- 來源：光明日報
- 編輯：王鵬
- 時間：2023-03-26 17:11:33
【人才強國新征程】
白駒過隙、一日三秋、天長地久……時間，承載了人們對韶光易逝的感慨，也見證了那些浪漫的期待與不朽的功勛。
時間，對于另外一群人而言，還有著更為重要的意義。它不僅是國家戰略資源，事關國家安全和經濟社會運行，更是國家話語權的體現。
“十三五”期間，我國投資16.7億元，研制建設高精度地基授時系統國家重大科技基礎設施，“這是時間頻率領域在新時代的大科學裝置，建成后的全國光纖授時骨干網將實現國際最高水平的時間頻率傳遞能力，支撐經濟社會運行和相關基礎研究等。”中國科學院國家授時中心主任、首席科學家張首剛說。
近20年來，張首剛一手建立起來的中國科學院國家授時中心量子頻標研究團隊，已擁有近百名中青年科研人員。他們始終著眼國家需求和經濟社會發展，以實現國家標準時間產生的自主可控與性能提升、國家標準時間發播的安全可靠與便捷應用為己任，攀登一座又一座科研高峰，推動時間頻率科學實現自立自強。
實現國家標準時間產生的自主可控
“鐺、鐺、鐺……現在是北京時間9點整。”清脆的聲音從陜西省西安市臨潼區中國科學院國家授時中心大門上方的一塊大鐘表發出。我們日常使用的國家標準時間“北京時間”，就是從這里產生并發播到全國各地。
看似尋常最奇崛。在國際單位制的七個基本物理量中，時間是測量精度最高、應用最廣的一個。1967年，為提高時間測量精度，第十三屆國際計量大會修改了時間單位“秒”的定義，以反映地球自轉狀態的天文時“秒”，變更為以原子內部電磁振蕩周期計時的原子時“秒”。
“近代中國，標準時間的產生和傳遞曾長期被外國人主導并把持。”張首剛說，一個國家是否能研制出擁有自主知識產權的原子鐘，不僅代表著相關領域的科研實力，更代表著保障國家安全的能力水平。
“1998年，一名西方國家的知名物理學家在中國參觀后，認為中國的原子鐘實驗研究過程是在靠‘碰運氣’。”張首剛回憶，自己被這句話深深刺痛，立志要做出一臺長中國人志氣的原子鐘。
2005年，張首剛從法國學成回國后，只身來到國家授時中心，創建團隊，主持原子鐘研發與標準時間研究。
“最初的課題組包括張老師在內，只有3個人研制銫原子噴泉鐘，當時國家授時中心沒有任何原子鐘研究基礎，研究過程非常艱辛。”作為張首剛回國后指導的第一個研究生，阮軍全程參與了銫原子噴泉鐘的研制。
如何減少微波泄露，一度成為團隊最頭疼的問題。“經過多次研討和大量實驗，我們最終選擇了通過銦絲密封6處接口等技術。”阮軍介紹，“僅僅這一個環節，就花費了我們一年半的時間，而一臺原子鐘的制造，要經歷成百上千個類似這樣的精細環節。”
銫原子噴泉鐘是目前世界上最好的基準型原子鐘，“從2005年到2012年，張首剛團隊終于自主研制出了國家授時中心第一臺銫原子噴泉鐘；2018年和2022年，第二、三臺銫原子噴泉鐘相繼被研制出來。”阮軍介紹，目前課題組已發展成9人，團隊人員學科背景也更為合理，銫原子噴泉鐘的性能也在持續提升，精度也從E-15量級提升至E-16量級，實現國家標準時間產生的自主校準。
國家標準時間是原子時和天文時的協調產物，協調了原子鐘測量的原子時和天文觀測系統測量的世界時。產生國家標準時間不僅需要基準型原子鐘，也需要守時型原子鐘。小銫鐘是各國守時應用最多的原子鐘，美國一直獨家壟斷，并對我國禁運。張首剛團隊應用新原理，與企業合作研發了國際第一款守時型光抽運小銫鐘產品，百余臺產品用于海軍導航、北斗導航、5G通信以及北極科考等。團隊繼美國之后，也成功研制更高性能的新型守時鐘—銣原子噴泉鐘。研發的兩類新型守時原子鐘，均運行于國家標準時間產生系統，并對國際標準時間產生作出貢獻。基于地球自轉測量的世界時是航天工程及國防建設必要參數。為打破我國世界時數據一直依賴國外的不利局面，團隊提出并實現了多技術融合的世界時高精度連續自主測量與服務。
“那位說中國靠‘碰運氣’的外國科學家，在2019年的一次學術年會上碰到我時，對中國在時頻領域所取得的成就表示了肯定和欽佩。”再說起這件事，張首剛的嘴角不自覺地上揚了起來。
