设为首页  |  加入收藏
报道
报道
当前位置:首页 > 报道

《绍兴日报》报道美国国家科学院院士叶军做客风则江大讲堂

发布者: 网站管理员   发布时间: 2015-11-04
造出了50亿年不差一秒的钟 绍兴籍美国国家科学院院士叶军

  他以在光频测量领域的突破性成就,被国际同行公认为光学领域的伟大人物之一。
  2011年,他当选为美国科学院院士。
  2014年,他制造出的原子钟,成为世界上最准的钟,能让整个地球的历史里,都不差一秒钟。
  2015年,他被世界著名的诺奖预测机构汤森?路透集团预测为诺贝尔物理学奖的获奖热门之一……
  从绍兴出发
  走到物理世界之巅
  
  
  从绍兴出发
  走到物理世界之巅
  11月1日,美国科学院院士、诺贝尔物理学奖的候选人叶军回到绍兴,参加绍兴一中1985届高三(3)班毕业30周年纪念。
  在绍兴一中1985届高三(3)班师生毕业合影前,叶军略弯腰,贴近这张泛黄的照片,仔细看着一张张熟悉又陌生的面孔,尽管照片上并没有他本人。
  “蛮遗憾的,当年没能和老师同学一起留张毕业照。”叶军有点怅然若失地说。
  1985年夏天,绍兴一中高三学子即将如蒲公英般四散,踏上新的征途时,叶军早已提前一个学期,离开母校绍兴一中,被保送进入上海交通大学物理试点班。
  叶军,1967年11月出生于绍兴油车弄(注:现城市广场原址)一知识分子家庭。父亲叶善祥,毕业于大连海军指挥学院,母亲樊常红,生物物理学毕业,曾担任过绍兴市科委副主任。
  叶军自幼聪颖过人,初识字后,把家里的几大柜藏书都看了一遍。他常说,书籍里有丰富的知识,有做人的道理。他在绍兴一中初中、高中阶段,成绩一直遥遥领先,没有掉出过年段前三。
  “叶军各科成绩都很好,也很爱玩,但更静得下心来听课做作业,这点令我印象深刻。”“瘦瘦高高的,各科都很好,是典型的学霸。”这是叶军的班主任、任课老师对他的一致评价。
  在此次同学聚会上,这位高大儒雅的物理学家再三谦虚地说,“高中期间,某某同学的成绩都比我好,我只是机遇好而已。”
  叶军岂只是机遇好,为了探索物理世界的奥秘,他远赴美国求学,用了30年时间,站在了物理世界之巅。
  11月2日,叶军在绍兴文理学院“风则江大讲堂”做了一场有关原子钟的科普报告:“让这世界有光,它能告诉我们时间。”这诗意的题目颇符合这位德智体全面发展的学霸的一贯形象。
  在容纳上百人的大会议室里,叶军面对父老乡亲感慨万千地说:“30年后,回到母校,来到绍兴文理学院,仿佛又回到了年轻时代。一方面同窗之情永难忘,另一方面师长对我的培养之情,就像父母对我的养育之恩。”
  研制出7000万年
  仅误差1秒的原子钟
  美国,落基山下,科罗拉多大学联合研究中心。这个看上去并不起眼的小楼,却是全世界最先进的物理实验室之一,曾经产生世界上最低的温度,也制造出世界上最精准的原子钟。
  实验室负责人叶军,大部分时间都待在这幢设备和线路密布的实验室里做实验,夜以继日。
  在时间的长河里,1秒只不过是时钟的一声“滴答”。但对物理学家来说,这声“滴答”的定义和测量却走过了漫长的路程。无数物理学家孜孜不倦,只为提高时间测量的精度。
  1952年,国际上制成第一台铯原子钟。现存放于美国国家标准技术研究院(NIST)的铯原子钟,精度为每3000万年误差1秒。
  有没有比这更精确的时钟呢?
  1984年,上高中的叶军参加了全国首届高中物理竞赛。获奖之后,他更是深深地爱上了物理,选择物理作为自己的终生职业。“当你爱上自己的工作时,做任何事情时都想着自己的实验,实验已经不只是工作,更是生活。”他说。
