“从引力到引力波，36年专注一个问题”

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“天琴计划”激光测距站望远镜运行良好中山大学推进部供图

从牛顿1687年公布万有引力定律，到卡文迪许首次通过扭秤实验测量万有引力常数g值，西方科学家主导了该行业300多年的研究。 20世纪80年代，中国科学家罗俊及其团队加入了测量万有引力常数g的团队。

5月21日，全国人大代表、中国科学院院士、中国空间引力波探测“天琴计划”首席科学家罗俊院士经过多方判断，“天琴一号”卫星6项技术在轨道上验证全部通过，各项技术指标优于任务目标，为国内同类技术的最高水平。

世界上所有的东西，只要有能量就有引力。 那么，引力的本质到底是什么？ 牛顿创立古典力学以来，这个物理学行业的基础科学问题之一，让物理学家辗转数百年，至今仍在探索。

从1984年开始，一群中国科学家用了36年的时间探索重力的本质是什么。 对科学家的科学研究生涯来说，36年是漫长的。 但是，在西方科学家主导300多年的行业中，中国科学家测量了世界上最准确的万有引力常数g的值，提出了空间引力波探测“天琴计划”，但这样看来缩短了36年。

基础研究如何为国家和社会做出贡献？ 罗俊院士和天琴团队在探索科学问题的过程中，用另一个重量级的成果给出了答案。

“放弃用钱买技术的幻想”

从牛顿1687年公布万有引力定律，到卡文迪许首次通过扭秤实验测量万有引力常数g值，西方科学家主导了该行业300多年的研究。

20世纪80年代，中国科学家罗俊及其团队加入了测量万有引力常数g的队伍，开始用扭秤技术准确测量g值。

为了找到振动小、温度恒定的实验场所，以华中科技大学喻家山下的防空孔为实验室。 虽然洞穴阴暗潮湿，但他们埋头于科学研究，多次改进秤系统，不断优化实验方案，进一步提高秤的灵敏度，降低各种环境干扰进一步降低。 他们除了吃饭和睡眠，在山洞里度过了数不清的日子。

经过艰苦的努力，年8月，《自然》杂志公布了罗俊团队最新的g测量结果。 该小组历经困难，测定了目前国际上精度最高的g值。

在探索重力本质的基础研究道路上，依靠各种重力实验，他们从一开始就踏上了精密测量的应用研究之路。 空间惯性传感器是其中杰出的代表。 是空间重力研究、空间引力波探测和重力卫星的核心设备，是根据商业模型选择的。 该设备精度高，技术难度大，只有法国掌握了其所有技术。

2001年，为了推进研究，罗俊和开发空间惯性传感器的法国教授约定，去法国咨询国际合作。 但是，在会议前，对方拒绝离开大楼当面说话，只交了一小份文件。

这让他们深深地感到，“在门外等待”决不能拥有核心技术，没有核心技术就很难受到他人的尊重。

2009年，在巴黎的一个小技术研讨会上，科学家们报告了空间惯性传感器的研究情况，西方科学家看到罗俊团队开发的部分实物照片和地面测试结果时，两次提问是否是自己做的，提问的语气充满了疑问。

在午餐会上，罗俊和法国空之间的惯性传感器开发负责人商谈了购买对方更高精度的产品的事情，对方提出该设备不是商品，而是贵重的，中国为了采用，“必须更换”。

“怎么换？ 他们要给机器，我们要给他们原始数据。 这是非常无理的要求，意味着有可能获得国家机密！ ”。 罗俊说，经历了这一事件后，团队走的是独立自主的研究道路——自主设计实验路线，自主制定测量方案，更加坚定了自主开发仪器设备。

“回顾过去，我认为正是因为我们在西方碰壁，我们才早早醒悟，放弃早花钱买核心技术的幻想，认识到核心科技大国的竞争只能依靠自己残酷的现实，在后面的研究中坚定地走上自主创新的道路。 ”罗俊说。

