葉朝輝教授（左）和薛敏監(jiān)事長(zhǎng)（右）共同為中科聯(lián)影醫(yī)學(xué)影像聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室落成
左圖：國(guó)家小型科學(xué)儀器中心·武漢磁共振中心；下圖：十米噴泉式原子干涉儀
■鄭千里孫智波羅芳
引子
她經(jīng)過(guò)三六年來(lái)的持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展，已成為磁共振光譜學(xué)與原子分子化學(xué)學(xué)創(chuàng)新研究基地，實(shí)現(xiàn)了從基礎(chǔ)到應(yīng)用基礎(chǔ)到高技術(shù)幅射的完整鏈接，在國(guó)際上具有重要的影響力。
在光譜學(xué)領(lǐng)域，面向物理和生命剖析，重點(diǎn)舉辦磁共振光譜方式學(xué)和譜儀技術(shù)研究，充分發(fā)揮小型科學(xué)儀器平臺(tái)作用，推動(dòng)了我國(guó)多學(xué)科交叉的磁共振光譜學(xué)發(fā)展。
在原子分子化學(xué)領(lǐng)域，舉辦精密檢測(cè)化學(xué)研究，實(shí)現(xiàn)了從原子分子量子態(tài)調(diào)控到原子離子頻度高精度應(yīng)用，尤其在原子頻標(biāo)方面產(chǎn)生了“探索一代、研制一代、應(yīng)用一代”的發(fā)展格局。這個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（以下簡(jiǎn)稱國(guó)重室）到底是何“波長(zhǎng)”和“頻譜”？近來(lái)筆者走入武漢小洪河北30號(hào)一探究竟。
一、精神弘揚(yáng)首批入選
磁共振光譜學(xué)科生命之樹常青，由老校長(zhǎng)王天眷先生于1961年初成立。經(jīng)科學(xué)家和技術(shù)專家多年的不懈努力，在光譜及核磁共振譜儀等方面先期就奠定了基礎(chǔ)。
1985年，中科院高層遠(yuǎn)見洞察，構(gòu)建首批對(duì)外開放的18個(gè)實(shí)驗(yàn)室，光譜與原子分子化學(xué)開放研究實(shí)驗(yàn)室入圍。1986年，國(guó)家計(jì)委為強(qiáng)化和推動(dòng)我國(guó)基礎(chǔ)研究，著手建設(shè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。在原北京化學(xué)研究所葉朝輝等老一輩科學(xué)家的積極努力下，光譜與原子分子化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室通過(guò)國(guó)家初驗(yàn)并即將對(duì)外開放，占據(jù)了先發(fā)機(jī)遇。1996年，原上海化學(xué)所與上海語(yǔ)文數(shù)學(xué)研究所合并成立北京化學(xué)與物理研究所（簡(jiǎn)稱物數(shù)所），光譜與原子分子化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室急劇步入新的發(fā)展期。
“工欲善其事，必先利其器”，國(guó)家給與110萬(wàn)港元（約380億元人民幣）啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)，葉朝輝果斷決策，動(dòng)用這筆外匯的“大頭”，訂購(gòu)了科研必不可少的固體核磁共振譜儀及相關(guān)設(shè)備。
葉朝輝教授1942年出生，學(xué)院結(jié)業(yè)后仍然從事光譜學(xué)與量子電子學(xué)的研究，是我國(guó)固體高分辨核磁共振研究的創(chuàng)始人。他眼神高遠(yuǎn)，捉住“平臺(tái)”和“人才”建設(shè)兩個(gè)關(guān)鍵誘因，掌握并管理國(guó)重室、研究所的發(fā)展朝向，使其在國(guó)家層面彰顯“引領(lǐng)”的重要性，是眾人交口稱道的戰(zhàn)略科學(xué)家。
“葉老師率領(lǐng)我們進(jìn)行前瞻性戰(zhàn)略思索，好多規(guī)劃和進(jìn)言也都在國(guó)家層面被采納。”物數(shù)所副主任周欣坦承，他本人于2009年從英國(guó)回到國(guó)重室從事科研，很大程度上也有感于葉朝輝的科研情結(jié)和個(gè)人魅力。
