Perception of Time
　　第一章 感知时间
　　星空浩瀚，地球转动，四季更替，草木枯荣。时间，随宇宙而生，与天地同老。时间，于我们每个人而言，既熟悉又抽象，看不见摸不着，甚至很难给出一个确切的定义。
　　时间究竟是什么？
　　古罗马思想家奥古斯丁（图1-1）说：没有人问我，我倒清楚；有人问我，我想说明，便茫然不解了。
　　图1-1 古罗马思想家奥古斯丁
　　（Saint Aurelius Augustinus， 354—430）
　　1.1 树轮
　　Tree-Ring
　　这个生命的年轮，让我们感知世间百年沧桑。
　　国家授时中心时间科学馆中，陈列着一个直径约1.4 米的巨大树轮（图1-2），这个树轮记录了200年的岁月变迁。
　　图1-2 国家授时中心时间科学馆中陈列的200年树轮
　　2015年，此树被砍伐
　　2010年，中国跃居世界第二大经济体
　　2008年，中国汶川发生地震，北京奥运会举办
　　2003年，中国首次实现载人航天飞行，伊拉克战争爆发
　　1997年，香港回归祖国
　　1991年，苏联解体，海湾战争
　　1981年，IBM 公司推出个人电脑
　　1978年，中国开始实行改革开放
　　1969年，人类首次登上月球
　　1957年，人类发射第一颗人造地球卫星
　　1949年，中华人民共和国成立
　　1939年，第二次世界大战爆发
　　1925年，第一台电视机问世
　　1914年，第一次世界大战爆发
　　1911年，中国辛亥革命，清王朝走向覆灭
　　1903年，人类第一架飞机试飞
　　1894年，人类首次进行无线电传播试验，中日甲午战争爆发
　　1861年，美国南北战争爆发
　　1851年，法国傅科做傅科摆实验证明地球自转
　　1837年，美国莫尔斯发明莫尔斯电码
　　1815年，中国清朝嘉庆二十年此树苗破土萌发
　　1.2 时间的痕迹
　　Trace of Time
　　这些凝固的时间，让我们感知千年、万年，甚至上亿年的时间尺度。
　　图1-3 超新星爆发千年的遗迹——蟹状星云
　　蟹状星云
　　图1-3 是大约1000年前一颗超新星爆发后的遗迹。据《宋会要》记载：“至和元年（笔者注：1054年）五月，（有客星）晨出东方，守天关，昼见如太白，芒角四出，色赤白，凡见二十三日 ”描述了1054年北宋司天监对天关星附近超新星爆发事件的观测， 这次超新星爆发被公认为是蟹状星云的来源。金牛座蟹状星云中心有一颗直径约10 千米的高速旋转的脉冲星，其自转周期为33 毫秒，即每秒自转约30 周。
　　红珊瑚
　　红珊瑚（图1-4）属有机宝石，色泽红润，质地坚韧，由珊瑚虫堆积而成，生长极为缓慢，大约20年才生长1 寸①，300年左右才能长成大约1 千克，因而有“千年珊瑚万年红”之说。
　　鹦鹉螺化石
　　鹦鹉螺为海生无脊椎动物，是非常珍贵的观赏贝类，因贝壳表面有橙红色的斑纹，酷似鹦鹉羽毛而得名。*早的鹦鹉螺化石大约形成于5 亿年前的寒武纪晚期，发现*多的鹦鹉螺化石集中在其后的奥陶纪。鹦鹉螺在地球上经历了数亿年的演变，但外形和习性等变化很小，被称作“海洋活化石”（图1-5）。
　　灵璧石
　　灵璧石（图1-6）是一种结构紧密、颗粒细小均匀的隐晶石灰岩，经过风化作用而形成。其主要矿物成分是方解石，由于含金属矿物或有机质而呈现漆黑色或带有花纹，因主要产于安徽省灵璧县而得名。普遍认为，灵璧石矿床形成于大约元古代晚期的震旦纪（距今约8亿～5.7 亿年）。
　　图1-4 红珊瑚
　　图1-5 鹦鹉螺化石记录着亿年海洋生物演化史
　　图1-6 数亿年时间的痕迹——灵璧石

目录Contents
编者序
Editor’s Preface
第一章 感知时间 1
Perception of Time
1.1 树轮 3
Tree-Ring
1.2 时间的痕迹 4
Trace of Time
1.3 大尺度时间 7
Large Scale Time
1.4 天文历法 16
Astronomical Calendar
1.5 精密时间 23
Precise Time
1.6 北京时间 31
Beijing Time
1.7 傅科摆 34
Foucault Pendulum
第二章 计时仪器的演进 37
Evolution of Timekeeping Devices
2.1 太阳钟 40
Sun Clock
2.2 火钟 52
Fire Clock
2.3 流体钟 55
Fluid Clock
2.4 机械钟 74
Mechanical Clock
2.5 电子钟 83
Electronic Clock
2.6 电波钟 85
Radio Controlled Clock
2.7 原子钟 85
Atomic Clock
2.8 脉冲星计时 91
Pulsar Timing
2.9 计时技术发展的启示 93
The Enlightenment of the Development of Timing Technology
