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揭秘“时间魔盒”原子钟：三千万年误差小于一秒    

朱玺

①时间是什么？或许有人会低头看看手表，说出当下的时刻。是的，时钟会告诉我们时间，它是我们生活不可或缺的一部分。在确定时间起点之后，用世纪、年、月、日、时、分、秒来记录时刻，就好像一把尺子。

②当人类意识到时间的流逝，便开始利用周期性现象对时间进行追踪。远古时期，人类通过草木枯荣判定季节，通过观察太阳、月亮在天空中的运动来判断时间。日出而作，日落而息。后来，人们探索出了通过滴水来计时的水钟、流沙计时的沙漏等。二战后，美国物理实验室研制出了世界上第一台原子钟，但这个钟需要一个房间的设备，复杂度过高，实用性不强，但代表了人类有了历史性的跨越。1967年，秒长的定义溯源到了原子上。此后，各种原子钟相继问世，成了目前世界上最准确的计时工具，实用性也越来越高，能够满足多种场景的应用需求。

③原子钟其实离人们日常生活很近。例如原子钟在卫星导航系统中发挥着“心脏”般的作用。卫星导航使人们的日常生活变得非常便捷，当我们拿出手机打开导航软件，能够看到自己的地理位置；输入目的地，导航软件能够规划路线，且实时告诉我们需要向左转还是向右转。这是如何做到的呢？

④我们先来看一下卫星导航与定位的原理。在三维空间中，建立坐标系，当已知3个点的坐标以及第四个未知点分别与已知点之间的距离，那么未知点的坐标就可以被确定。同理，当我们在地球上仰望天空，至少能够同时看到3颗卫星，卫星飞行在自己的轨道上，它的运行轨迹被编入星历，同时接收3颗卫星发来的星历，经过解算，可以知道卫星的位置。此外，还需要知道我们与卫星之间的距离，物理学知识告诉我们，距离等于速度乘以时间，光传播速度是每秒30万千米，所以只需要知道信号传播时间就可以了。此时，我们发现，导航定位的关键便是时间的测量。

⑤这就需要原子钟隆重登场了，每颗卫星及地面站里都配备了一组原子钟，时间信号随星历一同发送，在解算卫星位置的过程中，也能够同时得到时间信息以及距离。这样，我们的位置便可以被计算出来。

⑥日常生活中的手机等电子产品，通常内置了导航模块，能够实时接收卫星发射的信号并依据一定的算法进行解算。于是，便有了我们对自身位置的实时掌控。如果原子钟提供的时间误差在1微秒，那么定位误差将高达300米。如果要达到米量级的导航，在不考虑其他误差因素的情况下，原子钟提供的时间误差需保持在3纳秒。也就是说，时间的精密测量决定了导航定位的精度，如果没有原子钟，就无法实现准确导航了。

⑦原子钟究竟有多准呢？让我们来跟常见的机械手表、石英钟对比一下。当我们带着机械手表开着车，绕着北京四环跑1圈，大概1个小时吧，机械手表就偏差了1秒；对于石英钟来说，偏差1秒差不多需要270年。也就是说，假如我们带着一块石英钟回到清朝，在乾隆下江南偶遇夏雨荷时送给她，那么，到2022年，这块表只偏差了1秒；原子钟偏差1秒需要多久呢，3000万年！假如我们送给地球上最后一只霸王龙一台原子钟，那么到今天，这台原子钟只偏差了2秒。

⑧放眼元素周期表上100多种元素，适合研制原子钟的只有10余种，而这些原子，又有着不同的脾气与秉性，需要被小心翼翼地区别对待。因此，抓住原子之后呢，科学家还要保证它们不被外界磁场、电场、温度变化等打扰。一台原子钟的复杂程度也许会超出人们的想象，可能会用到数十颗螺丝钉，数百个电子元器件，经过上千次测试验证，凝结着无数科研工作者的心血。

⑨浩瀚宇宙中藏着未知的秘密，我们渴望知道黑洞里面是什么样子，我们渴望看到引力波的痕迹，我们也渴望与地球外的生物对话，这些对未知的向往，使人类从未停止对时间频率测量精度的追求，原子钟精度的纪录还在被不断刷新。一台台服务生活的原子钟，是航天事业工作者不懈努力的结果，是继续前进的动力，更是航天精神的映照。                                     （有删改）

【材料】古人发现物体阴影与时间的关系后，发明了日晷（guǐ）、圭（guī）表等计时工具，但由于对太阳的依赖，导致日晷等工具在阴天和夜间不起作用，漏刻的诞生恰好可以弥补这种不足。

漏刻中的“漏”是带孔的壶，“刻”是配有刻度的浮箭。漏刻分为泄水型和受水型两类。汉武帝之前的单壶泄水型沉箭式漏刻，是通过水从壶孔流出，壶内水位下降，浮箭随之下沉，观察浮箭上的刻度来判断时间的。受水型漏刻由供水壶和受水壶组成。在供水壶的设计上，为了保持水流量的稳定，人们又加了一只、二只乃至三只供水壶，通过二级、三级、四级补偿的方式，提高计时的精准度。（摘编自《光明日报》《天文杂谈》）