“我們?cè)谶@兒讀書，結(jié)業(yè)后全身心投入工作，這與科學(xué)精神的弘揚(yáng)有很大關(guān)系。”周欣說(shuō)，“國(guó)重室在國(guó)際舞臺(tái)上有一席之地，具有較強(qiáng)的科研競(jìng)爭(zhēng)力，不是東一鐵錘西一棒子地做科研，哪些熱門就隨大流做哪些。”
二、左膀手指勢(shì)在必得
1995年求賢若渴的葉朝輝國(guó)外外遍尋英才。聽一位老科學(xué)家推薦詹明生，他立刻到中科院山西光機(jī)所，登門約請(qǐng)詹明生加盟國(guó)重室。詹明生到來(lái)后除了強(qiáng)化了原子分子化學(xué)研究實(shí)力，還率先建成了國(guó)外首個(gè)冷原子化學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
1995年中科院剛開通因特網(wǎng)，葉朝輝領(lǐng)銜的國(guó)重室也最早啟用了電子郵箱。有三天葉朝輝喜出望外，收到劉買利從美國(guó)紐約發(fā)來(lái)的信函。葉朝輝當(dāng)即回信說(shuō)：“你的文章我已經(jīng)關(guān)注了。”
隨著劉買利對(duì)物數(shù)所的進(jìn)一步了解，他抒發(fā)了1996年10月在美國(guó)紐約學(xué)院物理系獲得博士學(xué)位后可以到上海做博士后的心愿，得到葉朝輝的熱忱歡迎。
“劉買利給我們平添了新鮮活力，他在這兒做科研很開心。”時(shí)隔21年，葉朝輝教授追憶說(shuō)，“他在海外讀博前是西南學(xué)院剖析測(cè)試中心副所長(zhǎng)，讀嘉實(shí)搞的多量子核磁共振是我本人傾心的科研領(lǐng)域，我關(guān)注他的優(yōu)秀文章順理成章。”
血漿等生物樣品以水作溶劑時(shí)，因?yàn)樗|(zhì)子的含量比生物分子的含量高5到6個(gè)數(shù)目級(jí)，要測(cè)量其中一些物質(zhì)的濃度，只有抑制水的共振峰能夠獲得有用的信息。
被葉朝輝引進(jìn)到國(guó)重室工作的劉買利很快就開創(chuàng)了科研新局面，團(tuán)隊(duì)發(fā)展出4種新的實(shí)驗(yàn)技巧和一個(gè)理論模型，其中具有高效率和高選擇性的溶劑峰抑制峰法W5，被主要核磁共振設(shè)備廠商作為標(biāo)準(zhǔn)方式提供給用戶，就是由于W5在抑制效率、選擇性和作用時(shí)間上具有顯著優(yōu)勢(shì)。
目前，使用W5方式的研究人員星羅棋布，包括日本在內(nèi)的20個(gè)國(guó)家的近百個(gè)實(shí)驗(yàn)室或單位，分別用于蛋白質(zhì)、DNA/RNA、多糖等生物分子結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)的核磁共振研究。
詹明生和劉買利前后腳到來(lái)，既成為國(guó)重室的主心骨，也成為葉朝輝得力的左膀手指。葉朝輝兼任后，他倆先后出任研究所的主任。
三、立足平臺(tái)勤于研究
詹明生完善實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，圍繞冷原子化學(xué)與基于原子的量子信息，勤于舉辦科學(xué)研究，實(shí)現(xiàn)了十二米原子噴泉、單原子拘禁和原子陣列旋轉(zhuǎn)、量子比特操控、異核原子受控碰撞等。
2015年7月，詹明生和王謹(jǐn)課題組厚積薄發(fā)，在微觀粒子等效原理檢驗(yàn)方面取得了重要進(jìn)展，提出并實(shí)現(xiàn)了新的四波雙衍射拉曼冷原子干涉方案，借助雙組分原子干涉儀舉辦檢驗(yàn)弱等效原理的實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)精度達(dá)到10-8，實(shí)現(xiàn)了微觀粒子等效原理迄今為止最精確的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，相關(guān)研究成果發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》。她們借助兩種原子干涉儀，巧妙完善了一個(gè)微觀世界的漢堡斜塔實(shí)驗(yàn)：用原子噴泉和受激拉曼躍遷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)同步自由落體的原子干涉儀，成功檢測(cè)出兩種原子重力加速度是否存在差別。
鄧風(fēng)常年從事多相催化和材料物理的固體核磁共振研究工作。他覺(jué)得，科研中有煩惱也有樂(lè)趣。
金屬鋅的核磁共振很難做，鄧風(fēng)課題組明知山有虎偏向虎山行，經(jīng)過(guò)多年努力，第一次在實(shí)驗(yàn)上看見催化劑上濃度只有2%的金屬鋅的核磁共振訊號(hào)，并且訊號(hào)提高了16倍。
