屈继峰:追逐“温度”的人生

屈继峰:追逐“温度”的人生

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穿上薄棉袄,钻进位于地下的20°C恒温实验室,埋头检查电路连接,优化信号参数,启动实验系统,查看运行数据,收集实验结果……这样的日子,屈继峰曾度过8年。8年后,他与同事一起对国际单位制基本物理量温度的测量单位重新定义作出了突出贡献。

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屈继峰现任中国计量科学研究院前沿计量科学中心党支部书记、主任,作为一名科研工作者,多年来,他发挥党员先锋模范作用,扎根计量科研一线,勇于挑战计量前沿国际难题,带领团队取得了国际领先的研究成果,为我国在国际单位制基本单位重新定义这一历史性变革中争得话语权,极大提升了我国在国际计量领域的影响力。2022年,屈继峰当选为中国共产党第二十次全国代表大会代表。 

重新定义温度单位 

2017年4月13日,屈继峰几乎一夜未眠。在此前的100多个日夜里,他与团队成员通过连续实验采集到2000多GB的实验数据。第二天,这些数据的最终计算结果即将得出。 

“当时,既紧张又期待,成不成功就看这临门一脚。”屈继峰回忆道。 

不确定度百万分之二点七,运算结果让屈继峰心里的石头落了地,这是电学方法测定玻尔兹曼常数的全球最佳测量结果,被国际计量局局长马丁·米尔顿(Martin Milton)博士带领的国际计量咨询委员会评价为“玻尔兹曼常数的世界级研究工作”。 

时间回到2009年。当年10月,屈继峰离开美国国家标准技术研究院(NIST),作为高层次引进人才进入中国计量科学研究院工作。以电学方法测定玻尔兹曼常数,实现基本温度单位的重新定义,成为他此后的主要研究方向。 

什么是玻尔兹曼常数?它如何定义温度单位?“在宏观层面,温度是我们可以感受到的物体的冷热程度。而在微观或者说物理本质层面,温度其实是组成物体的微观粒子热运动的剧烈程度。”屈继峰介绍,“这种看不见的粒子热运动剧烈程度如何换算为摸得着的冷热程度呢?玻尔兹曼常数就是其中的桥梁纽带。” 

“为了实现适用于任意时间、任意地点、任意温度范围的温度测量单位新定义,国际计量委员会建议利用玻尔兹曼常数来重新定义温度单位。国际温度咨询委员会要求,至少要通过两种完全独立物理原理的方法来精确测定该常数。早在1988年,美国就实现了通过声学方法测定玻尔兹曼常数,但是国际上一直没有找到符合要求的第二种方法。”屈继峰说。 

为了找到第二种测定方法,屈继峰开始了艰难的攻关。为了获取用于新实验装置的一个器件,2010年12月,他踏上了前往NIST合作实验室的道路。回忆起那段经历,他至今十分感慨:“因为我们新器件的设计与NIST原有设计不同,我只能在显微镜下,对原有器件进行‘手术’改造。这要求注意力保持高度集中,为了不破坏其他结构,我全神贯注地‘雕刻’了3天,最后成功获得两个合格器件。”第三天晚上,结束高强度工作后,屈继峰在骑自行车回住处的路上,遇上天降大雪,回去后腰部出了问题。因为着急回国赶实验,他只能坐轮椅回到北京。 

功夫不负有心人。2013年底,屈继峰等人测定玻尔兹曼常数第一阶段实验结果得出,百万分之三点九的不确定度远远超出预期。“当时,国际上还没有电学方法测量不确定度进入百万分之十的数据,我们可以说是第一次突破了该方法的极限。”屈继峰说,“国际同行为此建立了新的模型算法来验证讨论我们的实验结果,这个验证讨论一直延续到2014年元旦凌晨,离国际科技数据委员会基本物理常数推荐值收录数据截止时间只有几个小时,最终证明我们的测量结果没有问题。” 

第一阶段实验的成功大大激发了团队的干劲,达到国际温度咨询委员会要求的测量结果在随后的第四年诞生。这一结果和团队几位同事采用声学方法测定玻尔兹曼常数的结果,同时被国际科技数据委员会基本物理常数推荐值收录,突破了长期限制温度单位重新定义的技术瓶颈。2019年,国际计量大会正式使用玻尔兹曼常数来定义温度单位开尔文。至此,我国为国际单位制全面量子化变革作出关键贡献。这一研究成果作为“温度单位重大变革关键技术研究”项目的主要组成部分,荣获2018年度国家科技进步一等奖。 

因为在基本物理常数测量和温度单位重新定义方面取得的成果,屈继峰受邀加入国际科技数据委员会基本物理常数任务组、国际温度咨询委员会新兴温度测量技术任务组等国际学术组织,参与国际基本物理常数推荐值等相关工作。 

有“温度”的引路人 

“他是一位有温度的引路人。”这是自2011年读研究生便师从屈继峰的周琨荔博士对他的评价。“屈老师不仅手把手教会了我很多知识,还以身作则引导我沉下心来,精益求精做研究。”周琨荔说,“在生活中,他对我们也很照顾,逢年过节都会邀请我们去家里吃饭。” 

