jī)構(gòu)——中國科學(xué)院國家授時中心。它的得名,正源自《尚書·堯典》中的“敬授民時”。而它所授的時,便是我們再熟悉不過的——“北京時間”。
“北京時間”,究竟是怎么產(chǎn)生的?
“這離不開一項關(guān)鍵工作,產(chǎn)生時間的工具——原子鐘的研發(fā)?!眹沂跁r中心主任、首席科學(xué)家張首剛說,“現(xiàn)在,我們不僅擁有世界先進(jìn)的冷原子銫噴泉基準(zhǔn)鐘、冷原子銣噴泉守時鐘等各類原子鐘,還有基于地球自轉(zhuǎn)的世界時測量系統(tǒng)。而且,我國是世界上第二個自主掌握守時核心設(shè)備研發(fā)的國家,守時水平穩(wěn)居世界前三!”
“走,帶你們看看我們自主研發(fā)的光抽運(yùn)小銫鐘去,它可是‘北京時間’播報離不開的‘神器’!”工作人員得意地說。
“神器”?那必定不一般!
可當(dāng)記者在國家授時中心地下一層的守時鐘房得見真容,不免有點(diǎn)恍惚:眼前,這深藏在狹小房間里的幾臺黑色長方體儀器,不就是橫放的電腦主機(jī)嗎?
“可別小瞧它!”工作人員說,雖然和動輒裝滿整個房間的其他原子鐘相比,小銫鐘算不上“重器”,可它卻是授時工作最常用的原子鐘之一。曾經(jīng),受制于材料、工藝等,這類鐘一度依賴進(jìn)口。
2017年,美國宣布停止向我國出口小銫鐘。而國家授時中心的專家團(tuán)隊,卻沒有因此被“卡脖子”。由于早已提前布局小銫鐘研發(fā),他們與企業(yè)合作,成功研制出了世界上首款光抽運(yùn)小銫鐘,并向其他國家出口,打破了美國的獨(dú)家壟斷。
除了“產(chǎn)生時間”,在現(xiàn)代社會中,“授時精度”也是極為重要的一環(huán)——誤差要盡可能縮小?!拔覀冋谕苿痈呔鹊鼗跁r系統(tǒng)建設(shè),將通過光纖等方式進(jìn)行授時,預(yù)計2025年建成后,授時精度有望達(dá)到100皮秒(1皮秒為1萬億分之一秒)?!睆埵讋傉f。
時間精度,與老百姓的日常生活有什么聯(lián)系?“不同行業(yè)、不同場景,對時間精度的需求不一樣。普通人可能用到秒就足夠了,但對一些行業(yè)來說,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。像金融結(jié)算,需要的精度在毫秒級;電力系統(tǒng)故障位置診斷,需要微秒級;引力波探測,需要皮秒級以上?!眹沂跁r中心黨委書記竇忠解釋,“時間是迄今測量精度最高的物理量,它的意義不僅在于它本身,還在于它與其他物理量之間的轉(zhuǎn)化。譬如,我們平時使用的衛(wèi)星定位系統(tǒng),靠信號往返的時間差進(jìn)行距離測量,哪怕有一微秒的誤差,定位的距離就要差出三百米遠(yuǎn)呢!”
這真是名副其實(shí)的“失之毫厘,謬以千里”!
回想起陶寺圭表的測距功能,時間與空間的轉(zhuǎn)化規(guī)律,在古今之間架起了一道橋梁,令人豁然開朗!這就不難理解,中國科學(xué)家為什么費(fèi)盡心力也要自主研發(fā)小銫鐘了——標(biāo)準(zhǔn)時間的產(chǎn)生,若被外人掌控,后果不堪設(shè)想。
從塔兒山到驪山,從圭表到銫鐘,從日影落處到原子飛舞……“敬授民時”,已走過四千多個春秋。此時此刻,“北京時間”的發(fā)播,仍在嘀嗒嘀嗒繼續(xù)。我們這個時代的時間守護(hù)者,正在向著更加精確的量級前行,不舍晝夜……
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