鄧風(fēng)將相關(guān)論文投寄出去后，第一個(gè)審稿人覺(jué)得該工作一文不值，其他三個(gè)審稿人都給與了高度評(píng)價(jià)。鄧風(fēng)不服氣，要求主編重新找人審稿，直至主編找到第五位審稿人，這個(gè)關(guān)于硅藻土分子篩催化劑活性中心協(xié)同效應(yīng)的固體核磁共振研究的新進(jìn)展才總算問(wèn)世，2016年11月在線發(fā)表于《德國(guó)應(yīng)用物理》。
鄧風(fēng)外表清俊爾雅，實(shí)則有一顆強(qiáng)悍的內(nèi)心：國(guó)際同行由于偏見難免走眼，但做好科研要堅(jiān)持真理，有勇于“叫板”的膽氣。
唐淳是“國(guó)家杰出青年科學(xué)基金”獲得者，他正由于看好國(guó)重室的環(huán)境和氣氛，2009年舍棄在日本早已做了三年助理院長(zhǎng)的位置，選擇來(lái)到物數(shù)所。2012年他獲得英國(guó)HHMI國(guó)際青年科學(xué)家獎(jiǎng)時(shí)，當(dāng)初全球共有28人，我國(guó)僅有7人獲此佳績(jī)。
四、審時(shí)度勢(shì)學(xué)科交叉
2000年在磁共振國(guó)際學(xué)術(shù)大會(huì)上劉買利遇見雷皓，由于研究方向彼此傾心。第二年他倆又不約而同在關(guān)島參會(huì)，經(jīng)劉買利的動(dòng)員，雷皓來(lái)到物數(shù)所。
雷皓歸國(guó)后最初的科研方向，是一個(gè)關(guān)于觸覺(jué)系統(tǒng)的錳離子成像的基金項(xiàng)目，不想?yún)s遭到當(dāng)時(shí)遠(yuǎn)在英國(guó)的徐富強(qiáng)的關(guān)注。
2002年至2007年，徐富強(qiáng)在哈佛學(xué)院任副研究員，用磁共振舉辦味覺(jué)系統(tǒng)的研究，見到雷皓發(fā)表的相關(guān)論文，觸發(fā)了到北京工作的意愿，當(dāng)即寫了封電郵與從未相熟的雷皓聯(lián)系。
雷皓知悉徐富強(qiáng)有歸國(guó)發(fā)展的意愿，當(dāng)即申請(qǐng)中科院的高訪項(xiàng)目到徐富強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室。
雷皓在哈佛學(xué)院做訪問(wèn)學(xué)者的三個(gè)月堪稱“一舉兩得”：既為徐富強(qiáng)被引進(jìn)到上海工作明晰頭緒，構(gòu)建起推介的紅色通道；同時(shí)順利寫出有關(guān)盲人腦功能核磁成像的論文并發(fā)表。
“徐富強(qiáng)的年資比我大許多，假如當(dāng)時(shí)我沒(méi)有申請(qǐng)第一個(gè)基金項(xiàng)目，其實(shí)就不會(huì)從日本引進(jìn)徐富強(qiáng)。”雷皓回想這段經(jīng)歷時(shí)這么慨嘆。
徐富強(qiáng)有日本物理和分子生物學(xué)雙博士學(xué)位，他2007年初從哈佛學(xué)院來(lái)到北京，年末就獲得“國(guó)家杰出青年科學(xué)基金”資助，多年來(lái)利用磁共振腦功能成像、分子生化和電生理等方式，研究基礎(chǔ)味覺(jué)系統(tǒng)的神經(jīng)科學(xué)，包括與重大病癥之間的關(guān)系，成果頗多。
葉朝輝教授和劉買利校長(zhǎng)早年審時(shí)度勢(shì)，覺(jué)得生命科學(xué)中的骨科學(xué)和蛋白質(zhì)科學(xué)除了關(guān)系民生，也已成為核磁共振光譜學(xué)研究中最為活躍的領(lǐng)域，決策以生命科學(xué)為牽引，不斷進(jìn)行學(xué)科交叉，逐漸使國(guó)重室的光譜學(xué)研究從數(shù)學(xué)、化學(xué)領(lǐng)域延展到生命科學(xué)領(lǐng)域。
2000年后，國(guó)重室的磁共振光譜學(xué)科先后引進(jìn)一批有化學(xué)、化學(xué)、生物背景的青年人才，培養(yǎng)和引進(jìn)相結(jié)合，其中鄧風(fēng)于2004年、徐富強(qiáng)于2007年、唐惠儒于2008年、唐赫連2012年、楊俊于2014年、周欣于2016年分別獲得“國(guó)家杰出青年科學(xué)基金”資助，團(tuán)隊(duì)迅速發(fā)展壯大，并于2009年獲得國(guó)家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新研究群體的捐助。
