新華社西安2月10日電 題：大國“鐘”匠——記中科院國家授時(shí)中心首席科學(xué)家張首剛和他的“時(shí)間團隊”

　　新華社記者張伯達、鄭昕

　　時(shí)間的產(chǎn)生、保持，以及把時(shí)間信息通過(guò)一定的方式傳送出去，叫作“授時(shí)”。自20世紀60年代以來(lái)，我國一代代授時(shí)人扎根大西北，甘坐冷板凳，篳路藍縷、創(chuàng )新自強，鑄就了精準的“中國時(shí)間”。 ——題記

2月8日，中國科學(xué)院國家授時(shí)中心首席科學(xué)家張首剛在空間光鐘實(shí)驗室工作。新華社記者 張博文 攝

　　2月8日，中國科學(xué)院國家授時(shí)中心首席科學(xué)家張首剛（中）在空間窄線(xiàn)寬激光實(shí)驗室與科研團隊成員交流。新華社記者 張博文 攝

　　在舉世聞名的秦始皇兵馬俑所在地——西安市臨潼區，自西向東從西安主城區駛來(lái)的地鐵在抵達華清池站后，以一個(gè)近乎直角的角度折向北行。

　　一部分原因，是要避開(kāi)東側約兩公里外的中國科學(xué)院國家授時(shí)中心，以免有可能影響從這里產(chǎn)生并保持的中國的國家標準時(shí)間——北京時(shí)間。

　　中科院國家授時(shí)中心在其前身陜西天文臺的建成之初，主要是為滿(mǎn)足國防與經(jīng)濟建設的急需而設立的。如今，中科院國家授時(shí)中心主任、首席科學(xué)家張首剛和他的“時(shí)間團隊”實(shí)現了多項關(guān)鍵核心技術(shù)突破，把我國標準時(shí)間與國際標準時(shí)間的偏差從100納秒減小到5納秒內，使其整體性能位居世界前列，將國家利益鐫刻進(jìn)“星辰大?！?。

　　爭氣 立志要造“中國大鐘”

　　2月8日，中國科學(xué)院國家授時(shí)中心首席科學(xué)家張首剛（左）在銫原子噴泉鐘實(shí)驗室工作。新華社記者 張博文 攝

　　張首剛的辦公桌臺面夾層下鋪著(zhù)一件白色T恤衫，印著(zhù)一個(gè)桶狀精密裝置的圖案。

　　“T恤是我在法國巴黎天文臺畢業(yè)時(shí)同事們?yōu)槲叶ㄗ龅?。?huà)面上的裝置，就是我參與改造的世界上第一臺銫原子噴泉鐘?！彼f(shuō)。

　　在國際單位制的七個(gè)基本物理量中，時(shí)間是測量精度最高、應用最廣的一個(gè)。1967年，為提高時(shí)間測量精度，第十三屆國際計量大會(huì )修改了時(shí)間單位“秒”的定義，以反映地球自轉狀態(tài)的天文時(shí)“秒”變更為以原子內部電磁振蕩周期計時(shí)的原子時(shí)“秒”。自此，一些物理學(xué)家為能否研制出關(guān)乎時(shí)間產(chǎn)生與保持的原子鐘，即原子頻率標準（頻標）而努力，這不僅是一國時(shí)間頻率科學(xué)先進(jìn)與否的戰略資源，更是國家主權的彰顯。

　　曾任北京大學(xué)常務(wù)副校長(cháng)的物理學(xué)家王義遒說(shuō)過(guò)：“在精確打擊時(shí)代，原子鐘的作用不亞于原子彈?！?/p>

2月7日，科研人員在中國科學(xué)院國家授時(shí)中心空間鍶原子光鐘實(shí)驗室討論項目進(jìn)度。新華社記者 張博文 攝

　　“1998年，一名西方國家的知名物理學(xué)家在中國參觀(guān)后，說(shuō)中國原子鐘實(shí)驗研究靠‘碰運氣’。我在與實(shí)驗室其他科研人員閑談中得知了這句話(huà)，被深深刺激，立志要做出一臺長(cháng)中國人志氣的原子鐘?！睆埵讋傉f(shuō)。

　　2005年，張首剛海外學(xué)成回國后離開(kāi)北京，來(lái)到位于西安市臨潼區的國家授時(shí)中心，主持原子鐘研發(fā)與標準時(shí)間研究。

　　“當時(shí)國家授時(shí)中心用于守時(shí)的小銫鐘完全依賴(lài)進(jìn)口，更沒(méi)有基準型銫原子噴泉鐘，就連相關(guān)研制設備和研究人員也都沒(méi)有?！睋埵讋偟拇髮W(xué)校友且幾乎同期歸國的國家授時(shí)中心研究員郭文閣回憶，就是在這樣的條件下，張首剛從一個(gè)人起步、從單位一間地下室起步、從一把螺絲刀起步，搭建平臺、招募人才。

