时间之源：北京时间的秘密与国家安全

当你开始阅读这篇文章时，是否曾留意过此刻的时间？

或许你会不假思索地回答：23点59分。

但你是否深入思考过，为什么你确信现在是23:59？那个频繁出现在手机角落、电脑屏幕或手表表盘上的时间数字，究竟来源于何处？

许多人可能下意识认为，时间来自手机运营商或设备自身计算。

但在一些社交平台，抢票工具或攻略常提醒手机时间不准，需借助特定软件校准。

那么问题来了：究竟哪里的时间才是准确的？

简单来说，全中国十几亿人使用的统一、精准北京时间，唯一源头并非北京，而是陕西省西安市的国家授时中心。

令人意外的是，这个看似无害的时间管理者，竟遭遇美国近两年的网络攻击。

攻击方对国家授时中心多个内部网络实施高强度入侵，甚至试图渗透至高精度地基授时系统，预置瘫痪功能。

这引人深思：美国为何大费周章攻击时间管理机构？难道担心我们上班迟到？

深入探究后，统一、精准的时间实则是社会底层基础设施，控制它等于掌控社会脉搏。借此机会，聊聊北京时间的奥秘。

众所周知，一天即地球自转一圈。

因此，时间认知基于世界时，将一天等分为86400份，每份为一秒。

但逐渐发现，地球自转并不稳定，时长时短。

原因包括潮汐现象、地核运动等，自转速度持续变化。

总体而言，地球每日变长，但某些地质时期会短期加速，如过去2万年每天缩短约0.6毫秒。

特殊事件也会加速自转，如2011年日本8.9级大地震，使地球自转加快1.8微秒。

2022年6月29日，地球创下有记录以来最短一天

坦白说，这些细微变化对日常生活影响甚微，该快时快不了，该慢时慢不下。

随后，科学家发现，相比地球自转的不规律，结合地球公转更为稳定。

于是在1956年，秒的定义改为地球公转一周时间的3/31556925.9747。

但对航空航天、卫星导航等高精尖领域，此类时间误差仍不足。

例如卫星定位，每颗卫星持续发射含位置和时间的无线电信号，精度达一米内和十亿分之一秒。即使0.1秒误差，乘以光速，定位便偏差千里。

于是，国际原子时计时应运而生。

既然地球这类宏观体时间把控不稳，是否微小尺度更精准？

确实如此。

当前秒的定义基于铯-133原子在基态超精细能级间跃迁辐射电磁波周期的9192631770倍持续时间。

建立在此基础上的高精度原子钟，以铯元素为核心，并从1958年1月1日0点作为原子时起点。

基于世界时和原子时，常人使用协调世界时新标准。

通常，它用原子时保证精度，但当原子时与世界时误差达0.9秒时，人为添加1秒，即常听说的闰秒。

目前，国际计划最迟2035年取消闰秒引入

国家授时中心主要负责存放原子钟及相关设备，精确厘定时间，并将时间准确发送给所有人。

当前，国家授时中心授时方式分两大类：地基授时和天基授时。

地基授时通过地面设施播发时间信号，如同遍布大地的“标准时钟”广播站。

例如通过短波电台发送无线电波，信号经天波和地波传输，实现毫秒级全国覆盖。

同时，利用长波电台，可实现微秒级覆盖全国及近海海域。

当然，若你家有电波钟或电波表，可利用国家授时中心的低频时码授时，自动校对时间，精度达30万年误差不超1秒。

还有电话、电视、网络授时等地基授时方式。

但现今最流行的是天基授时方式，即卫星授时。

各种导航地图依赖GNSS系统（全球导航卫星系统），如美国GPS、中国北斗、欧洲伽利略等。

GNSS系统除定位导航外，还承担授时功能。

每颗GNSS卫星配备原子钟，使发送信号含精确时间数据。

地面接收机通过接收至少四颗卫星信号，解算传播时间，结合卫星位置，不仅能确定自身位置，还能将时间与卫星标准时间同步，实现高精度授时。

别以为复杂授时仅为精准上班时间。

此类高精度时间，更多服务于航空航天、电力、金融、通信、交通及国防军事等领域。

以金融为例，交易所遵循“价格优先、时间优先”原则，若出价相同，谁早就谁成交。

若时间信号不准，比如我想在10点整买入某股票，系统时间精准，便能准时买入。

而另一人在同一时刻也想买入，但其时间不准，尽管他显示10点整下单，实际到达交易所已10:01。

结果是我成功，他失败。

但两订单在各自系统时间戳显示他更早，这就难以厘清。

若有公司能技术影响交易所系统时间，便可利用此漏洞牟利。

因此，欧盟和美国均有要求，如欧盟要求交易场所和投资公司系统时间与世界标准时间同步，精度达100微秒内。

类似地，美国金融业监管局要求与国家标准与技术研究院时间同步，精度保持亚秒级。

这让人想起电影《天才枪手》利用时差的情节

若此类情况发生在需精确时间协同的军事行动中，可干扰敌方指挥通信系统，制造混乱，夺取战场主动权。

这恐怕是现实意义上的“掌控时间”力量。

因此，我国特别重视保护国家授时中心，上世纪它一直是代号326的保密部门，原子钟等设备部门甚至以抗核打击为目标建于地下。

经过这番解释，你是否觉得“时间”这个日常使用却少有关注的概念，变得具体甚至关键？

它如空气和水，平时无形，一旦出问题，整个社会系统可能瘫痪。

幸运的是，在这场隐形“时间战争”中，我们并非无备。

当敌人在虚拟世界攻击时，我们有自己的“时空管理局”，守护的不仅是纳秒级信号，更是现代社会运转的脉搏。

图片、资料来源：

央视新闻：国家安全机关破获美国国家安全局重大网络攻击案

《走近科学》 20151015 科学重器·国家授时中心

科技日报：地球自转为何也在“赶时间”？

知乎：国家授时中心受到致命性破坏会发生什么？

电子工程世界：深度揭秘：到底什么是“授时”