近20年來(lái)，張首剛一手建立起來(lái)的中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心量子頻標(biāo)研究團(tuán)隊(duì)，已擁有近百名中青年科研人員。他們始終著眼國(guó)家需求和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間產(chǎn)生的自主可控與性能提升、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間發(fā)播的安全可靠與便捷應(yīng)用為己任，攀登一座又一座科研高峰，推動(dòng)時(shí)間頻率科學(xué)實(shí)現(xiàn)自立自強(qiáng)。　　

　　實(shí)現(xiàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間產(chǎn)生的自主可控　　

　　“鐺、鐺、鐺……現(xiàn)在是北京時(shí)間9點(diǎn)整?！鼻宕嗟穆曇魪年兾魇∥靼彩信R潼區(qū)中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心大門上方的一塊大鐘表發(fā)出。我們?nèi)粘Ｊ褂玫膰?guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間“北京時(shí)間”，就是從這里產(chǎn)生并發(fā)播到全國(guó)各地?！　?/p>

　　看似尋常最奇崛。在國(guó)際單位制的七個(gè)基本物理量中，時(shí)間是測(cè)量精度最高、應(yīng)用最廣的一個(gè)。1967年，為提高時(shí)間測(cè)量精度，第十三屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)修改了時(shí)間單位“秒”的定義，以反映地球自轉(zhuǎn)狀態(tài)的天文時(shí)“秒”，變更為以原子內(nèi)部電磁振蕩周期計(jì)時(shí)的原子時(shí)“秒”?！　?/p>

　　“近代中國(guó)，標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的產(chǎn)生和傳遞曾長(zhǎng)期被外國(guó)人主導(dǎo)并把持?！睆埵讋傉f(shuō)，一個(gè)國(guó)家是否能研制出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原子鐘，不僅代表著相關(guān)領(lǐng)域的科研實(shí)力，更代表著保障國(guó)家安全的能力水平?！　?/p>

　　“1998年，一名西方國(guó)家的知名物理學(xué)家在中國(guó)參觀后，認(rèn)為中國(guó)的原子鐘實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程是在靠‘碰運(yùn)氣’?！睆埵讋偦貞?，自己被這句話深深刺痛，立志要做出一臺(tái)長(zhǎng)中國(guó)人志氣的原子鐘?！　?/p>

　　2005年，張首剛從法國(guó)學(xué)成回國(guó)后，只身來(lái)到國(guó)家授時(shí)中心，創(chuàng)建團(tuán)隊(duì)，主持原子鐘研發(fā)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間研究?！　?/p>

　　“最初的課題組包括張老師在內(nèi)，只有3個(gè)人研制銫原子噴泉鐘，當(dāng)時(shí)國(guó)家授時(shí)中心沒(méi)有任何原子鐘研究基礎(chǔ)，研究過(guò)程非常艱辛?！弊鳛閺埵讋偦貒?guó)后指導(dǎo)的第一個(gè)研究生，阮軍全程參與了銫原子噴泉鐘的研制。　　

　　如何減少微波泄露，一度成為團(tuán)隊(duì)最頭疼的問(wèn)題。“經(jīng)過(guò)多次研討和大量實(shí)驗(yàn)，我們最終選擇了通過(guò)銦絲密封6處接口等技術(shù)?！比钴娊榻B，“僅僅這一個(gè)環(huán)節(jié)，就花費(fèi)了我們一年半的時(shí)間，而一臺(tái)原子鐘的制造，要經(jīng)歷成百上千個(gè)類似這樣的精細(xì)環(huán)節(jié)?！薄　?/p>

　　銫原子噴泉鐘是目前世界上最好的基準(zhǔn)型原子鐘，“從2005年到2012年，張首剛團(tuán)隊(duì)終于自主研制出了國(guó)家授時(shí)中心第一臺(tái)銫原子噴泉鐘；2018年和2022年，第二、三臺(tái)銫原子噴泉鐘相繼被研制出來(lái)。”阮軍介紹，目前課題組已發(fā)展成9人，團(tuán)隊(duì)人員學(xué)科背景也更為合理，銫原子噴泉鐘的性能也在持續(xù)提升，精度也從E-15量級(jí)提升至E-16量級(jí)，實(shí)現(xiàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間產(chǎn)生的自主校準(zhǔn)?！　?/p>