感受过屈继峰“温度”的人,在前沿计量科学中心还有很多。博士毕业于香港理工大学的蒋志远在2017年由屈继峰通过人才引进方式吸纳进入其创新团队。他一直感激于屈继峰的“为他着想”:“综合我的专业背景和团队需要,屈老师为我指引了一条合适的科研之路,让我在团队中迅速进入角色,并且快速成长。他给了年轻科研工作者较大的自由度,引导我们开拓属于自己的研究方向,是一个很好的引路人。” 

蒋志远的感激,源于屈继峰有温度的团队建设和人才培养理念——既引导方向,又让大家各尽其才、百花齐放。“我不主张采用‘金字塔’模式,即由我召集所有人集中全部精力去做同一件事。这种模式的优点是高效,容易把一件事做成,但是缺点也很明显,那就是不利于团队成员的长期发展,限制了他们的成长空间。”屈继峰解释道,“我更希望大家在有一个大的共同目标下,每个人掌握自己擅长的技术,并有相对独立且感兴趣的方向,互相融入,相当于形成一个网状结构,这样对每个人的发展会更好。” 

实际上,对年轻人的引导和关心,屈继峰早已有之。2009年刚到中国计量院的时候,他就带了2名研究生。“每天白天,屈老师带着我们在实验室里做实验,解决遇到的各种问题。干到晚上12点,再陪我们骑大概半小时自行车,回到住处。”一名研究生回忆说。 

2021年,周琨荔入选中国科协青年人才托举工程;2022年,他被共青团中央、人力资源和社会保障部联合命名表彰为第21届全国青年岗位能手。得知自己的学生取得这样的成绩,屈继峰笑得合不拢嘴:“很开心,比自己获奖还高兴!” 

犹如航船之舵手,近年来,屈继峰带领团队在电学和温度计量领域取得一系列重要进展的同时,根据计量科学的发展趋势,提出研制可分发量子计量标准的新方向,以期逐步取代现有计量体系逐级传递量值的方式,实现国际单位制变革红利的尽快落地见效。如今,他们正努力推进可移动电学量子标准和实用化热力学温度测量技术在特殊领域的应用,并着手研制更多面向复杂应用场景、可直接溯源到基本物理常数的新型计量标准。 

党建引领显“温度” 

2022年6月,获评中央和国家机关、市场监管总局“四强”党支部;2019年至2021年,连续3年获评中国计量院先进基层党组织;2020年12月,获评全国市场监管系统抗击新冠肺炎疫情先进集体……自2019年组建以来,屈继峰所在的前沿计量科学中心党支部获得了一系列荣誉。 

这一切,离不开前沿计量科学中心领导班子对党建工作的高度重视。先后担任纪检委员和支部书记的屈继峰,坚持这样一个理念——“加强党对计量科技工作的领导,加强党的政治建设,是前沿计量科学中心发展的‘灵魂’和‘根基’”。 

带着这样的理念,屈继峰高度重视加强基层党组织建设。他带领广大党员树牢政治机关意识,坚决贯彻落实党中央决策部署,严格落实意识形态工作责任制,高标准、严要求落实党的组织生活制度。 

据了解,目前,前沿计量科学中心党支部下设量子计量与传感党小组、生命科学和平里党小组、生命科学昌平党小组、纳米与新材料党小组4个党小组,共有党员53人(含预备党员3人)、入党积极分子4人。 

为推进中心党建工作与科研工作相互融合、相互促进,屈继峰要求,将党建工作和科研工作一起谋划、一起部署,坚持发挥党建引领作用,以高质量党建促进高水平科研攻关。 

有了态度,还要有“温度”。“身为党员,我们做科研,归根结底是为了服务国家需要,造福百姓生活。”屈继峰说。在这一信念驱动下,目前,他正带领前沿计量科学中心坚持“四个面向”,强化统筹布局,承担好前沿计量科研攻关使命——面向计量科技前沿,开展扁平化计量新体系的可分发计量标准研究;面向国家重大需求与经济主战场,开展集成电路纳米几何量计量、石墨烯新材料计量等战略性新产业应用研究;面向人民生命健康,开展重大疾病标志物、新冠病毒标准物质等生命科学计量研究。 

党建引领风帆劲,踔厉奋发担使命。“我们研究室正以量值传递扁平化变革为契机,深入开展可分发量子计量标准的原理方法、器件制备、实验技术与系统集成研究。”前沿计量科学中心芯片级量子计量研究室主任潘奕捷告诉记者。据了解,在MEMS原子气室、晶体光学微腔等器件以及宽频交流量子电压源与小型化微波量子测量仪等项目申报立项过程中,研究团队党员带头、全员跟上,勇于为自己压担子,力求挑战最高指标,并努力实现自主可控。 

对于当选党的二十大代表,屈继峰直言“使命光荣、责任重大”。他表示,未来,将继续扎实践行宗旨意识,厚植为民情怀,致力于建设坚强战斗堡垒,以党建工作引领有“温度”的科研,以更优异的成绩实现科技报国初心。(来源:《中国市场监管报》(2022年10月23日 A4版),作者:邵甜甜 图:栗世民)