中科院曹则贤评2018年诺贝尔物理学奖：实至名归

　　文/曹则贤（中国科学院物理研究所研究员）

　　北京时间10月2日，瑞典皇家科学院决定将2018年度诺贝尔物理学奖的一半授予美国科学家Arthur Ashkin以表彰其发明光镊子（Opitcal tweezer） 技术， 另一半授予法国科学家Gerard Mourou和加拿大科学家Donna strickland （女）以表彰他们发明了可用于产生高强度超短光学脉冲的方法，即啁啾脉冲放大方法（chirped pulse amplification， 简称CPA）。光镊子利用聚焦光束产生的力场 （力的大小一般为皮牛量级，1皮牛约等于10的负13次方公斤）来夹取微小物体，类似一个镊子，因此在颗粒物质、微纳米科学以及生物、医药等研究领域获得了广泛的应用。

　　啁啾脉冲放大用于产生高强度、超短激光脉冲，当前激光单脉冲可达petawatt （10的15次方瓦）以上，脉冲宽度一般实验室都可达飞秒（10的负15次方秒）量级，有的实验室可做到阿秒（10的负18次方秒）。 高强度、超短激光脉冲不仅具有重要的工业和军事应用价值，由于其可以把单脉冲时域降至10的负18次方秒左右，这样的时间分辨本领开启了研究原子和亚原子层面超快过程的可能，其对基础物理的影响是不可估量的。

　　这次三位科学家因这两项光学技术获得诺贝尔物理奖，可以说是实至名归，令人信服。

　　本年度诺贝尔物理奖的一个亮点是有一位女物理学家获奖，这是诺贝尔物理奖历史上的第三位女性获奖者。此前有居里夫人因发现自发放射性而于1903年与其丈夫皮埃尔。居里分享了一半的诺奖（另一半奖给了Antoine Henri Becquerel），迈耶（Maria Goeppert-Mayer） 于1963年因发现原子核的壳层结构而与J。 Hans D。 Jensen分享了一半的诺奖（另一半奖给了Eugene Paul Wigner）。

　　激光物理和激光技术一直是诺贝尔奖的富矿。自从激光被发明以来，已有一批成果获得诺奖，这包括激光发明人Charles Hard Townes， Nicolay Gennadiyevich Basov和Aleksandr Mikhailovich Prokhorov于1964年获奖， 1966年Alfred Kastler因发展光学方法研究原子中的赫兹共振而获奖， 1971年Dennis Gabor因发展全息技术获奖，1981年Nicolaas Bloembergen和Arthur Leonard Schawlo因对激光光谱学发展的贡献获奖，1989年Norman F。 Ramsey因发明分离共振场方法并将之用于原子钟而获奖，1997年Steven Chu （朱棣文）， Claude Cohen-Tannoudji和William D。 Phillips因原子激光冷却技术获奖， 2005年John L。 Hall和Theodor W。 H?nsch因光频梳技术获奖， 2017年Rainer Weiss， Barry C。 Barish 和Kip S。 Thorne因所谓的引力波探测而获奖，但实际上那不妨看作是光学干涉方法精确测定距离的伟大突破。

　　我国对激光物理和激光技术一直非常重视，此方向是我国少数长期处于世界前沿的研究领域。激光是1960年发明的，据说我国1961年就研制成功了第一台激光器。就布局而言，中国科学院在长春、西安、合肥和上海有四家专业的光学与精密机械研究所，中国科学院物理所研究以及九院等单位的超强、超短脉冲研究成果也处于世界前列。

　　诺奖所表彰的物理学成果的诞生，既需要从社会方面来讲深厚科学土壤的培植，也需要从科学家个人来讲长期的艰苦努力。有鉴于此，第一位中国本土诺贝尔物理学奖得主的诞生端赖整个社会的努力，这需要我们的信心和耐心！

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