　　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間是原子時(shí)和天文時(shí)的協(xié)調(diào)產(chǎn)物，協(xié)調(diào)了原子鐘測(cè)量的原子時(shí)和天文觀測(cè)系統(tǒng)測(cè)量的世界時(shí)。產(chǎn)生國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間不僅需要基準(zhǔn)型原子鐘，也需要守時(shí)型原子鐘。小銫鐘是各國(guó)守時(shí)應(yīng)用最多的原子鐘，美國(guó)一直獨(dú)家壟斷，并對(duì)我國(guó)禁運(yùn)。張首剛團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用新原理，與企業(yè)合作研發(fā)了國(guó)際第一款守時(shí)型光抽運(yùn)小銫鐘產(chǎn)品，百余臺(tái)產(chǎn)品用于海軍導(dǎo)航、北斗導(dǎo)航、5G通信以及北極科考等。團(tuán)隊(duì)繼美國(guó)之后，也成功研制更高性能的新型守時(shí)鐘—銣原子噴泉鐘。研發(fā)的兩類新型守時(shí)原子鐘，均運(yùn)行于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間產(chǎn)生系統(tǒng)，并對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間產(chǎn)生作出貢獻(xiàn)?；诘厍蜃赞D(zhuǎn)測(cè)量的世界時(shí)是航天工程及國(guó)防建設(shè)必要參數(shù)。為打破我國(guó)世界時(shí)數(shù)據(jù)一直依賴國(guó)外的不利局面，團(tuán)隊(duì)提出并實(shí)現(xiàn)了多技術(shù)融合的世界時(shí)高精度連續(xù)自主測(cè)量與服務(wù)。　　

　　“那位說(shuō)中國(guó)靠‘碰運(yùn)氣’的外國(guó)科學(xué)家，在2019年的一次學(xué)術(shù)年會(huì)上碰到我時(shí)，對(duì)中國(guó)在時(shí)頻領(lǐng)域所取得的成就表示了肯定和欽佩?！痹僬f(shuō)起這件事，張首剛的嘴角不自覺(jué)地上揚(yáng)了起來(lái)。

守護(hù)“北京時(shí)間”的“硬核”團(tuán)隊(duì)　　中科院國(guó)家授時(shí)中心。資料圖片

守護(hù)“北京時(shí)間”的“硬核”團(tuán)隊(duì)　　中科院國(guó)家授時(shí)中心首席科學(xué)家張首剛在實(shí)驗(yàn)室工作。資料圖片　　

　　打造時(shí)間頻率科學(xué)的“國(guó)家隊(duì)”　　

　　近年來(lái)，黨中央、國(guó)務(wù)院高度重視大科學(xué)裝置建設(shè)，將其視為提升我國(guó)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究水平、促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域國(guó)際科技合作的重要支撐。大科學(xué)裝置是否能帶動(dòng)建制化基礎(chǔ)科學(xué)研究，關(guān)鍵要看人才隊(duì)伍是否持續(xù)發(fā)展。　　

　　“國(guó)家授時(shí)中心非常重視人才，盡最大努力給人才搭建事業(yè)平臺(tái)?！绷孔宇l標(biāo)研究室研究員董瑞芳說(shuō)，“2010年，我來(lái)到單位后，因?yàn)槭情_拓一個(gè)新方向，前期沒(méi)有任何基礎(chǔ)，單位一下子給我撥了150萬(wàn)元項(xiàng)目啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)，支持我開展科研工作?！薄　?/p>

　　目前，董瑞芳已經(jīng)成為量子頻標(biāo)研究室的主任，主要從事量子時(shí)間同步研究工作，主持承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)和面上項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院前沿重點(diǎn)及科研裝備研發(fā)等項(xiàng)目。　　

　　在積極吸納海內(nèi)外優(yōu)秀人才的同時(shí)，國(guó)家授時(shí)中心也在依托中國(guó)科學(xué)院積極培養(yǎng)人才。董瑞芳除了開展自身的科研工作，還是中國(guó)科學(xué)院博士生導(dǎo)師，指導(dǎo)培養(yǎng)了多名研究生，為研究的可持續(xù)發(fā)展奠定人才基礎(chǔ)。如今，量子頻標(biāo)研究室已擁有近百名中青年科研人員，發(fā)展成為中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，并被中國(guó)科學(xué)院推薦參加全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室重組。　　

　　“2018年開始，為了加大人才引進(jìn)力度，我們專門設(shè)立了‘人才伯樂(lè)獎(jiǎng)’，鼓勵(lì)員工積極推薦海內(nèi)外高層次人才和學(xué)術(shù)帶頭人，積極推薦并成功引進(jìn)人才后，會(huì)為推薦者發(fā)放最高3萬(wàn)元的獎(jiǎng)金?！眹?guó)家授時(shí)中心人事處處長(zhǎng)呂鵬綱介紹?！　?/p>

　　2022年初，博士畢業(yè)不到兩年的陳龍、張攀通過(guò)專家團(tuán)隊(duì)綜合評(píng)審，分別被委以空間超窄線寬激光器子系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師和空間飛秒光學(xué)頻率梳子系統(tǒng)副主任設(shè)計(jì)師的重任，經(jīng)過(guò)艱苦攻關(guān)，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心承研的空間超窄線寬激光器和空間飛秒光學(xué)頻率梳在2022年11月8日首次上電測(cè)試即實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)閉環(huán)鎖定，標(biāo)志著世界首臺(tái)空間超窄線寬激光器成功在軌運(yùn)行。　　

