6月21日，在德國慕尼黑召開的2007年度國際應用激光、光電技術貿(mào)易博覽會上，葉軍被德國科學促進者協(xié)會愛思斯特?阿貝(Ernst Abbe)基金會授予2007年度卡爾?蔡司(Carl Zeiss) 研究獎和2.5萬歐元獎金，以表彰他在飛秒激光和頻率光梳的實驗研究方面取得的卓越成就?？?蔡司研究獎的新聞公告這樣寫道：“葉軍今年只有40歲，但已被國際同行公認為光學領域偉大的人物之一。”

　　卡爾?蔡司研究獎是世界光學領域最著名的獎項之一，此前不久，因為“在穩(wěn)定和測量光頻率、控制飛秒激光脈沖和測量分子瞬態(tài)等方面工作中，對提升精密測量的貢獻”，葉軍剛剛榮獲美國物理學會頒發(fā)的2007年度拉比獎和7500美元的獎金。該獎以1944年諾貝爾物理學獎獲得者伊西多?伊薩克?拉比的名字命名，由拉比家族在1989年設立，每兩年授予一人，以承認和鼓勵在獲得博士學位后10年左右，在原子、分子和光學物理領域取得杰出成就的研究人員。2001年的諾貝爾獎獲得者埃里克?康奈爾和沃爾夫?qū)?克特勒之前都是拉比獎的獲得者。

　　“2005年，葉軍的博士生導師約翰?霍爾和德國馬普學會量子光學研究所所長特奧多爾?漢施獲得諾貝爾物理學獎，瑞典皇家科學會將最高貴的科學桂冠授予以激光為基礎的精確光譜學測量方法的發(fā)明。”卡爾?蔡司網(wǎng)站介紹說：“如今，在諾獎獲得者工作的基礎上，葉軍發(fā)展出頻率更穩(wěn)定的激光和基于此的測量方法，一躍千里，登上世界物理學之巔。”

　　站在巨人肩上

　　葉軍1967年11月出生于中國上海，1989年獲得上海交通大學應用物理學學士學位，1991年獲得美國新墨西哥大學物理學碩士學位，1997年獲得美國科羅拉多大學物理學博士學位，他的博士導師正是約翰?霍爾。1997至1999年，他在加州理工學院作博士后研究。

　　做博士是葉軍科學生命中的重要一步?！盎剡^頭看，比較清晰的物理思想就是在博士階段形成的。”葉軍曾在接受《科學時報》采訪時說，他在博士階段最大的收獲就是“干實事”。

　　據(jù)葉軍介紹，霍爾是一位非常優(yōu)秀的實驗物理學家，他的偉大之處是讓你相信，你能用自己的雙手比別人做得更好。他常說的一句話是“他們能做，但我能做得更好”。

　　“我在他手下學到的一個最好品德是做事嚴謹，什么事都要想想人家為什么會那樣做，我們能發(fā)現(xiàn)做得更好的新方法嗎？”葉軍說。

　　葉軍1999年8月回到JILA，建立了自己的實驗室，雖然是獨立研究，但與約翰?霍爾博士有密切合作。幾年前，霍爾退休時，葉軍接管了他的實驗室。他在霍爾的諾獎成就??解決光梳技術最關鍵的實驗中發(fā)揮了極為重要的作用。

　　所謂的“光梳”是指擁有一系列頻率均勻分布的光頻譜，這些頻譜仿佛一把梳子上的齒或一根尺子上的刻度，光梳可用于測定未知頻譜的具體頻率。1978年，漢斯首次提出光梳的概念，20世紀末，漢斯、霍爾、葉軍及其他研究人員對光梳技術進行了有效改進，測量精度達小數(shù)點后15位。

　　葉軍要更上一層樓，他和他的博士生、博士后們有一個共同目標：做世界上最好的原子鐘。 2006年12月1日出版的《科學》雜志發(fā)表了他的研究小組的最新突破成就：《在1秒時間范圍內(nèi)光原子的共振》(optical atomic coherence at the 1-Second Time Scale)。美國《新科學家》雜志預言：(葉軍的)這臺鍶原子鐘將取代現(xiàn)存于NIST的銫原子鐘，成為世界新的黃金計時標準。

　　卡爾?蔡司研究獎的網(wǎng)站這樣評價葉軍的鍶原子鐘：“從精度和穩(wěn)定性看，他的測量裝置是目前世界上測量光躍遷的鍶原子鐘中最領先的裝置之一。專家們預測，這臺鐘測量時間的精度比目前保存在美國國家標準和技術局中的銫原子鐘更準確……其準確率相當于7000萬年差一秒?！?/P>

