科技的魅力

杨旭海

自从有了时间，就有了时间传递的需求，为了统一一个圈子的时间，需要将时间从一个地方传递到另一个地方。如果传递的是一个地区或国家的标准时间，就成了“授时”。从古至今，随着科技进步，授时也在不断发展。为了让更多人特别是青少年了解时间的奥妙，激发对时间科学的兴趣，李孝辉用了6年时间、修改不下数十稿，才最终完成这本《时间的真相》。

时间的魅力人所共知，这类科普作品的意义也毋庸置疑。然而，我国现有图书与广大群众的需求极不相称，最突出的问题是数量少，介绍历法、时分秒的书有很多，但介绍秒以下时间很少，主要是因为秒以下的时间超出了人的生理感知，很难给读者描述清楚。这样，现代高精度时间方面的最新进展没有科普书进行介绍，特别是在北斗卫星导航系统、嫦娥工程等重大工程建设期间，亟待结合重大工程中时间的应用，为普通大众传授相关的科學知识。

科普也需要创新，《时间的真相》真实地体现了这一点，尤其是对秒以下时间的描述，书中有很多的创新思维。作者巧妙运用转化的方法，用时空关系来说明时间，如纳秒量级的时间，我们虽然感受不到，但纳秒量级时间引起的效果，我们能看到。对于北斗卫星导航系统来说，1纳秒的时间会引起30厘米的定位误差，这样就形象地说明了纳秒量级时间的作用。这个主题也与我国发展卫星导航系统的大背景相适应，把卫星导航系统的原理提炼成一组初中生都能看明白的四元一次方程组，一下子就能理解。书中还使用了多种类比方法描述出现的事物。如北京时间已经精确到了纳秒，但1纳秒有多小？使用类比的方法，将1秒和1纳秒放在一起，把1秒放大到100年，1纳秒就放大到了3秒钟，这样，纳秒有多小就非常清楚了。更进一步，用33千米外看到的亮光来形容，读者就能够对精密的时间有一个形象的了解，理解科技发展的魅力。最后，最重要的一点就是书中对图像的使用。出现1分钟61秒就是世界时和原子时两者的不一致引起的，这很难让人直观理解，但书中用两个等间隔分布的长度的变化，则可以让人们非常形象地看到两个时间的差异，最后一个时间不得不多加一秒以使两者相同，这种表述手法既生动又形象。

《时间的真相》一书在向大家展示我国最先进的科研成果方面，也是可圈可点的。科普书籍不单单是给读者讲述一个知识体系，也需要把领域内的最新成果给大家讲述出来，使大众了解到科学技术发展的最新成果。在这方面，作者李孝辉在写作时通过下面的各种创新表达，力图将最新的科技成果展现在读者面前，这也是本书的特色。

首先，作者用故事化的叙述讲述最新科技事件，例如，欧洲发现超光速的乌龙事件。书中用了一个小故事，在非常形象地说明这件事的来龙去脉的同时，让读者自然而然地理解时间在现代科技中的重要作用;又如，在我国首选的授时系统——北斗系统。北斗系统在授时方面还有一个其他卫星导航系统不具备的优势，就是北斗使用了地球同步轨道卫星。这种卫星的授时误差在整个中国区域内变化不大，并且误差随时间变化也相对缓慢，授时稳定性在时间上和空间上都很高。举个例子，有两个表，一个表的误差是固定的，每天都是5分钟的误差，另一个表的误差是随机的，今天快3分钟，明天慢3分钟，完全不可预料，我们想要哪个表呢？表面上看第一个表的误差大，但它仍然比第二个表好，因为只要固定地减掉5分钟，这个表就准了。未来，随着服务能力的不断提升，北斗系统将在更多领域发挥更加重要的作用！

其次，作者运用了各种图表的形象化加工。每一个钟表，我们首先关心的是其准不准，而北京时间作为我们国家的时间标准，其究竟准不准？由书中所给的2019年国际原子时计算中守时实验室的权重分布以及世界标准时间UTC产生机构发布的大量数据可以看出，北京时间的性能在世界上也是名列前茅的。我国的标准时间性能世界第三，如何让读者能形象地看到这个排名？书中使用了误差柱的方法，最好的误差柱最短，从小到大排列起来，一下子就可以看到我国标准时间的性能。通过这个例子，可以更好地让读者感受现今我国科技的实力，增强读者的民族自豪感。

最后，作者用通俗的语言、由浅入深的引导来讲述深奥的科技成果。在今天，对表已经成为一个潜意识的活动，每个用表的人都知道要把表对一下才可以。但是，为什么要对表？可能很少有人思考这个问题，这就是统一时间的要求，只有相互交流的人用的时间相同，才有交流的可能，否则，就成了鸡同鸭讲，失去了时间的意义。当前精度最高的远程时间传递方法是卫星双向时间传递，为了使大众更加容易理解这项成果，书中从所有人都使用的对表开始，先让人了解双向的对表方法，再转化到时间传递方法，一步步地引导读者了解双向时间传递的工作特点。同时，书中对测量、传递等的描述都采用了这样的方法，让读者在轻松阅读中领悟时间的真谛，体会时间的美妙、感受时间的神奇。

在《时间的真相》封底推荐语中，“我国的国家标准时间由国家授时中心产生和保持，其性能水平目前位居国际前三，这需要一个复杂的系统来进行维持。本书深入、细致地讲述了北京时间产生和应用的各个环节，将深奥的科学道理转化为生动有趣的故事，使读者在轻松中获取知识，了解北京时间”，这一描述很好地提炼了本书的特色。

阅读《时间的真相》，探索时间的奥秘。

作者单位：中国科学院国家授时中心

（责任编辑郎静）