科技日報(bào)記者?劉志偉?通訊員?王瀟瀟?高翔
近日,，剛剛開學(xué)的高中生收到的人民教育出版社2019年最新版普通高中教科書物理必修第二冊的課本,，課本中出現(xiàn)了“我國華中科技大學(xué)引力中心團(tuán)隊(duì)在引力常量的測量中作出了突出貢獻(xiàn)，于2018年得到了當(dāng)時(shí)最精確的引力常量G的值,?！?/p>
最新版普通高中教科書物理必修第二冊的課本截圖
科技日報(bào)于2018年8月30日一版頭條刊發(fā)此消息。
以下為報(bào)道原文
科技日報(bào)武漢8月30日電(記者劉志偉通訊員王瀟瀟高翔)北京時(shí)間8月30日凌晨，《自然》雜志刊發(fā)了中國科學(xué)院院士羅俊團(tuán)隊(duì)最新測G結(jié)果,，該團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)30年艱辛測出了截至目前國際上最高精度的G值,。
牛頓萬有引力定律指出了使蘋果落地的力和維系行星沿橢圓軌道運(yùn)動的力本質(zhì)一致，而這種力在我們生活中無處不在,，小到看不見的基本粒子,，大到宇宙天體，這就是萬有引力,。要計(jì)算物體間的萬有引力,，則需知道引力常數(shù)G的大小，但令人遺憾的是,，截至目前,，我們并不知道G的精確值是多少。對萬有引力常數(shù)G的精確測量不僅具有計(jì)量學(xué)上的意義,，其對于檢驗(yàn)牛頓萬有引力定律及深入研究引力相互作用規(guī)律都具有重要意義,。
羅俊團(tuán)隊(duì)從上世紀(jì)80年代就已開始采用扭秤技術(shù)精確測量萬有引力常數(shù)G，歷經(jīng)10多年的努力于1999年得到了第一個(gè)G值,，被隨后歷屆的國際科學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)委員會(CODATA)錄用,。科學(xué)探索的腳步?jīng)]有就此止步,，該團(tuán)隊(duì)對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了一系列優(yōu)化以及對各項(xiàng)誤差進(jìn)行更深入的研究,，并于2009年發(fā)表了新的結(jié)果，相對精度達(dá)到26ppm,。該結(jié)果是當(dāng)時(shí)采用扭秤周期法得到的最高精度的G值,，也被隨后的歷屆CODATA所收錄命名為HUST-09。如今,，羅俊團(tuán)隊(duì)再次一鳴驚人,，采用兩種不同方法測G，給出了目前國際上最高精度的G值,，相對不確定度優(yōu)于12ppm,，實(shí)現(xiàn)了對國際頂尖水平的趕超。
據(jù)專家介紹,，G值的測量原理早已十分明確,，但測量過程卻異常繁瑣,、復(fù)雜,。在一種測量方法中，往往包含近百項(xiàng)的誤差需要評估,。本次實(shí)驗(yàn)中,，為了增加測量結(jié)果的可靠性，實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)同時(shí)使用了兩種獨(dú)立的方法，分別是扭秤周期法和扭秤角加速度反饋法,。這兩種實(shí)驗(yàn)方法雖已不再新奇,，但與兩種方法相關(guān)的裝置設(shè)計(jì)及諸多技術(shù)細(xì)節(jié)均需團(tuán)隊(duì)成員自己摸索、自主研制完成,。在此過程中一批高精尖的儀器設(shè)備被研發(fā)出來,，其中很多儀器已在地球重力場的測量、地質(zhì)勘探等方面發(fā)揮重要作用,。如團(tuán)隊(duì)開發(fā)的精密扭秤技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用在衛(wèi)星微推進(jìn)器的微推力標(biāo)定,、空間慣性傳感器的地面標(biāo)定等方面，這些儀器將為精密重力測量國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施以及空間引力波探測——“天琴計(jì)劃”的順利實(shí)施奠定良好的基礎(chǔ),。
