2025年,冬至即將在12月21日23時02分48秒到來。你沒聽錯,今天,冬至可以精確到秒,甚至是毫秒、微秒,這背后,隱藏著掌控時間的密碼。從山西陶寺的古觀象臺,到陜西臨潼的原子鐘,“敬授民時”已經走過了四千年的歲月。
進度條:冬至
從天文學上來講,冬至的本質,是太陽的直射點抵達南回歸線的那一瞬間。這一刻之后,太陽直射點開始自南向北移動。如果用北京時間來標記的話,2025年,這個瞬間將在12月21日23時02分48秒到來。我們今天掌握的天文技術和計時工具,可以將冬至精確“定義”到秒,甚至是毫秒、微秒。神奇嗎?這一期視頻,我們借著冬至,來聊一聊關于“北京時間”的話題。
進度條:授時為什么要求高精度
“北京時間”并不是本地土產,而是國家標準時間,它來自于設立在陜西西安臨潼的國家授時中心。這里的技術和設備,讓計時連續六千萬年累計的誤差,不超過1秒。與國際協調世界時UTC的偏差數值,保持在3納秒以內,也就是十億分之三秒。至于為什么“北京時間”不在北京?我們稍后再講。
時間為什么會要求這么高的精度。1毫秒差或致停電,1微秒差可能引發股市巨震,1納秒差則會讓北斗的定位精度差30厘米。而1皮秒差,也就是一萬億分之一秒,會讓“嫦娥”飛船的定位差幾公里。
現在,我們回過頭來理解,什么叫做“授時”?把標準時間分發給通信、電力、交通、測繪、航空航天、國防等諸多行業和部門,這些系統再根據接收到的信號校準自身的時鐘。這就是授時。
進度條:我國的“時間簡史”
授時可不是現代文明的產物。在中國國家授時中心工作間的門上,寫著八個字:“欽若昊天,敬授民時”,這句話出自《尚書·堯典》。它的意思是:敬畏自然規律,向民眾傳授節氣與時間。雖然古人沒有電,沒有股市,沒有手機和互聯網,但是在農耕社會,能否能掌握時間,絕對是關乎生死存亡的頭等大事。
這是位于山西臨汾的陶寺遺址,這里被考古學界認為是“堯都”。我們可以想象一下,四千多年前,堯王在這里主持授時儀式。這些夯土柱是最早的觀象臺,大致呈半圓形分布,間隙寬度各不相同,在不同的節氣,日出時的陽光會從不同的縫隙射入圓心。陶寺古觀象臺可以觀測到20個節氣,其中包含兩分兩至。冬至日,日出光束從2號縫柱射入。
在陶寺遺址,還發現了另一件以顏色標記刻度的漆木桿,學者推測,這就是最早的圭表。正午時分的影長,也可以來推測節氣。早在堯的時代,先民利用觀象臺和圭表,共同來掌握時間,在世界范圍都是領先的。
而圭表還有另一項功能,與授時緊密相連,那就是進行空間測量。《周禮》中記載,夏至正午,圭表影長一尺五寸的地方,就是天下之中。至于古人如何得出這一結論,我們尚未有明確答案。不過,陶寺遺址的圭表測量數據,基本符合古人對于天下之中的要求。
到了西周時代,“中國”一詞第一次出現在了青銅器的銘文中,中原腹地成為人們觀念中的“天下之中”,周公在成周洛邑附近的登封建立了測景臺,通過圭表確定節氣和時間。我們也可以將其理解為登封時間或者洛邑時間。
自此之后,中華文明的時空體系持續演進,衍生出我們可以理解為“長安時間”、“汴梁時間”的標準時間,中央政權始終是決定時空秩序的核心。
那么,北京時間是怎么來的呢?1884年,國際經度會議建立了全球時區方案,按照經度將全球劃分為24個時區。北京處于東八區。這是中國人口最為密集的區域。新中國成立后,為沿用了此前的國民政府以東八區時間作為全國標準時,為了體現首都地位,將之命名為“北京時間”。1949年9月28日,“北京時間”首次通過廣播電臺發播。
進度條:“北京時間”為何在陜西
有人會問,從經度范圍來看,陜西處于東七區,東八區的“北京時間”為什么會在陜西授時?首先,我國采用統一標準時,不管地理上處于哪個經度,都要和東八區時間對標對表。而選擇在陜西授時,除了地理安全性的考慮之外,首要原因是要保證發出的時間信號,用長波、短波傳到全國各地,距離差不多,能讓大家收到的時間都精準同步。在陜西的涇陽縣,有一個被稱為“大地原點”的測繪點,從這里向全國各方向測量的距離差異較小。1966年,國家授時中心前身陜西天文臺在蒲城啟動建設,這里距離“大地原點”僅100公里。20世紀80年代,為了避免長波信號干擾原子鐘,生成標準時間的職能逐漸遷到臨潼。如今,國家授時中心的總部設在臨潼,而蒲城只承擔長短波信號發播,確保“北京時間”覆蓋全國。?
進度條:掌握時間就是掌握命運
全球范圍內,只有中國和美國擁有全套產生國家標準時間的核心技術和設備。掌握時間,就是掌握自己的生存權和命運。而“敬授民時”,是一份沉甸甸的責任和承諾,已經走過了四千年的歲月,這就是它令人動容之處。
近年來
每到冬至前后
頤和園總是聚滿了“追光”的人
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當落日余暉灑落頤和園昆明湖
緩緩照射進十七孔橋的拱洞
橋洞熠熠生輝,橋下浮光躍金
這便是蔚為壯觀的“金光穿洞”奇觀
這一奇觀是如何成為刷屏全網的頂流美景的?它最初只是攝影圈的“私藏秘境”,2015年左右因微信、微博等社交媒體而逐漸進入大眾視野。2017年經主流媒體報道后徹底出圈,疊加手機攝影普及,一場古典的光學奇跡,躍升為全民追逐的年度頂流打卡奇觀。
來源:BRTV新聞(記者:陳岳、 李穎 )
編輯:孫迪雅
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