打造時間頻率科學的“國家隊”
近年來，黨中央、國務院高度重視大科學裝置建設，將其視為提升我國基礎研究和應用研究水平、促進相關領域國際科技合作的重要支撐。大科學裝置是否能帶動建制化基礎科學研究，關鍵要看人才隊伍是否持續發展。
“國家授時中心非常重視人才，盡最大努力給人才搭建事業平臺。”量子頻標研究室研究員董瑞芳說，“2010年，我來到單位后，因為是開拓一個新方向，前期沒有任何基礎，單位一下子給我撥了150萬元項目啟動經費，支持我開展科研工作。”
目前，董瑞芳已經成為量子頻標研究室的主任，主要從事量子時間同步研究工作，主持承擔了國家自然科學基金重點和面上項目、中國科學院前沿重點及科研裝備研發等項目。
在積極吸納海內外優秀人才的同時，國家授時中心也在依托中國科學院積極培養人才。董瑞芳除了開展自身的科研工作，還是中國科學院博士生導師，指導培養了多名研究生，為研究的可持續發展奠定人才基礎。如今，量子頻標研究室已擁有近百名中青年科研人員，發展成為中國科學院重點實驗室，并被中國科學院推薦參加全國重點實驗室重組。
“2018年開始，為了加大人才引進力度，我們專門設立了‘人才伯樂獎’，鼓勵員工積極推薦海內外高層次人才和學術帶頭人，積極推薦并成功引進人才后，會為推薦者發放最高3萬元的獎金。”國家授時中心人事處處長呂鵬綱介紹。
2022年初，博士畢業不到兩年的陳龍、張攀通過專家團隊綜合評審，分別被委以空間超窄線寬激光器子系統主任設計師和空間飛秒光學頻率梳子系統副主任設計師的重任，經過艱苦攻關，中國科學院國家授時中心承研的空間超窄線寬激光器和空間飛秒光學頻率梳在2022年11月8日首次上電測試即實現了自動閉環鎖定，標志著世界首臺空間超窄線寬激光器成功在軌運行。
不拘一格用人才的同時，國家授時中心也對人才能力與待遇的匹配度進行考核監督，全力打造時間頻率科學的“國家隊”。“這個考核監督體系給了我們年輕人干事創業的機會和平臺，同時督促著我們任務完成的進度和質量。”陳龍說。
“國家隊”就要擔“國家責”
一秒鐘，是手表秒針的一聲“滴答”。秒以下的時間按千分之一逐級遞減，還有毫秒、微秒、納秒、皮秒、飛秒、仄秒等時間單位。
實現高精度時間測量，有何意義呢？
簡單地講，有了毫秒級的時間，電網可以高效運行；有了微秒級的時間，移動通信可以進入4G時代；有了納秒級的時間，衛星導航才能提供常規服務；有了皮秒級的時間，一些理論是否正確就有了檢驗的可能……
“1納秒是十億分之一秒。2017年以來，北京時間與國際標準時間的偏差一直在減小，從原來的5納秒到現在的2納秒，位居國際前三。”張首剛介紹。產生高性能的國家標準時間是為了授時發播，是為了服務不同應用需求。授時系統是國家重大基礎設施。我國建立了國際先進的多手段授時系統。面向未來需求，張首剛提出了天地一體化的國家彈性授時體系架構，并帶隊逐步建設。2022年10月31日，夢天實驗艙載著高精度時頻實驗柜飛上了太空。“有了這個實驗柜，天宮空間站時頻實驗系統將融合北斗導航系統、在建地基授時系統和現有的授時系統，預計在5年內，我們將建成世界上獨一無二的天地融合、立體交叉的國家授時系統。”張首剛說。
“我們正在加快建設空天地立體交叉授時系統，著重往深空探測的方向發展，這個系統建成后，長距離、跨區域重大設施之間的時間同步精度可以提高四個到五個數量級，對科學研究和國家安全意義重大。”國家授時中心黨委書記竇忠介紹，“對于大眾來說，這同樣是個利好消息，將來我們的生活會更加便利，數字通信、無人駕駛、智慧城市等的建設會進一步加快。”
目前，國家授時中心在時間頻率領域培養了一支從時間頻率產生、測量、傳遞到應用的全學科、成建制的人才隊伍，并通過一批批重大項目的高強度歷練，培養了很多中堅骨干力量，為我國授時體系發展儲備了人才基礎。
“國家利益延伸到哪里，我們的授時服務就拓展到哪里。”張首剛表示，“國家人”就要做“國家事”，“國家隊”就要擔“國家責”，隨著需求的發展，他們會將授時服務延伸到深空、深海。
