昨日（3月28日），由北京市科学技术协会，北京广播电视台，北京市科学技术委员会、中关村科技园区管理委员会，北京市教育委员会，北京市广播电视局联合出品的国内首档科学文化教育节目《大先生》在北京卫视播出。本期“未来团”跟随北京大学原常务副校长、物理学家王义遒，带教老师陈徐宗、王延辉、周小记，以及北京天文馆副馆长、北京古观象台台长齐锐，一起解锁时间的密码。

古往今来，时间是怎么定义的？

(资料图)

现代社会，人们在日常生活中如果需要知道时间，都会下意识的看看手机或者电脑上的时间。那古人没有手机、没有网络，怎么获取时间呢？古人获取时间的方法，要从“观象授时”说起。是通过观测日月星辰的天象运转来确定时间。春夏秋冬四季的轮回转变产生了“年”的概念，月亮的阴晴圆缺产生了“月”的概念，太阳的东升西落产生了“日”的概念。古人又将一日分为了十二个时辰，通过立杆测影，杆影每个时辰移动30°，对应太阳每个时辰在天空中西移30°。所以看见太阳的位置，就可以确定时间，这也就是日晷的原理。

如今国内的时间是以北京时间为准，那么北京时间又是从哪来的呢？其实北京时间并不来自于北京，它来自陕西省蒲城县境内的中国科学院陕西天文台——我国唯一的标准时间授时中心。在建国初期，我们国家一直没有自己的标准频率授时中心，在50年代末的时候，外国人曾提议给我国援建一座授时中心。但中国必须有中国的标准时间，中国的时间不能掌握在外国人手里。要想有自己的标准频率授时中心，唯一的条件就是要有原子钟。能否进行精确的时间计算和授时服务，不仅体现着一个国家综合国力和科技的发展水平，同时也体现着一个国家的自尊和自强。

对于我们普通人来讲，每天所接触、熟知和应用的时间只是时、分、秒。然而，现代高科技对于时间的要求就苛刻得多。不仅要求时间的精确度分秒不差，更要毫秒、微秒不差。像我国的运载火箭、核潜艇、通信卫星，气象卫星都需要提供可靠的标准时间和频率信号。在高科技飞速发展的今天，“时间”不仅是简单的数字组合，而且成了高科技成果的关键“部件”。

临危受命，研究属于我国的原子钟

王义遒大学是在北大念的物理系，毕业之后就出国去往苏联留学，当时在列宁格勒大学学习波谱学。1961年回国，回到北大无线电系波谱学教研室。那时候，王义遒在苏联学的是核磁共振，用无线电方法研究物质结构，回国以后也想继续做这方面的工作。但是无线电系系主任汪永铨劝他先放下手头的研究，要为国家重大科研领域做贡献。从那个时候开始，王义遒就开启了对原子钟的研究。

远在60年前，中国原子钟零的突破这一重大目标，对于从未接触过原子钟相关研究的王义遒来说，无疑是巨大的挑战。当时中国基础科学较弱，国外很多高端设备禁止向我国出口。没有成品原子钟作为抓手王义遒只能从最基本的原理入手，通过各种渠道搜罗国外所有原子钟相关文献，争分夺秒的逐字学习。而随后，一个巨大的难题又摆在了他的面前。彼时，国外研制原子钟所使用的是性能较为稳定的铷元素，而国内当时还不具备生产这种铷元素的条件，只能通过繁杂的手续和长时间等待从国外进口。而这等待在王义遒看来，相较于国家对于原子钟需求的急迫程度，根本等不起。所以，为了尽快研制出我国第一台原子钟，他最终做了一个大胆的尝试——用铯元素来替代铷元素。

“别人能做出来，我们也可以。”秉持这个信念，王义遒最终通过数次实验，突破了铯元素代替铷元素的关键难题。然而，想要研制出一台原子钟，除了突破物理研究，还需要精密制造工艺的支持。而让王义遒倍感焦虑的是，当时国内大部分工厂根本不具备生产精密元器件的能力。为了找到合适的生产厂家，他四处打探，用几个月跑遍十几个城市的速度，为原子钟制作工艺的突破，最大限度的压缩时间。就是在这样的条件下，王义遒克服重重困难与时间进行较量，历经两年的时间，终于在1965年，我国第一台原子钟研制成功了。

从百分之一秒到百万分之一秒的精确与更精确，王义遒坚守初心七十载，在原子钟研究道路上潜心笃志，潜心研思。又将做科研的态度融入育人精神，培育出一代又一代科研后辈，用时间的力量，上天入海，精确方向，延续发展，在永恒时间的追逐里，赋予了时间更加精进的无穷力量。

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