文 | 李孝辉(中科院国家授时中心研究员)

《时间的真相》获第11届吴大猷科学普及著作奖创作类青少年科普特别推荐奖。作者李孝辉是中科院国家授时中心副主任、研究员,以下是他关于本书创作的讲述。

时间的魅力人所共知,这类科普作品的价值和意义也毋庸置疑。然而我国现有图书与广大读者的需求极不相称,最突出的问题是数量少,介绍历法、时分秒的书有很多,但介绍秒以下时间的却很少,主要原因是秒以下的时间超出了人的生理感知,很难给读者描述清楚。

其结果是没有有关现代高精度时间方面的最新进展的科普书,而在北斗卫星导航系统、嫦娥工程等重大工程建设期间,急需结合重大工程中时间的应用,为普通大众传授相关的科学知识。

中国科学院国家授时中心作为我国唯一的专门、全面从事时间工作的科研机构,产生了综合性能世界前三的国家标准时间,建成了我国第一个国家重大科技基础设施,采用多种手段发播国家标准时间,满足了我国经济发展和国防建设的用时需求。

作为国家授时中心的一名科研工作者,作为国家卫星导航重大专项专家组成员,在做好科研工作的同时,我觉得我有必要、也有责任为公众传播时间方面的基础知识,让公众了解国家重大工程中时间的应用,让公众了解我国在时间科学方面的伟大成就。

科普也需要创新,尤其是对秒以下时间的描述,需要打破传统的思维模式,用各种方法将抽象的、人们感受不到的精密时间转化为普通大众能够理解的直观的形象,我在《时间的真相》一书中主要采用了三种表现手法。

首先是使用转化的方法,用时空关系来说明时间。

纳秒量级的时间感受不到,但纳秒量级时间引起的效果却能看到,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,结合时间的应用,把卫星导航系统的原理提炼成一组初中生都明白的四元一次方程组,一下子就能理解。

其次,使用类比的方法描述抽象的事物。

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纳秒与普通人熟知的1秒进行对比,通过把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公里外看到的亮光的变化来形容两者的差别,使读者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。

第三,也是最重要的一点,就是图像的使用。

1分钟出现61秒的原因是世界时和原子时两者的不一致引起的,这很难让人直观地理解,但我在书中用两个等间隔分布的长度的变化,让读者非常形象地看到两个时间的差异,让读者直观看到在1分钟的后面增加1秒的必要性,这种表述手法,既生动又形象。

对时间比对、时间测量、时间统一等抽象方法的描述,用图形、漫画等各种图形化的方式,让普通读者都能轻松理解。

我很喜欢封面的推荐词,我认为很好地描述了本书的特征。

“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。”

这样,强调精练、准确、风趣的文字,而辅以图解的视觉传达,成为本作品的重要特点。

每一个知识点都是一个小故事,让人在轻松中理解深奥的科学道理,感受到时间的美妙。

我认为,《时间的真相》使我国的时间科普向前走出了一大步,对国家重大工程的讲解具有非常重要的社会意义,使公众能够轻松地了解北京时间、北斗卫星导航的原理,了解我国在这方面的伟大成就。

《时间的真相》从出版到现在,每年都能获得一些荣誉,2020年在“全国书店之选”活动中被推选为“十佳少儿科普作品”。

2021年被评为陕西省、安徽省、中国科学院乃至国家优秀科普作品,并获“典赞科普中国2021年十大科普作品”提名。

今年,又获得吴大猷科学普及著作奖,更增加了这本书的分量。

借这个机会,向本书的读者表示感谢。我也会加倍努力地完成作为科研工作者的社会责任,写出更好的科普作品。

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