“这是我第一次
在全国教材上看到我国科学家
研究万有引力的成果！”
近日
有高中生向记者反映
刚刚收到的人民教育出版社
年最新版普通高中教科书
物理必修第二册的课本里
出现了这样的文字
“
我国华中科技大学引力中心团队在引力常量的测量中作出了突出贡献，于年得到了当时最精确的引力常量G的值。
”
而这个“发现”则源自于年3月，以全国人大代表、黄冈中学党委书记、校长何兰田为代表的两会代表们的号建议。该建议提出将我国科学家册数国际最精确万有引力常数G的成果编入中学物理教材。
对于为何要提出这样的建议，何兰田谈道：“我们中学教材中近代以来科学概念定义常数全是西方的，中国以前存在基础研究的短板，但基础研究需要时间积淀，现在这个短板在慢慢补齐，也有了一些成果。引力常数的成果是一件鼓舞信心的事情。这一成果写入教材，也能够让学生感受到，原来科学领域离他们也不那么远，有的同学也许从此就走上了科学研究的道路。”
“看到我翻过无数遍的课本里赫然出现了‘华中科技大学引力中心’，我惊呆了！但想一想，也算是“意料之外，情理之中”。每一本物理课本，都可以用‘群星灿烂’来形容。但这些科学巨擘多是欧美学者，看课本有一种看世界杯找不到国家队的失落感。现在物理课本中有了‘中国贡献’，他们给我的激励，莫过于是那种仰望星空，脚踏实地的精神。”华中大计算机学院大二学生郑朴看到课本中出现了自己学校的研究成果感触颇深。
△图为教育部答复截图
教育部在今年8月的回复显示，教育部已经正式对全国人大代表、湖北省黄冈中学何兰田校长在十三届全国人大二次会议上提出的第号建议给出答复：经商中国科学院，教育部已将“关于将我国科学家测出国际最精确万有引力常数G的成果编入中学物理教材的建议”转高中物理教材相关编写出版单位，请他们认真研究，并按照教材编审工作有关规定和程序完善教材内容。
而就在答复的当月印刷的课本上，内容就已经被添加。
罗俊院士带领华中科技大学引力中心团队经过35年的山洞蛰伏，于年成功测出国际最精确万有引力常数G。该事件还获得了中国科技部评选的年度中国科学十大进展以及中国科学院等单位评选的年中国十大科技进展新闻。
万有引力是什么
这个公式，相信大家都不陌生吧？而其中的G值确是众多物理常量中测量最早发现但确是最难测得的值之一。
牛顿万有引力定律指出了使苹果落地的力和维系行星沿椭圆轨道运动的力本质一致，而这种力在我们生活中无处不在，小到看不见的基本粒子，大到宇宙天体，这就是“万有引力”。要计算物体间的万有引力，则需知道引力常数G的大小，但令人遗憾的是截止目前，我们并不知道G的精确值是多少。万有引力常数G是一个与理论物理、天体物理、地球物理、计量学等均密切相关的基本物理学常数。
因此对万有引力常数G的精确测量不仅具有计量学上的意义，其对于检验牛顿万有引力定律及深入研究引力相互作用规律都具有重要意义。
测得世界最精确G值背后的故事
△罗俊在华中科技大学引力中心山洞实验室
年10月，华中工学院（现华中科技大学）开始筹建引力实验中心。由于引力实验对恒温、隔振、电磁屏蔽等要求极高，于是朱九思决定把实验室建在喻家山下的人防山洞中。
△华中科技大学引力中心山洞实验室
为攻克测G这一难题，从年开始的近10年，除去吃饭和睡觉，罗俊几乎都在山洞中度过。长年不见太阳，加之山洞里阴暗潮湿，罗俊头发掉了一大半，索性剃成光头；年，罗俊左脸出现一片片的白色斑块，直到年才治好。
年，罗俊取得了ppm相对精度的测G结果。年，罗俊团队将G的测量精度提高到26ppm。这是国际上精度优于50ppm的7个结果之一，也是采用扭秤周期法测得的最高精度G值。罗俊团队测G实验结果被国际科技数据委员会推荐的CODATA值收录，并以华中科技大学英文缩写HUST命名。如今，又经过一个10年的沉淀，罗俊团队再次一鸣惊人，采用两种不同方法测G，给出了目前国际上最高精度的G值，相对不确定度优于12ppm，实现了对国际顶尖水平的赶超。罗俊团队所在的引力中心在短短30多年里，从无到有，从有到强，逐步走向世界前沿，被国际同行称为“世界的引力中心”。
△华中科技大学引力中心实验设备
在学界，G值的测量原理早已十分明确，但测量过程却异常繁琐、复杂。在一种测量方法中，往往包含近百项的误差需要评估。本次实验中，实验团队同时使用的扭秤周期法和扭秤角加速度反馈法均已不再新奇，但与两种方法相关的装置设计及诸多技术细节均需团队成员自己摸索、自主研制完成。在此过程中一批高精端的仪器设备被研发，且其中很多仪器已在地球重力场的测量、地质勘探等方面发挥重要作用。如团队发展的精密扭秤技术已经成功应用在卫星微推进器的微推力标定、空间惯性传感器的地面标定等方面，这些仪器将为精密重力测量国家重大科技基础设施以及空间引力波探测——“天琴计划”的顺利实施奠定良好的基础。
论文的通讯作者之一、团队核心成员、华中科技大学引力中心杨山清教授介绍，上世纪80年代罗老师开始进行万有引力常数G的精确测量实验研究至今，他已将其看作是毕生的事业，几十年如一日地在山洞实验室工作。罗老师不仅给团队提供了方向指引，还以身作则，对实验过程中的每个重要阶段，他都主动和团队成员一起分析、讨论，并指导大家做实验。一批兼具理论与实践能力的优秀人才在此过程中得以成长。测G是一项艰苦而又繁琐的工作，一个结果的得出往往需要若干年时间的摸索，每当大家想要放弃时，罗老师总是及时给予鼓励。正是因为这样，团队成员心里也一直憋着一股拼劲儿，誓将这个实验攻下。
“G值的测量并非一劳永逸，它需要有科学家持续为它‘保鲜’，但是对它的测量又极其艰辛，而罗俊团队通过30年的努力，贡献了目前世界上最为精确的G值，中国应该为拥有这样一个能够持之以恒并永远保有热情的团队而骄傲！”美国国家标准与技术研究所JILA实验室前主席、美国总统科技奖获得者JamesE.Faller教授对罗俊团队取得的成绩这样评价。
进入高中课本有何重要意义
教育部基础教育课程教材发展中心主任、课程教材研究所党委书记、所长田慧生在关于基础教育课程的文章中曾指出，改革开放前30年，我国基础教育主要解决了“有学上”的问题，后30年，将着力解决“上好学”的问题。今天，人民群众对优质教育资源、对教育质量、教育水平以及课程教材建设都提出了更高的期待和要求，课程教材改革应致力于为实现人的全面发展和推进公平而有质量的教育而努力。下一阶段的改革，将以全面落实立德树人根本任务为宗旨，加强学生的社会责任感、创新精神和实践能力的培养。
而此次适时地添加由我国科学家主导的科学研究成果，正是让学生接触到科学前沿，了解我国的科研实力，培养学生的民族自豪感以及文化自信。在中学课本中对G测量原理和研究过程进行介绍不仅能发挥学生的探索精神，同时也让学生体会到我国科学家“甘坐冷板凳”的不懈坚持和人类永无止境的科学追求，激励学生喜欢科学并努力学习。
武汉广播电视台出品
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