大國“鐘”匠

圖為張首剛在實驗室工作。受訪者供圖

5月21日，陝西西安臨潼，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)院國家授時中心（以下簡稱國家授時中心）悄然藏身其中，我國的標(biāo)準(zhǔn)時間——“北京時間”正是在此產(chǎn)生。

在國家授時中心小銫鐘實驗室，記者見到了國家授時中心主任、首席科學(xué)家張首剛。隻見他身穿白大褂，腳戴藍色鞋套，正認真盯著示波器，觀察實時的銫原子躍遷信號，團隊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)……

“授時系統(tǒng)是支撐經(jīng)濟社會運行和國家安全的重大基礎(chǔ)設(shè)施，其服務(wù)能力體現(xiàn)著一個國家的綜合科技實力，為國家建設(shè)好自主、安全、可靠、先進的授時系統(tǒng)，是我們每一位授時人的責(zé)任和使命?！睆埵讋倢τ浾哒f。

5月30日，在第8個“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“時間”做朋友

在臨潼，地鐵線路會在華清池站折一個近90度的彎，向北駛向東三岔站。其中一個重要原因就是，為了避開東側(cè)約兩公裡的國家授時中心，防止干擾在此產(chǎn)生的“北京時間”。

張首剛和“時間”做朋友的故事，便是在這裡開花、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)院陝西天文臺（國家授時中心前身）攻讀碩士學(xué)位，師從劉海峰研究員。那時，他聽到劉老師為研制基準(zhǔn)型激光抽運大銫鐘，舉家搬遷到西北的故事，感動不已。當(dāng)時的他不會想到，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間頻率基準(zhǔn)實驗室進修，深切感受到國內(nèi)時間頻率技術(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。

在國際一流時間頻率實驗室學(xué)習(xí)工作的近7年間，張首剛獨立完成了世界第一臺銫原子噴泉鐘—法國時間頻率基準(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，為什麼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，出於對他學(xué)術(shù)發(fā)展的關(guān)心，驚訝地問。

當(dāng)時，冷原子研究屬於國際前沿和熱門領(lǐng)域，而且英國、法國、美國等國的一些實驗室已經(jīng)向他拋出橄欖枝。但深知銫原子噴泉鐘對於一個國家時間系統(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，獨自來到位於臨潼的國家授時中心工作。

守護“北京時間”

國家授時中心是我國唯一專門、全面從事時間頻率研究的科研機構(gòu)，負責(zé)“北京時間”的產(chǎn)生和發(fā)播。在國家授時中心地下一層，放置著“北京時間”產(chǎn)生的核心設(shè)備——原子鐘組和世界時測量系統(tǒng)。

在國家授時中心，張首剛的主要工作是“守時”“授時”和“用時”。“通俗來講，就是想方設(shè)法產(chǎn)生更準(zhǔn)確的時間，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間?！睆埵讋傁蛴浾呓忉屨f。

“例如‘守時’，作為能夠產(chǎn)生時間信號並有計數(shù)裝置的原子頻率標(biāo)準(zhǔn)，原子鐘是時間精密測量的關(guān)鍵核心。這不僅是事關(guān)一個國家時間頻率科學(xué)先進與否的戰(zhàn)略資源，更是國家主權(quán)的彰顯。”國家授時中心副研究員陳江進一步補充道。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驗室來到國家授時中心，這裡冷原子鐘研制的基礎(chǔ)幾乎為零?！爱?dāng)時，用於守時的小銫鐘完全依賴進口，更沒有基準(zhǔn)型銫原子噴泉鐘，整個陝西沒有一個人從事與冷原子相關(guān)的研究?！睆埵讋偦貞浾f。

就這樣，張首剛從一個人、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，這支團隊研制出9種不同應(yīng)用類型的新型原子鐘，建成世界時自主測量服務(wù)系統(tǒng)，實現(xiàn)了國家標(biāo)準(zhǔn)時間產(chǎn)生的自主可控。

1納秒是十億分之一秒，張首剛帶領(lǐng)團隊將我國標(biāo)準(zhǔn)時間與國際標(biāo)準(zhǔn)時間的偏差從10納秒減小至1.5納秒，還構(gòu)建了我國“新一代時間頻率系統(tǒng)”……近年來，張首剛和團隊在時間頻率研究領(lǐng)域取得巨大突破，多項工作填補國內(nèi)空白，獲得中國專利金獎和4項省部級科技一等獎。

做精神富足的科研人

在西安地鐵航天新城等站點，豎立著“陝西最美科技工作者”的宣傳海報，關(guān)於張首剛的介紹，寫著兩行大字：“於空白處落筆，雕刻精準(zhǔn)‘北京時間’﹔在寂寞中前行，鑄就授時國之重器”。

作為一名終日與“時間”為伴的科技工作者，張首剛最深刻的感受就是：時間流逝得太快，工作任務(wù)越緊，時間越不夠用。

多年來，張首剛每晚隻休息四五個小時，第二天仍能保持精力充沛。在國家授時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、富足，睡眠質(zhì)量特別好，可以利用去機場、車站的路上等碎片時間休息，保持良好的精氣神?！?/p>

由於工作需要經(jīng)常出差，張首剛總會將機票時間選在清早或者深夜，“這樣一天的整段時間就被空出來，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@是張首剛對團隊成員說得最多的話?？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。陝西人喜歡吃面，張首剛閑暇時會自己做面，潑上辣子，再來瓣蒜，作為對自己的獎賞﹔過年時，團隊成員的孩子總會收到“張爺爺”的壓歲紅包……

有時，有的團隊成員連續(xù)幾天跟一個難題死磕，仍沒進展，他便強制成員放假休息?！翱蒲泄ぷ饕残枰朋犗聛?，思維轉(zhuǎn)個彎，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)團隊，致力於為我國建立世界上獨一無二，涵蓋空天地的立體交叉授時系統(tǒng)，“全力將最準(zhǔn)確的‘北京時間’送到北京”。

當(dāng)年留法歸國時，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。

“授時人心中永遠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)到一個終點，就意味著要開啟一個嶄新的歷程?！睆埵讋傉f。