原创 关注 中国科学院大学

从天文时到原子时，从地面天线到近地卫星，从时间频码到每个人手机中的时、分、秒……“授时”是一项庞大而精细的工程，其中的每一道环节、每一项技术都颇费心血。在全球瞩目的北斗卫星系统和原子钟迭代升级的背后，中国科学院国家授时中心内有一群“不太起眼”的科研工作者，十年如一日地在为精准的时间产生与发播忙碌奔走——他们就是守时理论研究室与授时技术研究室的研究人员。

天光大亮，又是一日清晨。

漫步走入位于西安临潼的中国科学院国家授时中心，伴随着准点报时的悠远钟鸣，科研楼的大门徐徐敞开。在细碎的交谈声和轻快的脚步声中，仿佛能听到时间这一度量衡的每一次精准脉动，感受到它似潺潺的水流，润物细无声。

现行的世界标准时间（Coordinated Universal Time，UTC）的起点，正是由守时理论与授时技术两项研究所驱动。怀着好奇，笔者走入科研楼，几个转弯后，轻轻叩响了办公室的木门。

守时理论研究室的一个特色研究方向是脉冲星时间的建立和应用。脉冲星是一种自转特别稳定的致密天体，广泛地分布在宇宙中，沿着磁极辐射很窄的电磁波束。电磁波束随着星体自转扫过地球时形成周期性的脉冲序列，通过地面和空间都可以捕捉间隔稳定的脉冲。

这些来自太阳系以外的自然天体产生的有规律的周期性信号，可作为天然频率源，建立时间尺度。

“所以，脉冲星可以被誉为宇宙中存在的、一个天然的时间标准。它是纯天文意义的，和原子钟的理论基础完全不同。”童明雷娓娓道来，“这是个自然信号，对于时间基准建立和时空导航都有比较广阔的应用前景。”自然信号，意味着天文时与日出日落、晨钟暮鼓的人类生活节律密切相关，也为冷冰冰的时间频率增添了一分柔和气息。

但目前来看，脉冲星时仍是一个新兴前沿的研究领域。也正因如此，守时理论实验室并未局限于这一研究方向。

科研楼地下一层，中国科学院大学博士生导师、中国科学院国家授时中心研究员云恩学的实验室就建设在此处。同属于守时理论研究室，他的研究方向却与脉冲星完全不同，而是基于微观粒子的原子钟。

走过一张张绘制着仪器原理、实验方案与成果的展板、一间间安静却忙碌的实验室，便能清楚地感知到，这里的研究重点更偏向于实验工作。

为什么一个研究室会有截然不同的两种研究方向？童明雷的答案是“联合守时”。

“说到底，脉冲星时是为了国家标准时间服务的，如果连标准时间的工作原理是什么都不清楚，又谈何服务呢？”童明雷笑道。

脉冲星时的原理与原子时截然不同，这样的特点使得在形成长期稳定的模型后，脉冲星时可以校准原子时的长期偏差，将“跑偏”的原子时拉回到正确的轨道。脉冲星时加入到守时工作中，一方面增强了长期稳定性，另一方面，也在一定程度上提高我国时间的安全可靠、独立自主能力。

“怎么把时间发出去，探索研究各种授时手段，就是我们研究的最大主题。”中国科学院大学博士生导师、中国科学院国家授时中心授时技术研究室副主任李实锋介绍道。

目前，授时系统主要包括卫星无线电授时、地基无线电授时和网络授时。卫星授时主要包括北斗卫星导航系统和通信卫星授时系统等；无线电授时又分长波授时、短波授时，低频时码授时等；网络授时包括了互联网授时和通信光纤网授时等。

目前，研究室承担了十三五国家重大科技基础设施——高精度地基授时系统建设中的增强型罗兰授时系统的建设，包括了新疆库尔勒，甘肃敦煌和西藏那曲三个授时台、相对应的3个授时监测站和分布于全国的175个差分增强站的建设。从前，广大的西部区域因为缺少无线电授时信号覆盖，无法获取精准时间，而在3个授时台建设完成后，结合原有的7个授时台，就基本能够实现精准时间在960万平方公里土地上的全覆盖。

“这不仅满足了西部地区的精准时间需求，更重要的是提高了国家授时服务的安全性。”说到建设授时台的意义，李实锋的言语简短有力，“这个系统还有一个更重要的作用——作为北斗卫星导航系统的战略补充。卫星导航容易受到干扰，而地基长波授时的可靠性比较好，能够提高授时的安全性和稳定性。”