　　現如今，他建立起的國家授時(shí)中心量子頻標研究室已擁有近百名中青年科研人員，并發(fā)展成為中科院重點(diǎn)實(shí)驗室；不僅自主研制出了國際先進(jìn)的基準型銫原子噴泉鐘，還在2018年實(shí)現守時(shí)型光抽運小銫鐘的產(chǎn)品化。

　　應用廣泛的便攜化小銫鐘產(chǎn)品，此前50多年都被美國獨家壟斷。2017年，小銫鐘產(chǎn)品陸續對華禁售。

　　如今這款國產(chǎn)小銫鐘不僅已應用在北斗衛星導航系統、長(cháng)河二號導航系統、5G通信系統以及北極科考等任務(wù)，也裝備在國家標準時(shí)間產(chǎn)生與保持系統。2021年11月，三臺國產(chǎn)小銫鐘在國際標準時(shí)間計算中取得貢獻權重，并被國際權度局推薦給各國用于標準時(shí)間的產(chǎn)生。

　　“那位說(shuō)中國靠‘碰運氣’的外國科學(xué)家，在2019年的一次學(xué)術(shù)年會(huì )上碰到我時(shí)，對中國時(shí)頻領(lǐng)域取得的成就表示了欽佩?！睆埵讋傉f(shuō)。

　　奉獻 賡續紅色血脈的責任與擔當

2月8日，科研人員在中國科學(xué)院國家授時(shí)中心時(shí)間頻率基準實(shí)驗室記錄數據。新華社記者 張博文 攝

　　與張首剛的那件T恤衫同樣在他辦公室一放就是好幾年的，還有四瓶香檳酒。這是他從法國帶回來(lái)，起初是準備在某次重大突破后和大伙兒慶祝用的。

　　可直到現在，哪怕他們取得了再多科研突破，慶功酒都未啟封。張首剛說(shuō)，并非無(wú)功可慶，而是授時(shí)人心中都有一面表盤(pán)：在對準確度和穩定度性能永無(wú)止境的追求中，每一次付出的終點(diǎn)，都會(huì )周而復始成為新的起點(diǎn)。

　　近代中國，標準時(shí)間的產(chǎn)生和傳遞曾長(cháng)期被外國人所主導并把持。新中國成立后，隨著(zhù)大規模國防和經(jīng)濟建設的啟動(dòng)，急需在內陸腹地的隱蔽地點(diǎn)建設一座授時(shí)臺。

　　在周恩來(lái)總理關(guān)懷下，坐落于陜西省蒲城縣的陜西天文臺在1966年始建，并于1971年開(kāi)啟短波授時(shí)。

　　參與陜西天文臺創(chuàng )建的，有不少是來(lái)自北京、上海、南京等大城市的科學(xué)家和青年大學(xué)生。曾任陜西天文臺臺長(cháng)的漆貫榮回憶，當時(shí)剛從南京大學(xué)畢業(yè)的他，與首批另外十多名青年下了火車(chē)轉汽車(chē)，下了汽車(chē)又步行才抵達遠離人煙的蒲城縣金幟山下。

　　回憶當時(shí)眼前荒草叢生的工地，漆貫榮說(shuō)：“就算是搬石頭，也要憑著(zhù)雙手把天文臺建起來(lái)！”

　　短波授時(shí)臺的建成，使我國具備國土全覆蓋的陸基無(wú)線(xiàn)電授時(shí)能力，翻開(kāi)了中國授時(shí)的新一頁(yè)。在此基礎上，長(cháng)波授時(shí)臺小功率試驗臺于1976年7月試播，4個(gè)月后，信號正式每天定時(shí)發(fā)播。

　　“搞全國性的一個(gè)鐘……不光是對尖端技術(shù)重要，而且對我國自然科學(xué)，乃至整個(gè)科學(xué)的發(fā)展，都至關(guān)重要?！卞X(qián)學(xué)森曾這樣形容長(cháng)波授時(shí)臺的意義。

　　長(cháng)波授時(shí)體系的建成，讓中國趕上了世界步伐。這項成果也在1988年榮獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎。

這是中國科學(xué)院國家授時(shí)中心時(shí)間頻率基準實(shí)驗室北京時(shí)間監測系統（2月7日攝）。新華社記者 張博文 攝

　　在獨立自主的授時(shí)體系建設中，一批中青年科技工作者扎根西部、科技報國。為進(jìn)一步適應國家對授時(shí)工作的要求，陜西天文臺在1980年搬至臨潼，并于2001年更名為中國科學(xué)院國家授時(shí)中心。地址與名稱(chēng)雖變但初心未改，新時(shí)代的授時(shí)人賡續著(zhù)紅色血脈，執著(zhù)于鉆研與奉獻。

　　原子鐘是前沿理論和尖端技術(shù)的結晶，用十年乃至更久時(shí)間做出一臺原子鐘是常態(tài)。

　　授時(shí)人受的苦，有時(shí)不只是身體的苦：有的久坐患上腰椎間盤(pán)突出也沒(méi)時(shí)間去做手術(shù)，有的腳踝骨裂打著(zhù)石膏拄著(zhù)拐在春節假期跳進(jìn)實(shí)驗室；但更多的，是與成百上千個(gè)部件儀器“長(cháng)相廝守”坐冷板凳之苦。