2008年，以國(guó)重室的磁共振光譜學(xué)科作為基礎(chǔ)，上海磁共振中心即將掛牌。該中心作為全省17個(gè)小型科學(xué)儀器中心之一，為全省光譜學(xué)提供支撐和服務(wù)，而且定位明確：以核磁共振技術(shù)為主，舉辦科學(xué)研究、技術(shù)支撐、學(xué)術(shù)交流和交叉型人才培養(yǎng)；將數(shù)學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)多學(xué)科進(jìn)行充分交叉。
五、靜心“入定”出神入化
柳曉軍曾在發(fā)達(dá)國(guó)家從事三年多的學(xué)術(shù)訪問(wèn)及博士后研究，他覺(jué)得自己海外學(xué)成歸來(lái)，在國(guó)外做原子分子化學(xué)研究，上海物數(shù)所的國(guó)重室無(wú)疑能提供最好的平臺(tái)。2006年8月，柳曉軍來(lái)到物數(shù)所工作。
構(gòu)建研究平臺(tái)是個(gè)較摧殘人的過(guò)程，柳曉軍向葉朝輝、詹明生等旅長(zhǎng)學(xué)習(xí)，做到早日“入定”。一切從零開始，他和中學(xué)生一起擰螺釘、抽真空、調(diào)裝置、測(cè)訊號(hào)。有幾個(gè)月的時(shí)間，獲得的電子譜訊號(hào)跟數(shù)學(xué)上的預(yù)言不一樣，排除各類誘因后，最后發(fā)覺(jué)是加工的磁屏蔽系統(tǒng)的去磁療效不好，看上去這是個(gè)小問(wèn)題，就是由于當(dāng)時(shí)忽視了加工精度可能導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)誤差，但卻花費(fèi)了大量時(shí)間。2007年末，柳曉軍總算在裝置上觀測(cè)到了高分辨電子譜訊號(hào)，“給我的教訓(xùn)和啟悟就是：做科研要一板一眼、扎扎實(shí)實(shí)，任何一個(gè)微小細(xì)節(jié)都將決定最后勝敗”。
2009年，35歲的柳曉軍獲得“國(guó)家杰出青年科學(xué)基金”的支持，成為當(dāng)時(shí)我國(guó)原子分子化學(xué)領(lǐng)域最年青的“杰青”獲得者。在成功研發(fā)出首套電子譜儀基礎(chǔ)上，2010年他爭(zhēng)取到中科院儀器研發(fā)專項(xiàng)，進(jìn)一步瞄準(zhǔn)原子分子中的超快多體關(guān)聯(lián)效應(yīng)研究前沿，研發(fā)可進(jìn)行電子-離子符合檢測(cè)的高分辨動(dòng)量成像譜儀。該設(shè)備的研發(fā)涉及超高真空制備、電磁場(chǎng)精確控制、荷電粒子的動(dòng)量高分辨檢測(cè)等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，要有100%的耐心和悉心。在設(shè)備最終調(diào)試的整整三個(gè)禮拜中，柳曉軍幾乎都是在“入定”中渡過(guò)。
只有“入定”才才能出神入化。在超快強(qiáng)激光與原子分子互相作用研究方面，柳曉軍由于才能“入定”，在《物理評(píng)論快報(bào)》等刊物上發(fā)表SCI論文60余篇，受邀為新加坡數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)綜述性刊物of撰寫研究領(lǐng)域評(píng)論文章，作出了一系列重要的科研成績(jī)，成為我國(guó)該科研領(lǐng)域的新銳。
六、不負(fù)重托自主研制
核磁共振光譜儀在科教、生產(chǎn)及人類生活的各個(gè)領(lǐng)域中，日漸顯現(xiàn)出越來(lái)越重要的作用，研究和生產(chǎn)深受發(fā)達(dá)國(guó)家的高度注重，年產(chǎn)量達(dá)數(shù)百億港元，而我國(guó)的核磁共振光譜儀至今主要依賴進(jìn)口。
2006年，國(guó)重室承當(dāng)了國(guó)家科技支撐計(jì)劃“~核磁共振光譜儀的研發(fā)”任務(wù)。在葉朝輝重托下，劉朝陽(yáng)經(jīng)過(guò)3年努力，除了初步構(gòu)建了核磁共振儀器研制平臺(tái)，還研制成功國(guó)外首臺(tái)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核磁共振光譜儀，總體技術(shù)達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品水平，具有高碼率等優(yōu)點(diǎn)，且成本僅為同類產(chǎn)品的三分之一，實(shí)現(xiàn)了自主研發(fā)的現(xiàn)代高場(chǎng)核磁共振光譜儀從無(wú)到有的突破，彌補(bǔ)了國(guó)外空白。