中山大学天琴中心教授杨山清介绍说，要实现相关装置的设计和许多技术细节，必须由团队成员自己探索、自主开发。 在这个过程中，他们将开发高精锐仪器设备，其中许多仪器将在测量地球重力场、地质勘探等方面发挥重要意义。

“不展示的样品、有用的产品”

多年来，在从重力到引力波的研究过程中，罗俊团队一直坚持着创造“国家珍宝”的理念。 罗俊经常对团队说:“科学家的选择课题顶天立地，满足国家诉求的科学研究方向是最有价值的。”

20世纪90年代，随着研究的发展，团队在重力研究行业的声誉越来越高。 有关部门当时正好有技术难题，把这个项目的半信半疑交给了团队。 但是，课题主管部门的专家对物理学家的概念理论很多，是否能制作出有用的产品表示怀疑。

罗俊的学生、华中科技大学引力中心主任周泽兵至今记忆犹新。 “罗老师知道他们的担心，从实际开始研究惯性传感器开始，就确认了‘基础物理研究应该朝着应用产品做，我们不应该展示的样品，我们需要的产品’。 这对我的科学研究观影响特别大。 ”。

为了完成这个课题，团队使出浑身解数，“进攻”了好的产品。 重力实验使用的是特殊的钢球，各球的圆度精确到1微米，能买到的这个球的最高精度为5~10微米。 中山大学天琴中心特聘研究员薛超回忆说，球队只能自己慢慢打磨，一个球打磨9个月，精度最终达到0.8微米。

“36年来，有很多这样的例子。 我们像是打磨产品的工匠。 ”周泽兵开玩笑说:“高度的压力是，我们依靠制造产品的工匠精神，克服层出不穷的科学和技术难题。 ”。

科研团队花了数十年的时间，应用精密测量技术，获取高精度星载加速度计的关键技术取得了突破，打破了制约我国重力卫星研究的瓶颈。

“对事业负责，对国家负责”

随着重力研究的深入，团队积累了更多的经验，拥有更广阔的研究视野，大家心中都有一个目标:实验室开发的东西太空去检测。

罗俊告诉大家:“要制造航天产品，上天必须在轨道上检查，对我们自己的事业负责，对国家也负责。 我们必须有决心，更要有信心！ ”

基础研究“到天上去看看”是多么难啊？ 其间受到困难的阻碍，难以计数。 功夫不是用心的人。 他们在年获得了搭载飞机的机会，用两年开发了满足这个卫星平台的产品，通过了一系列的实验和论证，并随着年11月25日某卫星的发射而上升空！ 他们的喜悦无法用语言表达，只能用眼泪表达。 这是我国这种类型空间惯性传感器的首次飞行验证，7年过去了，现在仍在轨道上正常运行。

基于实验室对大量空之间引力波探测关键技术的验证，罗俊于年3月提出“天琴计划”，在太空中建设引力波天文台探测引力波，向当今世界重力研究的前沿、科学研究的新峰挑战。

2019年12月20日，搭载“天琴一号”卫星的长征四号乙运载火箭发射到云层上，意味着中国已经发射了近20年的天琴空间引力波探测计划，并正式提出了“太空试验”的

年5月21日，“天琴一号”传来好消息，数据显示，所有技术指标均优于任务要求，达到国内同类技术的最高水平。 罗俊院士说:“目前卫星状态良好，下一阶段将进入展开实验阶段。”

目前，“天琴二号”的各项事业正在稳步推进，关键技术有了突破，将于2025年前后发射。

用太空检测引力波，不仅可以检测宇宙演化的照片，还可以利用引力波检测宇宙演化的声音，相当于先看无声电影，再看有声电影。 罗俊说，引力波不仅应该成为科学展品，还应该成为人类探索宇宙的实用工具。 这是ligo首次检测到引力波后，我们必须继续引力波探测的基本目的。

罗俊说:“《天琴计划》不仅吸引了科学有趣的人，还吸引了各种有志于科学研究、报效国家的人才。 这个最终目的就像牵引器，它是作为科学家的责任。 ”。 (记者龙跃梅通讯员黄艳赵现庭)

来源：人民视窗网