天宫三号 上海制造：天宫二号里的原子钟3千万年误差1秒精度世界第一

一台3000万年误差1秒的空间冷原子钟，此刻正在天宫二号履行它的使命。这是国际上首台在轨运行并开展科学实验的空间冷原子钟，也是目前在空间运行最高精度的原子钟。利用激光冷却技术，原子的温度在地面已经降低到了接近绝对温度。

“高冷”的背后，是中国科学院上海光学力学研究所两代热血科学家无止境的求索与奉献。他们保持低调，很少谈论自己。在别人眼里，“宏伟”的科研只是平常的工作。即使你经历过生活的艰辛，你仍然对科学有一颗纯洁的心。

3000万年一秒误差的冷原子钟

中国第一台铷原子钟，诞生在一家小工厂

生活中总有那么几个场景会被定格。对于84岁的中国科学院院士王玉柱来说，1957年11月17日的冬日，始终历历在目。那天，毛主席在莫斯科大学礼堂接见中国学生，王玉柱也在其中。他听不懂湖南方言，所以很着急。很多人都在往前挤，他急切地爬上旁边的窗台。“世界是你我的，但归根结底是你的。你们年轻人朝气蓬勃，像早晨八九点钟的太阳。希望寄托在你身上。”王玉柱不仅听懂了这些话，而且一生都牢牢记住了它们。采访中，他不自觉地背诵了起来，甚至激动得哽咽。

王育竹回国后致力于原子频标研究，他所在的团队1964年研制成功了钠原子钟实验装置。1965年调到上海光机所后，当时国外报道研制成功了性能优异的铷原子钟，但这一技术对中国禁运。王育竹和同事们开始了铷原子钟研究。不久，“文革”爆发，开始批判“修正主义”科研道路，和王育竹一起调到上海的一位老科学家自杀了，他也被关在了地下室。这梦魇般的日子，在王育竹心心念念再次进入实验室之后，被他淡忘成了过去。

所谓的实验室其实是在一个生产漆包线的小工厂里。工人师傅很友好，王玉柱在科研中度过了一段安静的时光。白天，10多名研究人员在工厂食堂上方的一个窝棚里工作，晚上，他们回到五六个人的宿舍睡觉。工厂里整天弥漫着香蕉油和甲烷的味道，让人不敢深呼吸。正是在这里，他们苦干七年，研制出了当时国防急需的中国第一台铷原子钟。这个钟采用了王玉柱的三项创新技术，1977年经过测试，达到了西德铷原子钟的水平。

比诺奖得主提出同类思路早了5至10年

人生总有一些重要的决定。45岁的王玉柱回到上海光机所工作后，一位国际同事关于激光冷却气体原子的文章让他精神一振。原子钟的精度受到原子热速度的限制。如果能降低原子的温度，原子钟的精度将大大提高。这时，他决定致力于激光冷却气体原子的研究。

1997年度诺贝尔物理学奖授予了在激光冷却气体原子研究方面做出贡献的朱棣文等3位科学家。消息传来，我国科技界几位学者不无惋惜地说，王育竹提出的物理思想和工作机制与诺奖得主的相一致。对于得奖，王育竹比较淡然，但他坦言看到自己的国家落后了，心里比较着急。

早在1979年，王玉柱就公开提出了两个关于激光冷却气体原子的新想法。这些独到的见解比外国科学家提出的要早5到10年。当时，王玉柱在日本讲学和合作实验时证明了激光冷却气体原子技术的可行性。回国后，他希望获得两个总价值约100万元的激光器用于实验，但在基础研究经费不足的情况下，这是不可能的。他只能用拨给实验室的有限资金一步一步地建造实验装置。这种延迟持续了14年，直到1993年才实现了积分球激光冷却原子束的实验，证明了其物理思想的正确性。在此期间，王玉柱应邀在1985年的国际激光光谱学会议上作了演讲。他是第一个担任讲座教授的中国科学家。1988年，王玉柱团队观测到温度低于多普勒降温极限，是世界上最早观测到这一现象的两个群体之一。

诺贝尔奖得主维曼教授曾说过，任何一个实验室获得“玻色-爱因斯坦凝聚”都是一场挑战。2002年3月，团队实现了中国第一个铷原子稀薄气体的玻色-爱因斯坦凝聚。

82岁的我，每天都去实验室，想下辈子做科研

人生中总有一些说不清的渊源。10岁的王育竹最喜欢的事情就是乘火车听它的鸣叫声，相向而开一路尖叫的火车经过他的车窗旁，会突然变成呜呜低鸣。这个问题一直纠缠在他心里，直到学了物理，他才知道这就是多普勒效应，而且和他研究的激光冷却息息相关。为了求解一个科学问题苦苦思索，也成了他一辈子的习惯。

王玉柱从小到大，即使躺在床上做一个科研细节，他也还在思考。久而久之，他陷入了失眠的烦恼，必须吃药才能入睡，否则他整晚都睡不着。对此，他很有哲理地说:“在安静的环境中思考一些问题是值得的。”

前年82岁时他每天都去实验室，去年83岁时每周去两次，今年生了肺炎后就只能打电话到实验室。王育竹感叹，当他回顾自己的科研经历，深深感到时间过得太快，还没有做几件有意义的事，已步入老年。6年前，他因脑垂体瘤开刀，询问医生每天还能工作多长时间，对方开玩笑说1个小时。事实上，就算在家休养，他仍然每天工作七八个小时。

空冷原子钟实验分系统首席科学家、我国原子频率标准和激光冷却原子的开拓者之一告诉记者，“我喜欢这种工作，下辈子想做科研。”

要么在实验室，要么在出差的路上

生活中有一种力量叫做梦想。“空冷原子钟”的梦想被两代科学家传承了下来。空冷原子钟项目总设计师刘亮研究员是王玉柱院士最优秀的学生之一。被老师称为“国家需要你”的刘亮，在艰难抉择后，放弃了美国公司的高薪工作，于2006年回到上海光学机械学院。

2007年，在王育竹院士指导下，刘亮领导的空间冷原子钟团队成立，平均年龄不到三十岁。尽管基于激光冷却的原子钟早就有了，但冷原子钟上天需要的技术是全新的，因此这一高难度的项目起初并不被看好。

经过三年的努力，团队完成了空间冷原子钟样机的研制、地面科学演示和工程演示。“我们没有时间表。没事的时候可以休息，但这样的时候很少。我们要么在实验室，要么在出差。”刘亮介绍，该项目从原理和原型到初始和阳性样本都有严格的时间节点要求。争分夺秒，谁也不敢懈怠。直到今年7月冷原子钟交付，他才硬性规定团队加班不能超过晚上11点。

十年攻坚，也有过怎么都攻不下来的时候。有一次测试怎么都看不到想要的信号，就只能一步步地倒查原理和技术，他们坚信只要不是原理问题，就一定能查得出来。就是凭着这股韧劲，他们攻下了一个个难关，最终让国际首台“空间冷原子钟”的科技梦想得以实现。

经过十年的努力，这支年轻的队伍把生命中最美好的岁月与空之间冰冷的原子钟紧紧联系在一起。如果这些年轻的人才跳槽到外面的公司，工资可以翻倍，但是30多人的团队一个都没剩下。只要心中有信念，没有人会轻易放弃。

接下来，这个团队又瞄准了空间站的空间超冷原子物理，以及更高的时间频率系统。

梦想还在继续，他们已经踏上了新的征程。