在中學物理課本上
有個目前國際上最高精度的
萬有重力常數G
這是來自華中科技大學
科研團隊的成果
它解決了重力測量中
高精度重力溯源的世界性難題
也極大地提升了
中國在基礎物理學領域的話語權
一起跟隨長江雲新聞
【跟著課本看湖北】欄目
來認識華科大
這群追重力的科學家——
武漢市第十五中學物理老師、華中科技大學重力中心畢業生邵艷艷： 「今天我們要講的是中學物理課本上第一次出現由中國科學家主導的科研成果，是目前全世界最精確的重力常數大G。」
萬有重力常數是人類認識最早
但測量難度極高的一個物理常數
全球科學家測了200多年
用100多種不同的實驗方法
測出了200多個不同值
其中最精準的結果
就誕生在這——
華中科技大學喻家山下
一個神秘的山洞
精密重力測量研究設施國家重大科技基礎設施總經濟師劉躍龍： 「這個就是1983年我們開挖、1985年投入使用的，羅俊老師用來做萬有重力常數G測量的，唯一的一間實驗室。原來的時候是土路，沒有燈，當時他做實驗，一個手拿棍子，一個手拿手電筒，手電筒用來照明，棍子用來打蛇和蜈蚣，他在裏邊經常一趴就是一天。」
小數點後精確一個數碼
是洞內的數十年
推開斑駁的木門
這個不足十平方米的小洞
陰暗潮濕
但因為震動小、溫度恒定
是難得的重力實驗場所
呈現在眼前的就是目前世界上
觀測精度最高
穩定性最好的重力儀——
超導重力儀
華中科技大學物理學院重力中心副研究員張寧： 「我們現在做的儀器實際上就相當於給地球照（CT），不去深入到地下，能夠反映地下到底是一個什麽樣的情況，這對於人類的發展、我們的資源都是非常重要的。」
華中科技大學物理學院重力中心教授劉向東： 「這個曲線是我們超導重力儀在過去24小時記錄的輸出數據，這裏有兩個這樣的訊號，這個是我們監測到的兩個地震，我們透過地震台網也查到了，確實（是）。」
墻上
「吃苦」「創新」這些詞語
可知可感
這群自嘲「山頂洞人」的科學家
把這裏視作「世外寶地」
打卡記錄顯示
不少人在實驗室一待
就超過10小時
一年365天
甚至有人超過360天都待在這
似乎這裏就有一種
不可抗拒的「重力」
華中科技大學物理學院重力中心教授劉向東： 「去研發這種核心技術，我們必須有耐心。而且你要是真正喜歡的話，也不會感到寂寞。我怎樣把這個東西趕快做出來，去看到它的結果，有一種很迫切的這麽一個心情。恍恍惚惚地，這十幾年可能就過去了。但是，能夠滿足國家需求的這種儀器，你把它做好了，這一輩子就可以了。」
華中科技大學物理學院重力中心副研究員張寧： 「前二三十年實際上大量的儀器都是國外的儀器，你就會有一種責任感，有一種使命感，我既然做了這個事情，我能不能透過我的努力超過國外，因為中國的大地還是需要中國人自己去丈量。」
從基礎實驗
到衛星重力測量
重力梯度測量等尖端研究
一個個打破壟斷
行業先進的成果
推動中國在高精密重力測量領域
從空白走向國際前沿
而這個神秘的山洞
也逐漸變得「別有洞天」
華中科技大學物理學院重力中心副研究員張寧： 「現在我們新的山洞有了翻天覆地的變化，應該算是國內最好的（山洞）實驗室了。我們做了新風系統，做了除濕系統、電磁遮蔽，包括隔震，要比普通的實驗室要好得多。」
如今，這裏建成了投資近9億元的國家重大科技基礎設施，擁有國際標桿級的3萬平方米科研綜合樓和6千平方米新山洞實驗室，在資源勘探、地球物理研究、國防安全等關鍵領域，提供服務超千次，被稱為「世界重力中心」。
精密重力測量研究設施國家重大科技基礎設施總經濟師劉躍龍： 「現在無論是放在衛星上和艦船上的，以及放到地面上的，我們所有的儀器器材，都取得了突破，其中有幾台器材指標已經是做到了國際上最好。」
從物理課本上的G常數
到更多測地觀天的試驗
四十多年
這群「山頂洞人」
像一群避世修煉的隱士
叩問無窮的科學之謎
發出響亮的中國回答
精密重力測量國家重大科技基礎設施專案（以下簡稱「精密重力測量研究設施」） 是「十二五」期間國家優先支持的16項重大科技基礎設施建設專案之一。該專案以具備全球毫伽級、基準微伽級的重力數據獲取、評估與套用能力為目標，矢誌建設國際一流、綜合指標國際領先的精密重力測量研究設施，並使之發展成為具有國際影響力的重力測量科學中心之一，為中國地球科學基礎研究及精密重力儀器研制、測量與套用研究提供必要的實驗條件，滿足中國地質調查、資源勘探、國家安全等對重力數據和重力基準的戰略需求。專案總投資8.59億元，建設期五年。
2023年1月31日，央視【新聞聯播】「新思想引領新征程」欄目聚焦「中國光谷」的科技自立自強之路。
精密重力測量研究設施建設 依托華中科技大學物理學院重力中心 ，已取得重要進展。萬有重力常數G測量達到國際最高精度，解決了重力測量中高精度重力溯源難題，研究成果在Nature長文線上發表並入選2018「中國科學十大進展」，被編入人民教育出版社2019版高中物理教科書。自主研制的高精度基準型原子幹涉重力儀在2017年10月第十屆國際絕對重力儀比對中，測量不確定度達到3微伽，取得了國際同類儀器最好水平，為微伽級高精度重力測量基準的建立奠定了堅實基礎。2020年12月成功交付中國首台具有自主知識產權的微伽級小型化量子絕對重力儀，打破了高精度絕對重力儀受國外技術壟斷的局面，更好地保障了國家核心數據的安全。
我校重力中心團隊研制的量子重力儀正在進行測量。
團隊聯合中山大學天琴中心共同推進空間重力波探測「天琴計劃」的實施，與中山大學、航天東方紅衛星有限公司聯合研制的「天琴一號」衛星於2019年12月成功發射，2020年5月圓滿完成空間重力波探測六大技術在軌驗證，各項指標均優於任務目標，為國內同類技術最高水平。依托精密重力測量研究設施，華中科技大學承擔了高精度慣性傳感、無拖曳控制兩大關鍵技術攻關。實驗結果表明， 高精度慣性傳感技術將其之前保持的國內最好水平又提高了兩個數量級以上，達到國際同類裝置先進水平 。作為關鍵載荷，高精度空間加速度計已成功套用於2013年「試驗五號」衛星、2017年「天舟一號」貨運飛船、2019年「天琴一號」衛星、2021年「天繪-4」衛星等航天任務，為中國下一代衛星重力測量和空間重力波探測等重大計劃的實施奠定了堅實基礎。
國家重大科技基礎設施專案「精密重力測量研究設施」透過國家驗收。
2023年10月18日，國家重大科技基礎設施專案「精密重力測量研究設施」順利透過國家驗收，總體指標處於國際先進水平。
文章來源：華中科技大學官方微信公眾號