在如此重大的工程落地的背后，是授时技术研究室不懈的努力。从2015年开始理论研究、技术攻关，再到演示验证、工程建设，弹指已过10年。而在10年前，与如今炙手可热的国产卫星导航系统相关的这一领域，还是无人问津的“学术荒野”。

长波授时系统最早于上世纪50年代由美国提出，六七十年代引入国内，BPL长波授时系统于1987年正式提供服务，长河二号系统于1994年全面提供服务。此时正赶上美国GPS的大规模推广应用，长波授时应用因此没有得到足够的重视。

时间转到21世纪，卫星导航系统的脆弱性为长波授时的发展带来了新的机遇，但由于对长波授时技术的研究存在几十年的空窗期，熟悉长波授时技术的老一辈科学家基本上已经退休，而美国方面也已停止了相关系统的运营。“我当时正在读博，连国内外研究背景都不知如何下笔。”李实锋回想起往事，露出笑容。

而当年GPS也在遭遇威胁和干扰——只误差13微秒，整个欧洲的电信、电力、EMS全部停摆。考虑到授时可靠性和自主性问题带来的潜在的应用风险，国家确定了对高精度地基授时系统的立项投入。李实锋也跟着研究室团队，翻遍老旧档案，找遍国内的专家，大则八十多岁，小则五六十岁。经过团队的奔波和国家需求的确定，这一技术和战略难题才终于拨云见日、得以解决。

走入授时技术研究室的办公室，便能看见不少朝气蓬勃的年轻面孔。“这里有一大半都是我的学生。”中国科学院大学博士生导师、中国科学院国家授时中心授时技术研究室主任华宇说道，言语间流露出几分自豪。

问起从导师身上学到了什么，李实锋最先想到的是：“死守实验室攻关的本领”。作为研究室副主任，他也是华宇的学生。“前不久网络上有个院士说，8个小时搞不好科研。”他笑着，有些怀念道，“我还记得我跟着导师技术攻关时，基本3个多月吃住在实验室里。”

“那时，办公室里有个长条沙发被充作临时床，我们两个人一个写软件代码，一个写硬件代码，配合调试，每天可能只休息1个到2个小时，除了吃饭、换衣服、洗澡，就剩泡在实验室。”李实锋调侃道，那真是敢怒不敢言。但导师陪着大家一起熬夜、攻关，又有什么可抱怨的？现在回忆起来，对他来说，那反而是学术生涯很有收获的一个阶段。数据完成时他感到前所未有的兴奋，而过程中的劳累和辛苦，仿佛都被抛在脑后、烟消云散了。

谈及往事，李实锋又回忆起了另一件趣事。几年前的元旦前夕，授时技术研究室正为一场投标做准备。放假前，他随口道了一句“做好元旦加班的准备”，家离得最远的他已经预备好假期独自加班加点完成所有工作，却忘了和同事们通知取消安排。第二天元旦一大早，看到同事们整整齐齐地出现在办公室，一个不落。他感动的同时也明白了：这里的每一个人都将这件工作放在心上——一切奉献都是为了国家、为了授时事业。

其实，授时中心的薪酬待遇并不算优厚。凭着授时中心的工作资历，跳槽的工作人员基本可以拿到两倍甚至更多的薪资。而在李实锋刚刚加入授时中心工作的时期，国际和国内在相关领域的研究形势更加严峻。“当年在圈内耕耘的工作者屈指可数，团队基本作鸟兽散。”李实锋回忆，“每当我一个人快扛不下去了，总会说服自己，既然我们有了授时台，总得有人去支撑，去运营吧？如果我走了，怎么向单位、向国家交代呢？”凭着这样的信念，李实锋在这个岗位上坚持了下来，一晃便是十几年。

第一个为大家公认的关键词是“安静”。

“这里以前不通地铁，比较偏僻，又是个断头路，每天望向窗外，只能看见骊山上的烽火台和几个庙宇。”华宇回忆道。得益于骊山脚下得天独厚的静谧，科研人员能够更加心无旁骛的开展各项研究工作。

而漫步在授时中心内，便能感受到另一种悠然、自在的氛围。早上10点，早操铃准时响起，在这个目标为“争分夺秒”的研究所，人们的生活状态却更加松弛、随心。

“我比较喜欢随性，有时候有问题要解决熬到一两点，第二天起床可能就晚一些。”童明雷分享自己对时间的利用方式：科学不是机械的劳动，不能上下班打卡，灵感来了常常彻夜思考，累了就休息。这种情况下，科研人员用严格的时间节律去约束自己，就显得没有必要了。