右图是同学们根据【材料】的内容找到的计时器示意图，请你推断计时器名称并简述设计思路。

计时器名称： ， 设计思路：

①岩石究竟是怎样记下时间的呢?②尽管岩石看似坚固不坏，但其实真的有“（直到海水枯干，石头粉碎，形容经历极长的时间）”的时候。③阳光____（用火或电热烤，使变熟或变干燥）着它，霜雪冷冻着它，风吹着它，雨打着它，酸性物质腐 shí着它，还有生物的主动破坏，因此，大块的石头最终也会变成沙lì和泥土。④然后在狂风、洪水、冰河的带动下，它们开始了长途旅行。⑤经过山lù、海洋等比较低洼的地方时，许多泥沙因此被留下来。⑥随着时间的流逝，泥沙越积越厚，虽然有长期的重压和胶结，碎石和泥沙有一天又重新形成了岩石。⑦漫长的时间就这样通过不同岩层、生物化石等形式记录了下来，甚至连天旱时泥土龟裂的现象，也都会留下痕迹。

【甲】林穷远，人迹罕到。环寺多清流苍石，短松瘦竹。山高地深，时节绝晚。于是孟夏，如正二月天。山桃始华，涧草犹短；人物风候，与平地聚落①不同。初到恍然若别造一世界者。因口号绝句云：“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开。长恨春归无觅处，不知转入此中来。”

（节选自白居易《游大林寺序》）

【乙】古法采草药多用二月、八月，此殊未当……缘土气②有早晚，天时有愆伏⑧。如平地三月花者，深山中则四月花。白乐天《游大林寺》诗云：“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开。”盖常理也。此地势高下之不同也。如笙竹④笋，有二月生者，有三四月生者，有五月方生者，谓之晚笙；稻有七月熟者，有八九月熟者，有十月熟者，谓之晚稻。一物同一畦之间，自有早晚，此物性之不同也。岭峤⑤微草，凌冬不雕；并、汾⑥乔木，望秋先陨；诸越⑦则桃李冬实，朔漠⑧则桃李夏荣。此地气之不同也。一亩之稼，则粪溉者先芽；一丘之禾，则后种者晚实。此人力之不同也。岂可一切拘以定月哉？

（节选自沈括《采草药》，有删改）

【注释】①聚落：村庄。②土气：土壤中的温度，即地温。③愆（qiān）伏：原指天气寒暖失调，此指节令先后不定。④笙（guì）竹：一种竹子。⑤岭峤：五岭的别称，此指岭南地区。⑥并、汾：并州和汾州，在今山西省。⑦诸越：古代对今华南一带的称呼，此指南方地区。⑧朔漠：北方沙漠地带，此指北方地区。

东风何以是春风  

朱美禄

①歌咏春天，自然少不了对春风的关注。而春风这个概念，古人有多种多样的表述。

②撮其大要，可以直接写成“春风”，如“春风又绿江南岸”；可以诗意地写成“杨柳风”，如“吹面不寒杨柳风”；可以写成“惠风”，如“芳菲满郊甸，惠风生兰薄”；还可以写成“阳风”，如“岁序一更新，阳风动人寰”。但有一个值得关注的现象，那就是许多文人常以“东风”来指代春风。如江淹《咏美人春游诗》：“江南二月春，东风转绿苹”，李白《落日忆山中》：“东风随春归，发我枝上花”，张栻《立春偶成》：“便觉眼前生意满，东风吹水绿参差”，朱熹《春日》：“等闲识得东风面，万紫千红总是春”。披文入情，读者不难发现，这些诗歌中的东风并不是一个风向概念，其所指正是春风。这些诗歌的作者虽然生活在不同时代，但他们对东风的理解却高度一致，可见古代文人对“东风就是春风”的认知具有普遍性。

③东风何以是春风，首先与自然因素有关。根据气象学的解释，空气中气压是不均衡的，空气由气压高的地方向气压低的地方流动就形成了风。中国地处亚欧大陆东部，受行星风系与海陆热力差异影响，形成了典型的季风气候。每年春天，随着太阳直射点北移，中国陆地上的冷高压持续降低，太平洋副热带高压逐渐增强，在气压梯度力驱动下便形成了东南季风。中国大陆东部海岸线大致呈东北至西南走向，使得春天的东南季风在地面上转变为偏东风。由于东风吹拂的时间是春天，所以人们将二者统一起来，赋予了东风以春风的含义。