  他在美国做研究生时,导师曾在实验室里贴了一张红色的醒目字条,上书:“如果你不想在星期六工作,那你星期天也不要来工作!”
  “导师试图通过幽默的语言,告诉我们,当你开启实验室的设备后,必须把整个实验做完,哪怕是通宵达旦。”
  而叶军的同事、第一位提出在月亮上面放一个镜子来测量地月距离的教授,则经常讲一句话:“如果你在实验室里干上一个星期,可以省你上图书馆一小时,很值。”在叶军听来,这话大智若愚,隐藏大智慧,做基础物理工作的科学家,如果不动手做实验,永远不知道知识的对与错,如果你的知识永远从图书馆来,就永远没有创新。
  2006年至2007年间,叶军经常吃住睡都在实验室。
  2007年下半年,才40岁的叶军,带领团队研制出了一口钟,每7000万年仅误差1秒的锶原子钟,这项成就震惊了美国物理学界。2007年度的卡尔?蔡司研究奖、2007年度的拉比奖,这些世界光学领域最著名的奖项,都授予了叶军,他也被国际同行公认为光学领域的伟大人物之一。
  再造50亿年
  也不差一秒的钟
  2014年,一个名为吉尼斯的时钟破了时钟精确度的纪录,在50亿年中误差不超过一秒,它还灵敏到可以显示出重力对时间的影响。这口锶晶格钟比之前的纪录保持者,美国国家标准与技术研究所的量子逻辑钟准确度提高了50%。
  而这口原子钟的研制者又是叶军团队!
  “50亿年,这个时间比地球的年龄还要长。我还期待原子钟在5~10年间实现更多的突破,能够将时钟的准确性提高到在整个宇宙年龄的范围内,误差不超过一秒。”
  这口原子钟,是怎样一口钟呀。
  叶军幽默地说,人要保持年轻据说有两大秘笈:一是经常谈恋爱,二是经常探索新事物。而科学家们兴趣在后者。
  在过去的25年中,诺贝尔物理学奖曾经5次发给原子、分子、光学领域的14位科学家,足见这些领域的重要性。其中包括华裔物理学家朱棣文教授,而他们的工作或多或少都与原子钟的研究有关。
  2012年的诺奖物理学家将原子钟的精确度提高到了前未所有的高度。叶军如果想往前更进一步,必须站在大师的肩膀上,再有创新的想法!
  “他测一次,我就测一千次。”叶军说,这一想法虽好,却非创新。  
  “如果对一千个原子、一万个原子同时进行测量,且实现每一个原子都测得非常精确,这一方法比诺奖物理学家的只测一个原子自然要精确得多。”叶军打算这么干,当然它的难度也大得多。用一个通俗的例子来比喻,相当于,如果家里只有一个孩子,他调皮,你当家长还好控制;如果家里有10个孩子,每一个孩子都很调皮且贪玩,对家长而言,这是个很头疼的事情。同理,如果一千个、一万个原子,一个往东一个往西,而且它们之间还相互作用,你不了解他们的习性,做出的原子钟就不准确。
  在过去六七年里,叶军致力于了解原子,把原子之间的相互作用测准,把这口全世界最准的钟做出来。
  尽管在实验室,叶军经历了无数次的失败,但是他总是告诫自己,不要气馁,也许第二天结果就会出来。
  2014年,叶军真的研制出了一台原子钟,50亿年也不会差一秒的原子钟。
  有了这口钟后,他又有了梦想:它是否可以成为人类探索宇宙中未知奥秘的最精密的科学仪器?
  这一探索过程令叶军着迷。
  400年前,伽利略造出望远镜之前,谁也想不到今后能够发现土星也有自己的月亮;拉姆齐教授发明精密谱线实验手段的时候,没人想到,智能手机可以在世界上的任意角落精确定位和导航,告诉你拥堵的时候该走那条路,这是在做基础科学时想不到的。
  “对未知的探索精神非常重要,它可以帮助你打开新窗户,给你带来意想不到的惊喜。”叶军勉励绍兴的学弟学妹,“追求你感兴趣的事情,负起对社会的责任。”(记者沈卫莉 文)
版权所有:绍兴文理学院 风则江大讲堂
您是本网站的第222939位访问者  技术支持:海马科技