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新華社合肥9月25日電（記者 劉美子）時間和我們的生活息息相關(guān)。從“觀象授時”概念的萌發(fā)，到依靠日晷和水鐘來計量，再到高精度原子鐘的誕生，在歷史長河中，人類對時間測量的極致追求從未停步。

全國科普日期間，記者在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)采訪時看到，這里的科學(xué)家們不僅在探究早期人類天文觀的形成上追根溯源，也在基于量子精密測量技術(shù)不斷突破中構(gòu)建著當(dāng)前國內(nèi)指標(biāo)優(yōu)良的光鐘系統(tǒng)，給出世界“一秒究竟有多長”的中國答案。

日升月落，斗轉(zhuǎn)星移，在中華民族形成發(fā)展的漫長歲月里，人們早期通過“觀象授時”獲取時間。

考古學(xué)研究證明，距今七千多年前，我國古代天文學(xué)就已經(jīng)開始萌芽，先民在大自然的生活之中形成了對日月星辰和晝夜四季的認(rèn)知。

在距今5800年到5300年的安徽含山凌家灘遺址，一份刻著復(fù)雜圖形符號的“無字天書”靜靜地躺在墓坑中。一塊玉版夾在玉龜中，玉龜上鉆有數(shù)個左右對應(yīng)的圓孔，玉版中心是八角星，外部琢有圓圈。

安徽含山凌家灘遺址出土的玉版。（受訪者供圖）

這些紋飾被認(rèn)為和“觀象授時”有關(guān)，代表太陽、四季、八個節(jié)氣和方位?！傲杓覟┯癜婢哂忻鞔_的紀(jì)日功能，形成了一種原始的太陽歷系統(tǒng)?！敝袊茖W(xué)技術(shù)大學(xué)科技史與科技考古系教授石云里近日發(fā)布了最新研究報告。

古人對于“觀象授時”的考古實(shí)證遠(yuǎn)不止于此。翻閱文獻(xiàn)典籍，早在《尚書·堯典》中就有記載“乃命羲和，欽若昊天，歷象日月星辰，敬授人時”，“觀天象、授人時”的觀念上古就已形成。

“觀象授時”更與農(nóng)耕文明的演進(jìn)同頻。中國現(xiàn)存的農(nóng)事歷書《夏小正》，按十二月的時序記載了天象、氣象、物象；西漢淮南王劉安的《淮南子·天文訓(xùn)》，最早對二十四節(jié)氣進(jìn)行完整總結(jié)。

西漢之后，十二時辰制和百刻制進(jìn)一步將時間測量精細(xì)化，一套完整的時間測量體系逐漸清晰。元代著名天文學(xué)家郭守敬把一個回歸年周期精確到365.2425天，這與現(xiàn)代科學(xué)推算的周期相比只相差26秒。

“從利用周年運(yùn)動劃分季節(jié)到利用原子能級躍遷定義‘秒’，人們一直在追尋更均勻的、可測量的、不間斷的運(yùn)動來計量時間，直至今天，精準(zhǔn)授時成為一個國家競爭力的重要標(biāo)志之一?！敝袊茖W(xué)技術(shù)大學(xué)科技史與科技考古系教授鈕衛(wèi)星說。

這是安放在觀星臺頂部的一種古代天文儀器：日晷。新華社記者朱祥攝

從研發(fā)國內(nèi)首臺激光抽運(yùn)小型銫原子鐘、系列微型化銣原子鐘，到承建增強(qiáng)型羅蘭授時系統(tǒng)以及差分系統(tǒng)，中國科技工作者多年來不斷推動國家精確授時體系建設(shè)。

由于量子精密測量技術(shù)的發(fā)展，許多國家研制的光鐘的準(zhǔn)確度已經(jīng)超過當(dāng)前復(fù)現(xiàn)秒定義所使用的銫原子噴泉鐘準(zhǔn)確度100倍。因此，國際計量委員會（CIPM）正在就實(shí)現(xiàn)“秒”的重新定義進(jìn)行進(jìn)一步準(zhǔn)備。面對這一契機(jī)，中國科技工作者正在不斷突破核心技術(shù)，為世界提供“中國時間”。

在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家研究中心，科學(xué)家們正在為構(gòu)建新一代全球時間基準(zhǔn)與時間“賽跑”。今年初，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陳宇翱、戴漢寧等組成的研究團(tuán)隊，成功研制了萬秒穩(wěn)定度和不確定度均優(yōu)于5×10（相當(dāng)于數(shù)十億年的誤差不超過一秒）鍶原子光晶格鐘。

該成果已部分滿足“秒”重新定義的要求，對未來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離光鐘比對、建立超高精度的光頻標(biāo)基準(zhǔn)和全球性光鐘網(wǎng)絡(luò)奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)，對未來構(gòu)建新一代全球時間基準(zhǔn)乃至提供引力波探測、暗物質(zhì)搜索的新方法等具有重要價值。

研究人員告訴記者，在前期工作的基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊實(shí)現(xiàn)了鍶原子的激光冷卻，并將其束縛在長壽命的一維光晶格中，利用一束預(yù)先鎖定到超穩(wěn)腔的超穩(wěn)激光來探尋鍶原子鐘態(tài)躍遷，并實(shí)現(xiàn)了光鐘閉環(huán)運(yùn)行。

通過兩套獨(dú)立的鍶原子光晶格鐘進(jìn)行了頻率比對測量，得到單套光鐘的穩(wěn)定度在10000秒積分時間被達(dá)到了4×10，在47000秒達(dá)到了2.1×10。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊還對Sr1光鐘的系統(tǒng)頻移因素開展了逐項評定，最終得到其系統(tǒng)不確定度為4.4×10，相當(dāng)于72億年僅偏差1秒。

“應(yīng)用方面，原子光鐘最直接、最重要的應(yīng)用當(dāng)然是提供時頻基準(zhǔn)。我們可以精確測量那些能引起鐘躍遷頻率變化的物理量?！毖芯咳藛T還介紹，隨著人們“搬動”原子光鐘的能力越來越強(qiáng)，各國都提出了“空間科學(xué)+原子光鐘”的計劃。遠(yuǎn)離地球引力，光鐘的性能有望更好，結(jié)合高精度時間頻率傳遞技術(shù)，可以建立更穩(wěn)定、更精確的空間時頻體系，目前我國在空間進(jìn)行光鐘研究的部署也已經(jīng)展開。