④除了自然因素之外，东风何以是春风，还与人们对东方的认知有关。在后天八卦中，震卦对应的方位是正东方，所以古人有“震居东”之说。由于震所代表的自然现象是雷，雷震而万物萌动，所以《白虎通义》中说：“所以名之为东方者，动方也，万物始动生也。”《说文解字》对“东”字解释道：“动也，从木。官溥说：从日在木中。”这些都表明了东方是万物萌动的方位，而春天是万物萌动的时间，所以古人将东方与春天联系起来，认定东风就是春风。

⑤《尚书》“洪范”篇最早提出了水、火、木、金、土的五行观念，但并未加以阐述。董仲舒在《春秋繁露》“五行之义”篇中发挥道：“天有五行：一曰木，二曰火，三曰土，四曰金，五曰水。”“木居东方而主春气，火居南方而主夏气，金居西方而主秋气，水居北方而主冬气。”可见在中国人特有的五行文化观念中，东方属木，主春气，意味着勃勃生机，而春天也正是如此，所以东风就成了春风的另一种表述。

⑥在实际生活中，春天除了常刮东风之外，也刮其他风向的风。在文学创作中，之所以用东风来指代春风，很大程度上是受到了文化的规约。假如将春风表述为西风、南风或者北风，则与传统文化明显相悖；只有以东风来指代春风，才符合传统文化的要求。

⑦东风何以是春风，还是古典诗词不断层累以至于固化的结果。中国文学史上最早书写东风意象的是屈原，最早把东风解读为春风的则是王逸。屈原在《九歌·山鬼》中说：“东风飘兮神灵雨。”王逸注曰：“东风，春风也。”屈原的创作与王逸的注释相结合，第一次把文学文本中的东风坐实为春风。此后，“东风”一词便成了一种母题，一种被依赖的路径，被历代文人反复书写。如汉代《古诗十九首》道“东风摇百草”；唐代韩翃道“寒食东风御柳斜”；宋代苏轼道“东风袅袅泛崇光”；明代袁宏道道“东风杨柳灌青枝”；清代洪亮吉道“一片东风百草生”。在不同诗人笔下，东风这一符号的含义都是春风，“后进追取而非晚，前修久用而未先”，古代诗人都是这么运思与表达的。正因为一代代诗人不断地这样书写，东风作为春风的所指，便成为中国人一种集体意识与固化的表达方式。

⑧在中国，因为地理与文化原因，常以东风来指代春风。有趣的是，在欧洲文学中，雪莱的《西风颂》将“西风”比作春风。东西方这种差异，根源于人与世界发生关联的过程中将世界赋予了不同的意义。需要指出的是，作者这样编码，读者也必须这样解码，才能以意逆志，成为文本的知音。

（选自《光明日报》2025年 4月 25日，有删改）

二十四节气歌

春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连。

秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。

立春过后，大地渐渐从沉睡中苏醒过来【甲】冰雪融化，草木萌发，各种花次第开放。再过两个月，燕子 piān然归来。不久，布谷鸟也来了。于是转入炎热的夏季，这是植物孕育果实的时期。到了秋天，果实成熟，植物的叶子渐渐变黄，在秋风中簌簌地落下来。北雁南飞，活跃在田间草际的昆虫也都 xiāo 声匿迹。到处呈现一片衰草连天的景象，准备迎接风雪载途的寒冬。在地球上温带和亚热带区域里，年年如是，周而复始。

几千年来，劳动人民注意了草木荣枯【乙】候鸟去来等自然现象同气候的关系，据以安排农事。杏花开了，就好像大自然在传语要赶快耕地【丙】桃花开了，又好像在暗示要赶快种谷子。布谷鸟开始唱歌，劳动人民懂得它在唱什么：“阿公阿婆，割麦插禾【丁】这样看来，花香鸟语，草长莺飞，都是大自然的语言。

这些自然现象，我国古代劳动人民称它为物候。

唱响节能 绮丽山水 美好家园 擦亮蓝天 诗配画  扮新大地 锦添花 践行减碳

上联：    下联：

生旦净丑 谱出 人生苦乐 世态炎凉 演绎 吹拉弹唱

上联：    下联：

齐腾 同心  炎黄子孙 共筑 华夏儿女 众志  东方龙  中国梦

上联：    下联：

上联：千古丝路，越雄关，穿大漠，驼铃阵阵    下联：

上联：智慧铸就千秋碑，科技领航创伟业    下联：

上联：近览仙湖远眺佛阁八方景色皆如画    下联：

①总宜人    ②春游竹苑   ③四季风光    ④夏赏琼池

上联：长擎砥柱广筑雄图大鹏击水三千里    下联：____

①六百年 ②威震海疆 ③福地争春 ④瑞腾禹甸

上联：羊羔出栏思跪乳    下联：____

①离巢    ②乌鸦    ③反刍    ④念

①银花火树开元夜    ②避恶遍插茱萸枝    ③几处笙歌留朗月

上联：山为锦屏何须画    下联：____

上联：____    下联：日临端午，清明水底见重阳