劉朝陽(yáng)是國(guó)重室自行培養(yǎng)的青年科研骨干，他2001年博士結(jié)業(yè)后，承當(dāng)國(guó)重室及上海磁共振中心的技術(shù)支撐工作，同時(shí)還負(fù)責(zé)原子頻標(biāo)電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研發(fā)。中科院2009年度“現(xiàn)有關(guān)鍵技術(shù)人才”，全院共有19人上榜，劉朝陽(yáng)榮列其中。
2011年，劉朝陽(yáng)繼續(xù)承當(dāng)科技部重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)項(xiàng)目，著手舉辦超導(dǎo)核磁共振光譜儀的產(chǎn)業(yè)化工作。目前超導(dǎo)核磁共振光譜儀聲譽(yù)在外，已在診所和科研單位進(jìn)行試用。日本牛津儀器公司一路探幽，經(jīng)過(guò)幾年來(lái)對(duì)我國(guó)市場(chǎng)環(huán)境與產(chǎn)品技術(shù)的調(diào)查剖析，已與技術(shù)團(tuán)隊(duì)舉辦實(shí)質(zhì)性合作，構(gòu)建了國(guó)外惟一的高場(chǎng)核磁共振光譜儀生產(chǎn)基地。
七、曲徑通幽“點(diǎn)亮”肺部
以原子分子化學(xué)的基本原理為基石，若朝著應(yīng)用領(lǐng)域拓展可以弄成頻標(biāo)，若才能與光譜有機(jī)結(jié)合，才能創(chuàng)新形成新的儀器。
周欣從數(shù)學(xué)走到物理，從生物再走到醫(yī)學(xué)，其走過(guò)的曲徑通幽科研公路，也符合核磁共振學(xué)科國(guó)際發(fā)展的大趨勢(shì)。
周欣在國(guó)重室讀研期間，由于當(dāng)時(shí)核磁共振光譜儀資源緊張，實(shí)驗(yàn)要事先約機(jī)，中學(xué)生一個(gè)學(xué)期只能約一次，根本滿足不了自己的實(shí)驗(yàn)要求，于是他找了劉買利和詹明生，提出自己修舊儀器并加以借助的方案，得到了兩位領(lǐng)導(dǎo)的認(rèn)可和支持。
周欣花了整整一年時(shí)間，修補(bǔ)借助80MHz的舊譜儀，把核磁共振光譜儀的硬件構(gòu)造搞得一清二楚。
花這么多精力維修儀器有人指責(zé)，周欣卻豁達(dá)地回答說(shuō)：假如我不修儀器肯定不能成功，修了儀器就有可能取得成功。雖然儀器修不好我也算學(xué)了一門技術(shù)。
相比于其他人做核磁共振技術(shù)、方法和應(yīng)用研究，專注維修儀器的他在當(dāng)時(shí)算是“非主流”，周欣曾一天三夜沒(méi)睡著，但修儀器對(duì)他的科研人生幫助很大。也正是鍛練了科研中的動(dòng)手能力，讓周欣成為物數(shù)所第一個(gè)去耶魯學(xué)院做博士后的人。
2012年，周欣爭(zhēng)取到基金委國(guó)家重大科研儀器研發(fā)專項(xiàng)（部委推薦）——“用于人體腦部重大病癥研究的磁共振成像儀器系統(tǒng)研發(fā)”，這和周欣碩博連讀時(shí)修儀器奠定的扎實(shí)功力大有關(guān)系。
2015年9月7日，傳統(tǒng)技術(shù)手段未能測(cè)量的腦部空腔被“點(diǎn)亮”，周欣團(tuán)隊(duì)獲得中國(guó)首例腦部患者的二氧化碳磁共振影像，各大媒體爭(zhēng)相報(bào)導(dǎo)。“超極化二氧化碳腦部磁共振成像技術(shù)才能無(wú)侵入、無(wú)放射性地可視化腦部通氣和二氧化碳交換缺陷，為初期腦部疾患提供了全新的影像學(xué)技術(shù)。”中南診所放射科組長(zhǎng)如是介紹。
該項(xiàng)技術(shù)還對(duì)腦部的脾胃交換時(shí)間、氣血交換膜長(zhǎng)度、肺泡表面容積比等參數(shù)進(jìn)行定量研究，能成功分辨健康與病變組織。影像圖顯示出往年難以測(cè)量到的病人的腦部通氣缺陷區(qū)域，為臨床診治提供根據(jù)，非常是有助于腦部病變癌癥的早發(fā)覺(jué)、早診治。
周欣率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)心無(wú)旁騖，目前正早日完成臨床前研究，期望超極化二氧化碳腦部磁共振成像技術(shù)未來(lái)幾年內(nèi)實(shí)現(xiàn)臨床應(yīng)用。
八、北斗“鐘情”三部曲
