
5月21日,陜西西安臨潼,中國西北這座因世界八大奇跡之一——秦始皇陵兵馬俑而遠(yuǎn)近聞名的古城,游客熙熙攘攘。
同在這座古城,中國科學(xué)院國家授時(shí)中心(以下簡稱“國家授時(shí)中心”)悄然藏身其中,我國的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間——“北京時(shí)間”正是在此產(chǎn)生。
在國家授時(shí)中心小銫鐘實(shí)驗(yàn)室,記者見到了國家授時(shí)中心主任、首席科學(xué)家張首剛。只見他身穿白大褂,腳戴藍(lán)色鞋套,正認(rèn)真盯著示波器,觀察實(shí)時(shí)的銫原子躍遷信號,團(tuán)隊(duì)研究人員在他的指導(dǎo)下,分工協(xié)作,調(diào)試著電子控制系統(tǒng)、物理系統(tǒng)和光學(xué)系統(tǒng)……
“授時(shí)系統(tǒng)是支撐經(jīng)濟(jì)社會運(yùn)行和國家安全的重大基礎(chǔ)設(shè)施,其服務(wù)能力體現(xiàn)著一個(gè)國家的綜合科技實(shí)力,為國家建設(shè)好自主、安全、可靠、先進(jìn)的授時(shí)系統(tǒng),是我們每一位授時(shí)人的責(zé)任和使命。”張首剛對記者說。
5月30日,在第8個(gè)“全國科技工作者日”到來之際,中國教科文衛(wèi)體工會發(fā)布20名首屆“全國科創(chuàng)名匠”選樹宣傳名單,張首剛赫然在列。
和“時(shí)間”做朋友
在臨潼,地鐵線路會在華清池站折一個(gè)近90度的彎,向北駛向東三岔站。其中一個(gè)重要原因就是,為了避開東側(cè)約兩公里的國家授時(shí)中心,防止干擾在此產(chǎn)生的“北京時(shí)間”。
張首剛和“時(shí)間”做朋友的故事,便是在這里開花、結(jié)果。
1986年,張首剛考入西北大學(xué)理論物理專業(yè)。畢業(yè)后在中國科學(xué)院陜西天文臺(國家授時(shí)中心前身)攻讀碩士學(xué)位,師從劉海峰研究員。那時(shí),他聽到劉老師為研制基準(zhǔn)型激光抽運(yùn)大銫鐘,舉家搬遷到西北的故事,感動不已。當(dāng)時(shí)的他不會想到,若干年后,他們的人生軌跡竟有了重合的部分。
1997年,張首剛來到巴黎天文臺時(shí)間頻率基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)修,深切感受到國內(nèi)時(shí)間頻率技術(shù)與國外的明顯差距。1998年,他開始在巴黎第六大學(xué)攻讀量子物理專業(yè)博士學(xué)位,2003年,他被巴黎天文臺聘為助理工程師。
在國際一流時(shí)間頻率實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)工作的近7年間,張首剛獨(dú)立完成了世界第一臺銫原子噴泉鐘—法國時(shí)間頻率基準(zhǔn)的改造,至今,其主要性能仍居世界領(lǐng)先地位。
“你已經(jīng)做出了世界上最好的噴泉鐘,應(yīng)該繼續(xù)深入研究冷原子物理及其應(yīng)用問題,為什么要回國再去做噴泉鐘呢?”博士畢業(yè)前,張首剛的導(dǎo)師得知他的回國打算后,出于對他學(xué)術(shù)發(fā)展的關(guān)心,驚訝地問。
當(dāng)時(shí),冷原子研究屬于國際前沿和熱門領(lǐng)域,而且英國、法國、美國等國的一些實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)向他拋出橄欖枝。但深知銫原子噴泉鐘對于一個(gè)國家時(shí)間系統(tǒng)有著基礎(chǔ)性作用的張首剛,一心想在原子鐘領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“中國突破”。
2005年,張首剛回到祖國。隨后他離開北京的家人,獨(dú)自來到位于陜西臨潼的國家授時(shí)中心工作。
守護(hù)“北京時(shí)間”
國家授時(shí)中心是我國唯一專門、全面從事時(shí)間頻率研究的科研機(jī)構(gòu),負(fù)責(zé)“北京時(shí)間”的產(chǎn)生和發(fā)播。在國家授時(shí)中心地下一層,放置著“北京時(shí)間”產(chǎn)生的核心設(shè)備——原子鐘組和世界時(shí)測量系統(tǒng)。
在國家授時(shí)中心,張首剛的主要工作是“守時(shí)”“授時(shí)”和“用時(shí)”?!巴ㄋ讈碇v,就是想方設(shè)法產(chǎn)生更準(zhǔn)確的時(shí)間,將它們利用各種手段傳播出去,在不同應(yīng)用場景下使用好不同量級精度的時(shí)間。”張首剛向記者解釋說。