　　站在巨人的肩上，葉軍有更大的夢想：“我在加州理工學院做博士后時受到不同風格的影響，受益很多。我的博士后導師吉夫?金博教授強調(diào)新思想和創(chuàng)造性思維?；魻柺呛軈柡Φ膶嶒瀸W家，金博是偉大的思想家，我希望自己能學到這兩位導師最優(yōu)秀的品質(zhì)。這是每個人都可以有的夢想！”

　　光陰的故事

　　“我現(xiàn)在這一分鐘是經(jīng)過了過去無數(shù)億萬分鐘才出現(xiàn)的，世上再沒有比這一分鐘和現(xiàn)在更好?！?/P>

　　如果將詩中的“這一分鐘”換為“這一秒鐘”，那么詩人惠特曼的這句詩似乎可以形容葉軍今天的心情，因為他做了迄今為止世界上最好的時鐘。

　　在時間的長河里，1秒只不過時鐘里簡單的一聲“滴答”。但對物理學家來說，對這一“滴答”聲的定義和測量卻走過了漫長路程：1960年以前，世界度量衡標準會議以地球自轉(zhuǎn)為基礎，定義平均太陽日之1/86400為秒的定義，即1秒是1/60分鐘，1分鐘是1/60小時，而1小時則是1/24天，因此，1秒等于1天的1/86400。但是，因為地球的運轉(zhuǎn)速度及與太陽的距離在改變，所以，?個正午至第二個正午的時間，并非都一樣長。

　　1960年至1967年間，世界度量衡標準會議改以地球公轉(zhuǎn)為基礎，定義1900年為平均太陽年，秒的定義更改為“太陽年之31556925.9747分之一”。

　　在1967年召開的第13屆國際計量學大會上，秒的定義進入原子時代：1秒鐘被定義為銫原子電子9192631770次的固有微小振蕩頻率，這個標準一直沿用至今。根據(jù)量子原理，同一原子的電子在不同能量態(tài)之間躍遷時所釋放的電磁波是恒定的，所以可以用這種頻率作為時間間隔的精確依據(jù)。

　　時間測量的精度也在不斷提高。1350年，第一座機械鬧鐘出現(xiàn)在德國。1583年，伽利略發(fā)現(xiàn)單擺的擺動周期與振幅無關，這是時鐘歷史上的一大進步。1656年，荷蘭天文學家、數(shù)學家惠更斯提出了單擺原理并制作了第一座自擺鐘，從此，時鐘誤差可以秒來計算。到1762年，最好的機械表已經(jīng)能夠達到每3天才差1秒鐘的精度，但在航空、航海和物理學研究領域還需要更精確的計時。

　　1945年，美國紐約哥倫比亞大學物理學家拉比提出用原子束磁共振技術來做原子鐘的概念。1948年，NIST用氨分子作為磁振源，制成了世界上第一臺原子鐘。1952年，NIST制成第一臺銫原子鐘，將之命名為NBS-1(是以當時的美國國家標準局〈National Bureau of Standards〉命名，簡稱NBS)，這一命名規(guī)則一直延續(xù)到1975年的NBS-6?，F(xiàn)在存放于NIST的銫原子鐘為NIST-F1，精度為3000萬年差一秒。

　　還有沒有比這更精確的時鐘呢？物理學家們上下求索。鍶原子能級躍遷的速度比銫原子快1000倍，從理論上講，鍶原子鐘比銫原子鐘更準確，但是，鍶原子鐘制作落后于銫原子鐘，因為測量頻率如此之快的“滴答”聲非常困難。

　　葉軍做到了。為了建造更準確的鍶鐘，他的小組用激光束創(chuàng)建了一個電磁波晶格，將鍶原子捕獲在這個晶格中，然后，用另外一束探測激光照耀在晶格上，調(diào)整這束激光的頻率直至它與鍶原子電子的振蕩一致。這種激光的共振可以被測量出來，從而提供了一種新的時間測量基準。

　　采用同樣的原理，日本科學家曾在2005年創(chuàng)建出一臺鍶原子鐘，但是這臺鐘對頻率的測量誤差為27赫茲。葉軍的研究小組建造了更穩(wěn)定的激光晶格，能夠讓光晶格更牢固，從而阻止鍶原子因移動而干擾信號，他們的最新成果發(fā)表在2007年3月出版的《物理評論快報》(Physical Review Letters)上，其頻率的不確定性被減小到0.4赫茲, 測量誤差減小到1.1赫茲。

　　“將小數(shù)點往后移一位，

　　你就會發(fā)現(xiàn)新的真理”

　　以前，卡爾?蔡司研究獎都頒發(fā)給具有很強應用前景的研究項目，如對眼睛的光力學治療技術或藍光二極管的發(fā)明，但2007年度的獲獎成果卻是純粹的基礎研究。