梅剛?cè)A也仍然在釋放自己的“電磁波”。早年他是原子分子化學(xué)研究骨干，1996年博士結(jié)業(yè)不久，就當(dāng)上研究所科研處處長(zhǎng)。此時(shí)我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略已見苗頭，正在密謀建設(shè)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是通過(guò)精密時(shí)間檢測(cè)實(shí)現(xiàn)精確定位導(dǎo)航的，導(dǎo)航衛(wèi)星的腎臟就是星載原子鐘。
時(shí)任研究所原子頻標(biāo)研究室處長(zhǎng)的朱熙文研究員已年滿60歲，須要找一位能接替他的學(xué)科帶頭人，負(fù)責(zé)研究所承當(dāng)?shù)膰?guó)外第一個(gè)星載原子鐘核高基項(xiàng)目。梅剛?cè)A是最合適的人選。在時(shí)任院長(zhǎng)葉朝輝的支持下，“屁股都還沒(méi)有坐熱”的梅剛?cè)A搬動(dòng)位置原子與分子物理專業(yè)，從科研部長(zhǎng)改任原子頻標(biāo)研究室處長(zhǎng)，從此鐘情于北斗系統(tǒng)。
當(dāng)時(shí)我國(guó)的銣原子鐘性能比日本相差兩個(gè)數(shù)目級(jí)，并且在單元關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)中，梅剛?cè)A和他領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)沒(méi)有一味“跟跑”，目的是為了將來(lái)實(shí)現(xiàn)整體技術(shù)上的“并跑”和“領(lǐng)跑”。她們?cè)谏习俅螌?shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，發(fā)明了一種新型微波腔，可以借助小容積原子氣室激勵(lì)出高硬度原子訊號(hào)，成功申請(qǐng)了英國(guó)專利和中國(guó)專利。
基于這些微波腔，她們?cè)O(shè)計(jì)了分離濾光的“三泡”式數(shù)學(xué)系統(tǒng)。這是一種全新的銣原子鐘設(shè)計(jì)方案，為實(shí)現(xiàn)銣鐘的高穩(wěn)定度指標(biāo)起到關(guān)鍵作用。
2005年，星載銣鐘步入工程化樣機(jī)研發(fā)階段。為了能在一個(gè)以基礎(chǔ)研究為主的科研機(jī)構(gòu)里，研發(fā)出符合嚴(yán)格制造規(guī)范的航天產(chǎn)品，研究所專門成立了技術(shù)發(fā)展處和質(zhì)量辦公室兩個(gè)新部門，完善了完備的質(zhì)量管理體系。
2007年，梅剛?cè)A團(tuán)隊(duì)開始批量生產(chǎn)正樣產(chǎn)品。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量萬(wàn)無(wú)一失，她們不放過(guò)每一個(gè)技術(shù)隱患。有一次，單是為了解決一個(gè)質(zhì)量問(wèn)題，她們就連續(xù)工作了半年，最后根據(jù)“定位確切、機(jī)理清楚、措施有效、故障復(fù)現(xiàn)、舉一反三”的要求完成了技術(shù)“歸零”。她們提供的星載銣鐘產(chǎn)品，電性能指標(biāo)達(dá)到了國(guó)外GPS系統(tǒng)大多數(shù)星載銣鐘的水平，為我國(guó)建成北斗二號(hào)區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
2012年，北斗工程步入北斗三號(hào)即全球系統(tǒng)建設(shè)階段。此時(shí)GPS系統(tǒng)星載銣鐘精度指標(biāo)又提升了一個(gè)量級(jí)，怎么將近一個(gè)量級(jí)的差別補(bǔ)上去，使我國(guó)的星載銣鐘達(dá)到國(guó)際并跑甚至領(lǐng)跑水平，成為擺在梅剛?cè)A團(tuán)隊(duì)面前的新任務(wù)。梅剛?cè)A率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了愈加深入系統(tǒng)的技術(shù)攻關(guān)，進(jìn)一步改善了原子訊號(hào)的雜訊，增加了電路系統(tǒng)的噪音原子與分子物理專業(yè)，降低了環(huán)境電磁場(chǎng)和濕度變化影響，使銣鐘精度提升到優(yōu)于十億分之1秒的水平，成為目前世界上精度最高的銣鐘。