2.10 天文测时 95
Astronomical Time Determination
2.11 现代守时 98
Modern Time Keeping
第三章 授时技术的发展 103
The Development of Time Service Technology
3.1 中国古代时政制度 106
Time Polity in Ancient China
3.2 鸡人呼旦 110
Chicken Man
3.3 打更报时 111
Sound the Night Watches
3.4 钟鼓报时 112
Bell Tower and Drum Tower Time
3.5 教堂的钟声 114
Church Bells
3.6 塔钟报时 115
Turret Clock Time
3.7 落球报时和闪光报时 116
Time Ball and Beacon Light
3.8 午炮报时 118
Noonday Gun Time
3.9 无线电授时 120
Radio Time Service
3.10 互联网授时 127
Internet Time Service
3.11 卫星授时 128
Satellite Time Service
3.12 定位、导航和授时体系 133
Positioning， Navigation and Timing System
Contents 目 录 vii
第四章 精密时间的应用 135
Application of Precise Time
4.1 时间与电力 138
Time & Electric Power
4.2 时间与电信 140
Time & Telecommunication
4.3 时间与金融 141
Time & Finance
4.4 时间与交通 142
Time & Traffic
4.5 时间与广播电视 143
Time & Television Broadcasting
4.6 时间与科学研究 144
Time & Scientific Research
4.7 时间与定位导航 146
Time & Navigation and Positioning
4.8 时间与航天 147
Time & Aerospace
4.9 时间与军事 148
Time & Military
4.10 民用时间 150
Civil Time
4.11 时间与电子政（商）务 151
Time & Electronic Government (Business)
4.12 精密时间在各个行业中的应用 153
Application of Precise Time in Various Industries
第五章 我国现代授时工作发展历程 155
Modern Time Service in China
5.1 徐家汇观象台 157
Xujiahui Observatory
5.2 香港天文台 160
Hongkong Astronomy Observatory
5.3 青岛观象台 162
Qingdao Observatory
5.4 上海天文台 164
Shanghai Astronomy Observatory
5.5 北京天文台沙河工作站 167
Shahe Workstation of Beijing Astronomy Observatory
5.6 我国世界时系统的建立 169
The Establishment of China’s Universal Time System
5.7 陕西天文台 171
Shaanxi Astronomy Observatory
5.8 短波授时台 174
Shortwave Time Signal Radio Station
5.9 原子时系统 177
Atomic Time System
5.10 长波授时台 179
Longwave Time Signal Radio Station
5.11 低频时码授时台 181
Low Frequency Time Code Signal Radio Station
5.12 国家授时中心 182
National Time Service Center
5.13 北斗一号 184
BeiDou - I
5.14 中国区域定位系统 186
China Area Positioning System
5.15 国家授时体系基本形成 188
The Basic Establishment of National Time Service System
5.16 北斗卫星导航系统 189
BeiDou Navigation Satellite System
5.17 高精度地基授时系统 191
High Accuracy Ground-Based Time Service System
结束语 193
Conclusion
参考文献 195
References