“例如‘守時(shí)’,作為能夠產(chǎn)生時(shí)間信號并有計(jì)數(shù)裝置的原子頻率標(biāo)準(zhǔn),原子鐘是時(shí)間精密測量的關(guān)鍵核心。這不僅是事關(guān)一個(gè)國家時(shí)間頻率科學(xué)先進(jìn)與否的戰(zhàn)略資源,更是國家主權(quán)的彰顯?!眹沂跁r(shí)中心副研究員陳江進(jìn)一步補(bǔ)充道。讀博期間,他一直師從張首剛。
2005年,當(dāng)張首剛從世界一流的實(shí)驗(yàn)室來到國家授時(shí)中心,這里冷原子鐘研制的基礎(chǔ)幾乎為零?!爱?dāng)時(shí),用于守時(shí)的小銫鐘完全依賴進(jìn)口,更沒有基準(zhǔn)型銫原子噴泉鐘,整個(gè)陜西沒有一個(gè)人從事與冷原子相關(guān)的研究。”張首剛回憶說。
就這樣,張首剛從一個(gè)人、一間地下室、一把螺絲刀干起,搭建平臺、招募人才。在他帶領(lǐng)下,這支團(tuán)隊(duì)研制出9種不同應(yīng)用類型的新型原子鐘,建成世界時(shí)自主測量服務(wù)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間產(chǎn)生的自主可控。
1納秒是十億分之一秒,張首剛帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)將我國標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間與國際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的偏差從10納秒減小至1.5納秒,還構(gòu)建了我國“新一代時(shí)間頻率系統(tǒng)”……近年來,張首剛和團(tuán)隊(duì)在時(shí)間頻率研究領(lǐng)域取得巨大突破,多項(xiàng)工作填補(bǔ)國內(nèi)空白,獲得中國專利金獎(jiǎng)和4項(xiàng)省部級科技一等獎(jiǎng)。
做精神富足的科研人
在西安地鐵航天新城等站點(diǎn),豎立著“陜西最美科技工作者”的宣傳海報(bào),關(guān)于張首剛的介紹,寫著兩行大字:“于空白處落筆,雕刻精準(zhǔn)‘北京時(shí)間’;在寂寞中前行,鑄就授時(shí)國之重器”。
作為一名終日與“時(shí)間”為伴的科技工作者,張首剛最深刻的感受就是:時(shí)間流逝得太快,工作任務(wù)越緊,時(shí)間越不夠用。
多年來,張首剛每晚只休息四五個(gè)小時(shí),第二天仍能保持精力充沛。在國家授時(shí)中心黨辦主任白浩然看來,張首剛有自己的秘訣:“他內(nèi)心充實(shí)、富足,睡眠質(zhì)量特別好,可以利用去機(jī)場、車站的路上等碎片時(shí)間休息,保持良好的精氣神。”
由于工作需要經(jīng)常出差,張首剛總會將機(jī)票時(shí)間選在清早或者深夜,“這樣一天的整段時(shí)間就被空出來,可以集中精力專注工作”。
“不會調(diào)節(jié)生活的人肯定干不好工作?!边@是張首剛對團(tuán)隊(duì)成員說得最多的話??蒲泄ぷ鳠o比忙碌,他希望大家都能成為精神世界富足的人。陜西人喜歡吃面,張首剛閑暇時(shí)會自己做面,潑上辣子,再來瓣蒜,作為對自己的獎(jiǎng)賞;過年時(shí),團(tuán)隊(duì)成員的孩子總會收到“張爺爺”的壓歲紅包……
有時(shí),有的團(tuán)隊(duì)成員連續(xù)幾天跟一個(gè)難題死磕,仍沒進(jìn)展,他便強(qiáng)制成員放假休息。“科研工作也需要放松下來,思維轉(zhuǎn)個(gè)彎,靈感的源泉便開始奔涌?!边@是張首剛總結(jié)的規(guī)律。
眼下,張首剛正帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),致力于為我國建立世界上獨(dú)一無二,涵蓋空天地的立體交叉授時(shí)系統(tǒng),“全力將最準(zhǔn)確的‘北京時(shí)間’送到北京”。
當(dāng)年留法歸國時(shí),張首剛帶了4瓶香檳酒,原準(zhǔn)備等到某次重大突破后,在慶功宴上喝。19年過去了,盡管重大突破一件接著一件,但慶功酒始終沒有啟封。
“授時(shí)人心中永遠(yuǎn)都有一面閃亮的表盤,對準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度性能的追求是無止境的,表盤每轉(zhuǎn)到一個(gè)終點(diǎn),就意味著要開啟一個(gè)嶄新的歷程。”張首剛說。
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