梅剛?cè)A團(tuán)隊(duì)研發(fā)的星載銣鐘，指標(biāo)大概每5年提升1個(gè)量級(jí)。她們用不到20年的時(shí)間，走完了日本人40多年走過(guò)的路，使我國(guó)的星載銣鐘技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有、從有到強(qiáng)的“三部曲”跨越。
2015年，梅剛?cè)A領(lǐng)銜完成的“高性能星載銣原子鐘原子訊號(hào)提高與穩(wěn)定關(guān)鍵技術(shù)”榮獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。2016年，北斗二號(hào)衛(wèi)星工程入選國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。因?yàn)樵谕黄票倍饭こ碳夹g(shù)困局——星載原子鐘方面的貢獻(xiàn)，上海物數(shù)所成為得獎(jiǎng)單位之一，團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人梅剛?cè)A成為得獎(jiǎng)個(gè)人。2017年5月，梅剛?cè)A入選首屆全省創(chuàng)新爭(zhēng)先獎(jiǎng)。
九、精密檢測(cè)肩負(fù)重任
原子分子化學(xué)研究的一個(gè)重要發(fā)展方向是精密檢測(cè)化學(xué)。精密檢測(cè)化學(xué)學(xué)科是隨著原子鐘、時(shí)間頻度的高精度傳輸與比對(duì)、原子干涉儀等相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)發(fā)展而逐步成熟上去的新型學(xué)科。國(guó)重室與時(shí)俱進(jìn)，將精密檢測(cè)化學(xué)列入重要發(fā)展的領(lǐng)域之一。
5年前，葉朝輝等呼吁籌建的國(guó)家自然科學(xué)基金委精密檢測(cè)重大研究計(jì)劃即將立項(xiàng)；2015年“精密檢測(cè)化學(xué)”二級(jí)學(xué)科申請(qǐng)獲準(zhǔn)，并列入中國(guó)科大學(xué)學(xué)院學(xué)科培養(yǎng)點(diǎn)；2016年，葉朝輝牽頭承當(dāng)中科院戰(zhàn)略性科技先導(dǎo)專項(xiàng)（B類）——基于原子的精密檢測(cè)化學(xué)。國(guó)重室的精密檢測(cè)化學(xué)研究在全省起到了推動(dòng)作用。
鈣離子光鐘是精密檢測(cè)化學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容。“原子與分子化學(xué)是比較古老的學(xué)科，在古老的學(xué)科里要作出新成就比較難。要有一個(gè)積累的過(guò)程，三年六年可能都不會(huì)有結(jié)果。”作為鈣離子光鐘研究的“973”首席科學(xué)家，高克林回顧說(shuō)，“我們要做最好的。葉朝輝先生起帶頭作用，仍然都在鼓勵(lì)我們前行，我也對(duì)中學(xué)生講頻標(biāo)的精神，這是原子分子化學(xué)發(fā)展的動(dòng)力。”
早年有些人對(duì)光頻標(biāo)不太看好，且高克林讀書時(shí)學(xué)的是等離子體專業(yè)，葉朝輝給半道剃度的他鼓勁說(shuō)：只要認(rèn)準(zhǔn)方向，能在科研中甘于孤寂，我就支持你！
2011年，高克林領(lǐng)導(dǎo)的拘禁離子化學(xué)研究組經(jīng)過(guò)10年艱難努力，突破了系列關(guān)鍵技術(shù)，成功研發(fā)出我國(guó)首臺(tái)基于單個(gè)軟禁鈣離子的“光鐘”。
2012年和2015年，該團(tuán)隊(duì)兩次檢測(cè)的鈣離子光鐘絕對(duì)頻度均被國(guó)際時(shí)間頻度咨詢委員會(huì)采納，更新了鈣離子光頻躍遷的頻度推薦值，同時(shí)使鈣離子光鐘成為國(guó)際秒定義諸多推薦值中的有力競(jìng)爭(zhēng)者，為我國(guó)參與世界時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)制訂爭(zhēng)得話語(yǔ)權(quán)。
2016年，高克林團(tuán)隊(duì)再度突破系列關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)出精度E-17的鈣離子光鐘，成為國(guó)際上指標(biāo)最高的鈣離子光鐘。
十、科教融合天工開物