　　不拘一格用人才的同時(shí)，國(guó)家授時(shí)中心也對(duì)人才能力與待遇的匹配度進(jìn)行考核監(jiān)督，全力打造時(shí)間頻率科學(xué)的“國(guó)家隊(duì)”。“這個(gè)考核監(jiān)督體系給了我們年輕人干事創(chuàng)業(yè)的機(jī)會(huì)和平臺(tái)，同時(shí)督促著我們?nèi)蝿?wù)完成的進(jìn)度和質(zhì)量?！标慅堈f(shuō)?！　?/p>

　　“國(guó)家隊(duì)”就要擔(dān)“國(guó)家責(zé)”　　

　　一秒鐘，是手表秒針的一聲“滴答”。秒以下的時(shí)間按千分之一逐級(jí)遞減，還有毫秒、微秒、納秒、皮秒、飛秒、仄秒等時(shí)間單位。　　

　　實(shí)現(xiàn)高精度時(shí)間測(cè)量，有何意義呢？　　

　　簡(jiǎn)單地講，有了毫秒級(jí)的時(shí)間，電網(wǎng)可以高效運(yùn)行；有了微秒級(jí)的時(shí)間，移動(dòng)通信可以進(jìn)入4G時(shí)代；有了納秒級(jí)的時(shí)間，衛(wèi)星導(dǎo)航才能提供常規(guī)服務(wù)；有了皮秒級(jí)的時(shí)間，一些理論是否正確就有了檢驗(yàn)的可能……　　

　　“1納秒是十億分之一秒。2017年以來(lái)，北京時(shí)間與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的偏差一直在減小，從原來(lái)的5納秒到現(xiàn)在的2納秒，位居國(guó)際前三?！睆埵讋偨榻B。產(chǎn)生高性能的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間是為了授時(shí)發(fā)播，是為了服務(wù)不同應(yīng)用需求。授時(shí)系統(tǒng)是國(guó)家重大基礎(chǔ)設(shè)施。我國(guó)建立了國(guó)際先進(jìn)的多手段授時(shí)系統(tǒng)。面向未來(lái)需求，張首剛提出了天地一體化的國(guó)家彈性授時(shí)體系架構(gòu)，并帶隊(duì)逐步建設(shè)。2022年10月31日，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙載著高精度時(shí)頻實(shí)驗(yàn)柜飛上了太空?！坝辛诉@個(gè)實(shí)驗(yàn)柜，天宮空間站時(shí)頻實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)將融合北斗導(dǎo)航系統(tǒng)、在建地基授時(shí)系統(tǒng)和現(xiàn)有的授時(shí)系統(tǒng)，預(yù)計(jì)在5年內(nèi)，我們將建成世界上獨(dú)一無(wú)二的天地融合、立體交叉的國(guó)家授時(shí)系統(tǒng)。”張首剛說(shuō)。　　

　　“我們正在加快建設(shè)空天地立體交叉授時(shí)系統(tǒng)，著重往深空探測(cè)的方向發(fā)展，這個(gè)系統(tǒng)建成后，長(zhǎng)距離、跨區(qū)域重大設(shè)施之間的時(shí)間同步精度可以提高四個(gè)到五個(gè)數(shù)量級(jí)，對(duì)科學(xué)研究和國(guó)家安全意義重大?！眹?guó)家授時(shí)中心黨委書記竇忠介紹，“對(duì)于大眾來(lái)說(shuō)，這同樣是個(gè)利好消息，將來(lái)我們的生活會(huì)更加便利，數(shù)字通信、無(wú)人駕駛、智慧城市等的建設(shè)會(huì)進(jìn)一步加快。”　　

　　目前，國(guó)家授時(shí)中心在時(shí)間頻率領(lǐng)域培養(yǎng)了一支從時(shí)間頻率產(chǎn)生、測(cè)量、傳遞到應(yīng)用的全學(xué)科、成建制的人才隊(duì)伍，并通過(guò)一批批重大項(xiàng)目的高強(qiáng)度歷練，培養(yǎng)了很多中堅(jiān)骨干力量，為我國(guó)授時(shí)體系發(fā)展儲(chǔ)備了人才基礎(chǔ)?！　?/p>

　　“國(guó)家利益延伸到哪里，我們的授時(shí)服務(wù)就拓展到哪里?！睆埵讋偙硎?，“國(guó)家人”就要做“國(guó)家事”，“國(guó)家隊(duì)”就要擔(dān)“國(guó)家責(zé)”，隨著需求的發(fā)展，他們會(huì)將授時(shí)服務(wù)延伸到深空、深海?！　?/p>

　　《光明日?qǐng)?bào)》（ 2023年03月26日 07版）