而这种宽松的研究节奏，也得益于授时中心合理的考核制度。不强求发表论文，没有一定的指标，这给了研究人员相当大的自主性，去选择兴趣课题、以更长的时间跨度攻克难题。

自得的研究气氛也带动了人际关系的和睦。从1999年来到授时中心读研，他已在这里度过了25年的时光，堪称是这里的“老前辈”了。“我的孩子出生在西安，他从小就在院子里到处跑，孩子们常常去对方家里吃饭，也不需要担心安全问题。”说起自己的孩子，他含笑道，“我们是个和谐的老单位，大家都知根知底。”

而李实锋则想起了他还在读研究生二年级时候的往事。2008年汶川特大地震，单位很快统计了重灾区的受灾情况，老家在四川的他也很快收到了所领导的关怀；他也曾为了更多了解长波授时技术，每天下班后陪着另一个研究室的老前辈散步，“每天陪他走个五六公里，老爷子给我管饭。”他笑呵呵道，那一散步就是好几年，“单位文化、知识背景、技术难点特点……确实跟着老师学到了不少东西，让我基本上继承了老师们的衣钵。”

参加类似的科普活动的不止他一人，许多授时中心的老师和学生们都曾贡献出自己的知识和时间，站上各式各样的讲台。有国科大雁栖湖的礼堂、有青少年科普活动的讲解席、也有科普作品大赛的领奖台。2020级研究生王弼松就是其中之一，他在中国科学院科普讲解大赛连续两年获得一等奖，创作的科幻作品还在去年获得了中国科学院大学科普科幻大赛的二等奖。“当我看见听过我科普报告的孩子将他们学到的知识一字一句转述给身旁的母亲时，我感受到一颗向往科学的种子已经在他们的心灵之中悄悄种下，我所做的事是非常有意义的。”回想起每次志愿科普活动，他笑得满足。

传播知识的脚步也未曾局限于科普，更多、更深刻的交流也正带来碰撞与思考，将精准时间的影响力传递向更远。

“这几年对国家精准时间领域的重视程度越来越高，国内一些单位也邀请我们作报告，我觉得这是一种责任和义务。有些领域可能遇到一些技术瓶颈，却想不到通过高精度的时间和频率同步能够解决这个问题。”李实锋向我们解释他参加诸多科学讲坛的缘由。中国科学院精密测量科学与技术创新研究院曾临时和他约了一场报告，院士听闻后临时到场，还表示很感兴趣，会后要走了他的报告书。武汉的717所、广州的中山大学、成都的电子科技大学、西安电子科技大学……携着精密时间的知识，李实锋在这些书香之地皆频频留下足迹。

而华宇则对时间的未来有更远的展望。

2015年，在精密时间应用前沿钻研的他渐渐意识到一个问题：全社会的协调需要同步，在信息化、数字化世界里，单向的时间已经不足以满足需求。

他向我们解释如此断言的原因：“电子要素其中很重要的一个证据就是时间，时间是事件的三要素之一，单向的事实会被篡改、受到攻击，导致不可信。所以，我们所授的‘时’不能局限于标准事件，还要把标准事件改造为可信事件。”金融、电力、通信、交通、司法都需要时间，时间无处不在，但信息化要深化发展，需要的不仅是精确时间，更是“可信”的时间。这不但与各行各业息息相关，更将一定程度上重塑城市乃至社会的组织和运作方式。

“时间将会成为国家数字经济社会的重要基础设施。”他语气严肃，却能感受到其中的殷切盼望，“所以，我们70年代的研究者在学术圈的作用是传承，而对国家形势而言，也是承上启下的一代。要关注国家的战略需求，站好属于自己的这班岗。”

钟声响起，恍然又是一个时辰。

交谈也已至尾声，笔者转身道别，向楼外走去。玉兰花开得正酣，一侧的海棠小道花瓣翩然，在春日温暖的阳光中，白得天真又烂漫。

即使时间此刻如飞梭而过，眼前仍然美得沉醉、美得心折。心下了悟，在奔流的时间中，抓住所珍视的，坚持所深信的，即便老去亦无所憾，也许便是身后这座老建筑与坚守其中的人们，想传达的时间与生命观吧。

原标题：《他们在研究室“为国授时”！》