國(guó)重室歷來(lái)注重科教融合，先后培養(yǎng)了千余名博士和碩士研究生，近百人次獲得包括國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金、中科院教授非常獎(jiǎng)/優(yōu)秀獎(jiǎng)、中科院優(yōu)秀博士學(xué)位論文等各種國(guó)家及省局級(jí)嘉獎(jiǎng)或獎(jiǎng)勵(lì)，曾數(shù)次有優(yōu)秀學(xué)子被選拔參加美國(guó)林島“諾貝爾獎(jiǎng)獲得者會(huì)議”。
國(guó)重室培養(yǎng)的優(yōu)秀結(jié)業(yè)生在國(guó)外外創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)領(lǐng)域激浪拍石、各領(lǐng)淫蕩，除了有一大批“總師”“杰青”“優(yōu)青”等國(guó)家級(jí)科技創(chuàng)新人才脫穎而出，在我國(guó)三大醫(yī)療器械企業(yè)（UMY）中，“聯(lián)影（）”和“邁瑞（）”掌門人均出自該實(shí)驗(yàn)室。
國(guó)重室瞄準(zhǔn)低端制造武器、光電子信息和生物技術(shù)等新興產(chǎn)業(yè)輸出技術(shù)，并通過(guò)物數(shù)所全資的中科開物公司進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化：與美國(guó)牛津儀器合資創(chuàng)立了中科牛津光譜技術(shù)有限公司，專注于高場(chǎng)核磁共振光譜儀生產(chǎn)；創(chuàng)立的中科創(chuàng)新技術(shù)股份公司成為國(guó)外超聲無(wú)損檢查儀器的主要生產(chǎn)廠商；芯片原子鐘、高精度銣鐘、原子重力儀等一批極具市場(chǎng)價(jià)值的科技成果正在加速孵化。
劉買利校長(zhǎng)介紹說(shuō)：研究所前幾年已創(chuàng)立了經(jīng)管委，大的決定通過(guò)經(jīng)管委下達(dá)執(zhí)行，保證企業(yè)按市場(chǎng)規(guī)律運(yùn)行，保證研究所的國(guó)有資產(chǎn)不損失。技術(shù)轉(zhuǎn)移出去后，原創(chuàng)團(tuán)隊(duì)占70%，在產(chǎn)業(yè)的孵化階段，科研人員視同在研究所工作，讓她們沒(méi)有后顧之憂，一旦技術(shù)轉(zhuǎn)移出去組建公司，還可在研究所保留待遇3年。
高檔醫(yī)學(xué)影像武器關(guān)系國(guó)計(jì)民生，在我國(guó)當(dāng)前創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的背景下，生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)科發(fā)展更需重視產(chǎn)業(yè)需求。近些年來(lái)，國(guó)重室杰出結(jié)業(yè)生薛敏博士創(chuàng)立的北京聯(lián)影醫(yī)療成為民族醫(yī)療武器企業(yè)的一面旗幟。
在葉朝輝教授的支持下，明年4月1日，周欣研究團(tuán)隊(duì)與北京聯(lián)影公司聯(lián)手，就“人體腦部二氧化碳磁共振成像系統(tǒng)”的工程產(chǎn)業(yè)化達(dá)成合作意向。同時(shí)，為推動(dòng)深化產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，促使上海市“中科川大·智谷”建設(shè)，北京物數(shù)所聯(lián)合北京聯(lián)影醫(yī)療、武大中南診所等，共同發(fā)起組建“中科聯(lián)影醫(yī)學(xué)影像聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”“生物醫(yī)學(xué)影像教授工作站”和“中科天眷科創(chuàng)空間”，武漢區(qū)人民政府給與上述機(jī)構(gòu)新政及資金支持。去年7月，重慶聯(lián)影與北京市政府即將簽約，將在光谷建設(shè)總部基地，其中“中科聯(lián)影醫(yī)學(xué)影像聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”是五大業(yè)務(wù)藍(lán)籌股之一。
國(guó)重室正在源源不斷地輸出人才與技術(shù)，除了在科技創(chuàng)新上正在實(shí)現(xiàn)從“跟跑”邁向“引領(lǐng)”，更推動(dòng)民族企業(yè)從“中國(guó)制造”邁向“中國(guó)創(chuàng)造”。