时间博物馆位于青山市东部,是全国为数不多的以时间为主题的博物馆之一,基于中国科学院国家授时中心青山市短波授时台旧址改建而来
中国现代无线电授时,发端于20世纪初上海徐家汇观象台,新中国成立后,观象台天文和授时部分先由紫金山天文台管理,后由上海天文台负责。由于其地处东南一隅,信号不能覆盖我国全部领土,国家科委批复中国科学院开始筹建短波授时台,经多方踏勘选址,最终选址在青山市
六年前,经中国科学院国家授时中心和青山市人民政府共同合作,打造的时间博物馆,而时间博物馆集合了丰富的历史文物和授时科技成果,展示了各自用途及相关设备的使用原理等内容,设计了不同的科普教育,及研学教育课程的互动装置,展示了从古至今各时期记录时间的装置及仪器,见证了人类对时间感知和记录的历史。
时间博物馆很大,大概占地81亩,把车停在路边,林阳放眼望去,一片绿色,时间博物馆就像是包裹在了郁郁葱葱的森林中,他看了一眼时间已经到了下午7点
汪世洋的这位老朋友,从事的项目和原子钟其实没有什么关系,他本身是搞分子研究的,在快到退休的时候,考虑到他身体的问题,就安排在这里做了一个闲职,也算是发挥最后的余热
负责人在见到林阳之后,非常热情的招呼他
“林老师很抱歉,资料得等一会,老汪说的太突然了,那个时候系统已经关闭了,现在正在重启中,还需要一些时间,请您耐心的等待一会”
林阳有些不好意思的说道
“没事不着急,这么晚了还得麻烦您,有些怪不好意思的”
负责人不在意的摆了摆手说道
“没有关系,本来就干这行的,没什么麻烦不麻烦的,只是老汪前段时间不是刚拿走一份一模一样资料,怎么那份资料弄丢了?”
听了负责人的话,林阳愣住了,他没有想到汪世洋在前一段时间也拿走了一份相同资料,在结合他见到汪世洋时他那异常的举动,林阳不禁有一个猜测,难道汪老师也在调查着原子钟发生异常的原因?但是他到底是出于什么目的呢?
“没关系,我在重新打印一份就行了,你还没有来过我们这里吧,可以乘此机会来参观一下时间博物馆”负责人不在意的说道
林阳没有拒绝负责人的好意,两人并排行走在博物馆大厅间
这座博物馆宽阔的展厅内,摆放着各个时代的计时工具,看的他眼花缭乱,自从时间博物馆建成之后,他还没有来过这个地方,说实话他对这个地方还是有些好奇的
这个时间段,时间博物馆早已经闭馆,此时整个展馆内没有一个人,林阳他也是因为有汪世洋的这层关系,负责人才破例接待他
二人漫步在空荡荡的展馆里,负责人习惯性的介绍着展台上各种琳琅满目的展品
“日晷是古代的一种计时工具,利用太阳光投射在刻度上的影子来确定时间。在日晷上标有12个时刻,当太阳从东方升起时,光线照射在日晷上的刻度上,根据影子的位置可以确定当前时间”
“这个东西叫漏刻,它通过利用沙子流动的速度来计量时间。漏刻的优点是可以同时使用两个容器,增加了计时的时间精度。同时,漏刻也可以用来表示时间间隔的概念,经过一段时间后,沙子流完之前的时间,并进行精确的计时”
“水运仪象台由我国宋代天文学家苏颂研制,其中的擒纵器是钟表的关键部件,英国科学家李约瑟等人认为水运仪象台可能是欧洲中世纪天文钟的直接祖先”
负责人不厌其烦的向林阳介绍着每一件展品,这让他沉浸在了这座时间的长廊中
圭表,浑天仪,而越往近代,计算时间的仪器越精密,开始有了机械钟表,最先是以发条为动力的,后来出现了以电力为主的,到了现代越发的精巧,看着这里各式各样的钟表,他感受到了时间的流逝,人类在时间长河中,真的是微不足道的存在,终于走到最后走廊的尽头,他停下了脚步
他抬头看向了最后一件展品,世界上最精准的计时工具,原子钟