　　“葉軍的這項工作至今還沒有工業(yè)應用的概念。但他在諾貝爾獎獲得者工作上拓展出的速度和實驗技術讓我們深深著迷，而且他已經(jīng)將這一成果應用到了相關研究領域?！笨?蔡司公司研究和技術部高級副總裁Augustin Siegel 在解釋評審委員會的決定時說。

　　我們?yōu)槭裁葱枰绱烁呔鹊臅r鐘？它對人類的日常生活有什么影響？

　　Siegel 說：“這在遠距離的搖控導航中尤其重要。計時越準確，目標的定位就越精確。”比如，鍶原子鐘可用于做更好的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)，對30多年前發(fā)射的航行者1號進行導航。

　　精確計時還可用于對宇宙常數(shù)進行重新測量。2006年，physorg.com在評價葉軍的超精確測量實驗工作時曾指出：“這將有助于科學家們檢驗自然界中的精細結構常數(shù)從宇宙形成初期到現(xiàn)在130多億年的時間是否在變。”“因為精細結構常在很多物理領域得到應用，所以對它的測量是檢驗已有物理理論是否一致的一種方法。”

　　葉軍說：“我相信一句在美國物理學界廣泛流傳的話：將小數(shù)點往后移一位，你就會發(fā)現(xiàn)新的真理。小數(shù)點往后移一位，代表物理實驗的精確度又增加了10倍，這個時候，往往就會看到微觀世界的一些現(xiàn)象并不是以前的定理所描述的，需要修正，這就鼓勵科學家想出新的物理辦法、新的實驗方法，怎么才能將小數(shù)點往后移一位。”

　　基本物理常數(shù)真的在變嗎？

　　葉軍說：“宇宙大爆炸理論認為，宇宙開始是一個無限小的奇點，突然爆炸后產(chǎn)生今天的世界，變化那么大，當時的常數(shù)有可能與現(xiàn)在的常數(shù)不一樣。但高能物理又想將愛因斯坦的相對論引力場與量子力學結合起來，產(chǎn)生標準模型，大家去作不同的修正，在修正過程中會用不同的理論和常數(shù)，但怎樣檢驗理論對不對呢？其中一個就是用基本常數(shù)來測量，如果真正測量出這些微小變化的量，那么會影響到我們對整個宇宙的理論。這是很基本的吧！”

　　時間測量的精度能夠再往后移幾位呢？葉軍相信他們的實驗室能進一步提高光晶格陷阱的穩(wěn)定性。他希望自己創(chuàng)建的時鐘精度要比NIST今天的銫原子鐘好100倍。

　　“我想做大自然能夠讓人類做到的最精確的測量。我希望探索被海森堡測不準原理限制著的東西，而不是被人為的東西所限制；我希望我們做的每個實驗都能達到大自然最基本的極限。我們現(xiàn)在還沒有做到這一點，還有很多路要走。但，這是件好事情?！比~軍說。

　　葉軍資料：

　　學歷：

　　1989年獲得上海交通大學應用物理學學士學位；

　　1991年獲得美國新墨西哥大學物理學碩士學位；

　　1997年獲得美國科羅拉多大學物理學博士學位。

　　經(jīng)歷：

　　1997~1999年 美國加州理工學院做博士后研究；

　　1999~2004年 美國國家標準與技術局物理學家；

　　1999~至今任美國科羅拉多大學物理系助理教授、副教授、教授；

　　1999年~至今任國國家標準和技術與科羅拉多大學聯(lián)合建立的實驗天體物理實驗室地(JILA)助理研究員，研究員；

　　2004 ~至今任美國國家標準與技術局院士 (Fellow)。

　　獲得榮譽：

　　2007年德國卡爾?蔡司研究獎

　　2007年度美國物理學會拉比獎

　　2006年度美國光學學會威廉?梅格斯獎(William F. Meggers　Awards)

　　2006年度美國國家標準和技術局Stratton獎(Samuel Wesley Stratton Award)

　　2006年度德國亞歷山大?馮?洪堡基金會析弗里德里希?威廉?貝塞爾研究獎(Friedrich Wilhem Bessel Research Award)

　　2006年，美國光學學會會士

　　2005年，技術發(fā)明一等獎

　　2005年，美國物理學會會士

　　2005年，美國聯(lián)邦政府頒發(fā)的阿瑟?弗萊明獎(Arthur S. Flemming Award)

　　2003年，美國總統(tǒng)科學和工程學早期職業(yè)獎

　　2002年，入選美國《技術評論雜志》100位頂尖年輕創(chuàng)新者

　　2001年，美國商業(yè)部金獎(團隊)