　　光鐘是前瞻性原子鐘，國家授時(shí)中心研究員常宏負責著(zhù)鍶原子光鐘的研制。在科研關(guān)鍵階段，身為家中獨子的他先后經(jīng)歷了父母的因病去世，其中父親去世前就已癱瘓六年?！耙郧白钆乱估锝拥诫娫?huà)，說(shuō)家里老人有情況?！?/p>

　　但他說(shuō)，在這全世界都盯著(zhù)的戰略高地，想要搶占下來(lái)，時(shí)間窗口只有一兩年。國家的計劃，不能在自己這里耽誤了，再難也得咬著(zhù)牙把研究推下去。

　　“造鐘是值得一生為之付出的事業(yè)，因為這是國家的戰略需求；造鐘也是一生干不完的事業(yè)，因為各行各業(yè)的發(fā)展進(jìn)步對原子鐘性能，包括使用便捷度的要求無(wú)止境?！睆埵讋傉f(shuō)。

　　投身這項事業(yè)至今的31年里，他帶隊研制出了9種不同應用類(lèi)型的新型原子鐘。

　　創(chuàng )新 不斷勇攀世界科技高峰

2月8日，科研人員在中國科學(xué)院國家授時(shí)中心空間鍶原子光鐘實(shí)驗室工作。新華社記者 張博文 攝

　　經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展脈動(dòng)的通信、電力、金融、導航等系統，其有效運行都有賴(lài)于高精度的時(shí)間同步。隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展和科技的進(jìn)步，授時(shí)系統不僅是關(guān)系國計民生的公益工程，還是關(guān)乎國家安全的戰略重器。

　　2003年，為滿(mǎn)足國家重大急需，國家授時(shí)中心與相關(guān)研究院所憑借時(shí)間頻率技術(shù)與天文科學(xué)理論的積累，用不到三年時(shí)間研制建成中國區域定位系統（CAPS）演示驗證系統，精度不亞于美國GPS衛星導航系統。

　　“CAPS系統建設體現出‘勇于創(chuàng )新’的精神，依然在鼓舞著(zhù)新時(shí)代授時(shí)人前行?！敝锌圃簢沂跁r(shí)中心黨委書(shū)記竇忠說(shuō)，創(chuàng )新是引領(lǐng)科技進(jìn)步的第一動(dòng)力。黨的十八大以來(lái)，國家授時(shí)中心堅持自主創(chuàng )新不停步、走快步，在國家戰略的必爭領(lǐng)域加強布局、做強做大。

　　把比微波原子鐘精度更高的光鐘送上太空，實(shí)現高精度空間時(shí)間基準，是當前世界科技發(fā)展的前沿。張首剛和團隊的十多名中青年“鐘匠”，用十年打造出了中心的第一臺地面光鐘，如今的工作是把這臺鋪開(kāi)來(lái)足有20多平方米的光鐘塞進(jìn)不到1立方米的空間站實(shí)驗柜，其難度不只是器部件的尺寸縮小，更是系統與工藝的再造，需要突破系列關(guān)鍵技術(shù)。眼下，這臺“爭氣鐘”正加緊在國家授時(shí)中心研制。

　　“國家授時(shí)中心的時(shí)間頻率研究和授時(shí)工作取得長(cháng)足的進(jìn)步，就是有這群可愛(ài)的同事們?！睆埵讋傉f(shuō)，“國家人”做“國家事”、“國家隊”擔“國家責”，國家授時(shí)中心始終把國家利益放在首位，致力于填補一個(gè)又一個(gè)國內空白：

　　——重啟世界時(shí)這一戰略資源的自主測量，擺脫此前世界時(shí)數據對國外的依賴(lài)，保障我國航天任務(wù)的順利進(jìn)行。

　　——啟動(dòng)高精度地基授時(shí)系統建設，將光纖授時(shí)與改進(jìn)后的長(cháng)波授時(shí)結合形成地基授時(shí)，并與衛星授時(shí)融合，搭建天地一體的授時(shí)體系。

　　——發(fā)展網(wǎng)絡(luò )時(shí)間傳遞及應用新技術(shù)，在云端建立節點(diǎn)，建立起網(wǎng)絡(luò )授時(shí)系統，填補高精度“北京時(shí)間”在網(wǎng)絡(luò )空間的缺位。

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　　“國家利益拓展到哪里，我們的授時(shí)服務(wù)就跟到哪里?！睆埵讋傉f(shuō)，授時(shí)人將賡續紅色血脈，弘揚“兩彈一星”精神和老一輩科學(xué)家精神，堅持自主創(chuàng )新引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展，在新時(shí)代的授時(shí)工作中奪取更大的成績(jì)。（參與記者：梁愛(ài)平、張晨俊、張博文）

　　2月7日，在中國科學(xué)院國家授時(shí)中心空間鍶原子光鐘實(shí)驗室，測量?jì)x器顯示相關(guān)實(shí)驗信號。新華社記者 張博文 攝