論文的通訊作者之一,、團(tuán)隊(duì)核心成員、華中科技大學(xué)引力中心楊山清教授感慨：“從上世紀(jì)80年代羅俊院士開始進(jìn)行萬有引力常數(shù)G的精確測量實(shí)驗(yàn)研究至今,，他已將其看作是畢生的事業(yè),，幾十年如一日地在華中科技大學(xué)山洞實(shí)驗(yàn)室工作。羅院士不僅給我們提供了方向的指引,，同時(shí)以身作則,，對實(shí)驗(yàn)過程中的每個(gè)重要階段他都主動帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員一起分析、討論并指導(dǎo)大家做實(shí)驗(yàn),。一批兼具理論與實(shí)踐能力的優(yōu)秀人才在此過程中得以成長,。”
2018年我國科研人員取得的成果,，為何如此快的進(jìn)入了2019年的新編教材,？
華中科技大學(xué)物理學(xué)院黨委書記張凱說，這源于今年3月,，以全國人大代表,、黃岡中學(xué)黨委書記、校長何蘭田為代表的兩會代表們的4156號建議,。該建議提出將我國科學(xué)家測得國際最精確萬有引力常數(shù)G的成果編入中學(xué)物理教材,。
對于為何要提出這樣的建議，何蘭田談道：“我們中學(xué)教材中近代以來科學(xué)概念定義常數(shù)全是西方的,，中國以前存在基礎(chǔ)研究的短板,，但基礎(chǔ)研究需要時(shí)間積淀，現(xiàn)在這個(gè)短板在慢慢補(bǔ)齊,，也有了一些成果,。引力常數(shù)的成果是一件鼓舞信心的事情。這一成果寫入教材,，也能夠讓學(xué)生感受到,，原來科學(xué)領(lǐng)域離他們也不那么遠(yuǎn),，有的同學(xué)也許從此就走上了科學(xué)研究的道路?！?。
張凱認(rèn)為我國科學(xué)家研究成果入選高中教科書正體現(xiàn)了中央對教材思政的要求。習(xí)近平總書記在全國教育大會中強(qiáng)調(diào),，培養(yǎng)社會主義建設(shè)者和接班人是教育的根本任務(wù),。羅俊教授團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持30多年的科學(xué)家精神正是對當(dāng)代青少年精神品格塑造的一個(gè)好的示例，寫入教材并不要求學(xué)生掌握繁復(fù)的測量方法,，而是在書本中切入對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)態(tài)度,、科學(xué)精神的教育，讓學(xué)生領(lǐng)略“甘坐冷板凳”的科研精神,。
圖為教育部答復(fù)截圖
教育部在今年8月的回復(fù)顯示,，教育部已經(jīng)正式對全國人大代表、湖北省黃岡中學(xué)何蘭田校長在十三屆全國人大二次會議上提出的第4156號建議給出答復(fù)：經(jīng)商中國科學(xué)院,，教育部已將“關(guān)于將我國科學(xué)家測出國際最精確萬有引力常數(shù)G的成果編入中學(xué)物理教材的建議”轉(zhuǎn)高中物理教材相關(guān)編寫出版單位,，請他們認(rèn)真研究，并按照教材編審工作有關(guān)規(guī)定和程序完善教材內(nèi)容,。
而就在答復(fù)的當(dāng)月印刷的課本上,，內(nèi)容就已經(jīng)被添加。
去年8月30日凌晨,，《自然》雜志刊發(fā)了羅俊院士團(tuán)隊(duì)最新測G結(jié)果,，該團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)35年艱辛測出了截至目前國際上最高精度的G值，幾個(gè)小時(shí)之后《科技日報(bào)》即在當(dāng)天的一版頭條位置刊發(fā)了“我國科學(xué)家測出最精確萬有引力常數(shù)”的消息,。今年該事件還獲得了科技部評選的2018年度中國科學(xué)十大進(jìn)展以及中國科學(xué)院等單位評選的2018年中國十大科技進(jìn)展新聞,。
萬有引力是什么？
這個(gè)公式,，相信大家都不陌生吧,？而其中的G值確是眾多物理常量中測量最早發(fā)現(xiàn)但卻是最難測得的值之一。
牛頓萬有引力定律指出了使蘋果落地的力和維系行星沿橢圓軌道運(yùn)動的力本質(zhì)一致,，而這種力在我們生活中無處不在,，小到看不見的基本粒子，大到宇宙天體,，這就是“萬有引力”,。要計(jì)算物體間的萬有引力，則需知道引力常數(shù)G的大小,，但令人遺憾的是截止目前,，我們并不知道G的精確值是多少。萬有引力常數(shù)G是一個(gè)與理論物理,、天體物理,、地球物理、計(jì)量學(xué)等均密切相關(guān)的基本物理學(xué)常數(shù),。
因此對萬有引力常數(shù)G的精確測量不僅具有計(jì)量學(xué)上的意義,，其對于檢驗(yàn)牛頓萬有引力定律及深入研究引力相互作用規(guī)律都具有重要意義。