原子钟的基本原理,是根据原子物理学的基本原理,原子是按照不同电子排列顺序的能量差,也就是围绕在原子核周围不同电子层的能量差,来吸收或释放电磁能量的。这里电磁能量是不连续的。当原子从一个“能量态”跃迁至低的“能量态”时,它便会释放电磁波。这种电磁波特征频率是不连续的,这也就是人们所说的共振频率,比如目前国际通用的铯原子钟所使用的铯同位素铯133的共振频率是9192631770Hz,也就是每秒振动9192631770次,所以铯原子钟就是以计数器记录振动9192631770次作为1秒。目前世界各国主要都是通过铯原子钟所得到的时间作为标准时间
直到上世纪20年代,最精确的时钟还是依赖于钟摆的有规则摆动。取代它们的更为精确的时钟是基于石英晶体有规则振动而制造的,这种时钟的误差每天不大于千分之一秒。即使如此精确,但它仍不能满足科学家们研究爱因斯坦引力论的需要
10年后,美国哥伦比亚大学实验室的伊西多·艾萨克·拉比和他的学生在研究原子及其原子核的基本性质时所获得的成果,使基于上述原子计时器的时钟研制取得了实质性进展,但是直到二战之后,美国国家标准局和英国国家物理实验室都宣布,要以原子共振研究为基础来确定原子时间的标准,但是1954年,才建造出了便携式仪器为基础的商用原子钟,如今铯原子钟都是这种原子钟的后代,而这就是原子钟诞生的历史
林阳定定的看着原子钟,随后转头看向负责人问道
“您知道原子钟为什么会出现异常吗?”
负责人摇摇头说道
“到底是什么原因我不知道,既然你来这里就应该知道,原子最核心的原理吧”
“知道的不多,原子钟利用的是原子的共振频率,这是一种特殊的电磁辐射频率,与其内部结构的特性相关联.....”
“足够了”负责人挥手打断了林阳的话
“我给你举一个例子,假设有一只兔子,永远在以相同的频率在跳,如果这只兔子每跳10下是一秒钟的时间,而我们就是按照这只兔子跳动次数来计算时间,每跳10下就一秒钟,跳600下就一分钟,一个小时就是36000下,原子钟就是这样的原理,不同的是原子钟里的这只兔子每秒钟跳动9192631770次”
林阳继续问道
“所以您认为原子钟产生这种误差是因为原子震动出了问题?”
负责人点点头说道
“就刚才的那只兔子,原本是一秒钟跳10下,但是这只兔子突然加快了跳动的频率每秒钟跳了20下,但是我们还是按照兔子跳10下为一秒钟来计算,实际上只过去一分钟,但是原子钟会显示已经过去了2分钟”
“可是铯原子是自然界中最稳定的元素,它的原子震动真的会改变吗?”林阳有些不确定般的问道
“2206231624800”负责人说出了一串数字
“这个是什么?”
“铯原子的原子震动是每秒9192631770次,但是在原子钟发生异常的时候,铯原子的原子震动突然增大到了2206231624800次”
“那...那原子震动突然增大的原因是什么?”
负责人摇了摇头说道
“我并没有找到原因”
就在这个时候系统启动成功的提示音响起,负责人立马到终端打印出来了一份资料,递在了林阳的手上
“这是你要的资料”
林阳在接过资料后,还是忍不住问了一句
“你们是怎么看待原子钟的这种异常”
负责人顿了顿说道
“在原子钟发生异常的第一时间,我们就立马展开了调查,但是我们很多顶级的专家都没有办法能解释原子钟异常的原因”
林阳有些失望的点了点头,就在这个时候,那名负责人突然说道
“对了,我忘记告诉你了,其实早在三年前,原子钟就已经发生过一次异常”
林阳有些惊讶的说道
“什么?三年前?”
“准确的来说是三年前的三月十一号”
“这怎么可能?”
林阳如遭雷击般的愣在了原地,潮水般的记忆涌了出来