我校万有引力G值研究成果写入中学教材

来源:物理学院 浏览次数: 发布时间:2019-09-12 编辑:张雯怡

  新闻网讯(记者 王潇潇 高翔)近日,记者从新华书店看到,人民教育出版社2019年最新版普通高中教科书物理必修第二册的教科书里,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2018年得到了当时最精确的引力常量G的值。”



  将引力中心团队的研究列入教科书,源自于2019年3月,全国人大代表、黄冈中学党委书记、校长何兰田和全国人大代表、南京外国语学校教学处副主任李鸿彬的4156号建议。该建议提出将我国科学家测得迄今最高精度的引力常数G值的成果编入中学物理教科书。


  教育部对第4156号建议的答复显示:经商中国科学院,教育部已将“关于将我国科学家测得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。


  据悉,罗俊院士带领引力中心团队经过30多年的山洞蛰伏,于2018年成功测得迄今最高精度的引力常数G值。该事件还获得了中国科技部评选的2018年度中国科学十大进展以及中国科学院等单位评选的2018年中国十大科技进展新闻。


  物理学院党委书记张凯认为,我国科学家研究成果入选高中教科书正体现了中央对教材思政的要求。习近平总书记在全国教育大会中强调,培养社会主义建设者和接班人是教育的根本任务。罗俊院士带领的引力中心团队坚持30多年的科学家精神正是对当代青少年精神品格塑造的一个好的示例,写入教材并不要求学生掌握繁复的测量方法,而是在书本中切入对学生科学精神和文化自信的教育,让学生学习“甘坐冷板凳”的科研精神,坚定成为祖国需要的科学家的信念。


  “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‘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。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。在我们做任何事时,也许我们都需要一个‘山洞’。”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。


  从20世纪80年代,罗俊院士带领引力中心团队开始采用扭秤技术精确测量万有引力常数G,历经十多年的努力于1999年得到了第一个G值,被随后历届的国际科学技术数据委员会(CODATA)录用。科学探索的脚步没有就此止步,该团队对实验方案进行了一系列优化以及对各项误差进行更深入的研究,又历时十年,于2009年发表了新的结果,相对精度达到百万分之二十六。该结果是当时采用扭秤周期法得到的最高精度的G值,也被随后的历届CODATA所收录命名为HUST-09。


  又经过一个十年的沉淀,引力中心团队再次一鸣惊人。为了增加测量结果的可靠性,研究团队本次采用两种不同且独立的测量方法——扭秤周期法(TOS)和扭秤角加速度反馈法(AAF)进行万有引力常数G的独立测量。此次引力中心团队采用两种不同方法测G,精度均达到国际最好水平,吻合程度接近10-5的水平,这将为提升我国在基础物理学领域的话语权、为物理学界确定高精度的引力常数G的推荐值做出实质性贡献。该项工作被国际同行评价为“精确测量领域卓越工艺的典范”。华中大引力中心在短短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”。


  2018年8月30日,国际顶级学术期刊Nature以长文形式在线刊发了物理学院引力中心团队最新研究进展“Measurements of the gravitational constant using two independent methods”。这项研究成果是目前国际最高精度的万有引力常数测量值。


  论文的通讯作者之一、团队核心成员杨山清教授介绍:“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。”


  “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,而罗俊带领的引力中心团队通过30多年的努力,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James E. Faller教授对团队取得的成绩这样评价。


  那么将研究成果写入教科书有何的重要意义?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。


  此次适时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,了解我国科研实力,培养学生民族自豪感和文化自信的契机。在中学教科书中对G测量原理和研究过程进行介绍不仅能激发学生的探索精神,也能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。