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少年天才的暮年奖赏


http://www.sina.com.cn 2005年10月13日10:55 南方周末

  - 透视2005诺贝尔物理学奖

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  精确激光技术和全球定位系统技术正处炙手可热之际,2005年度诺贝尔物理学奖的光环,戴在对这些研究作出开 拓性贡献的三位老科学家的头上——他们分别是美国科学家罗
伊·格劳伯、约翰·霍尔和德国科学家特奥多尔·汉施。

  10月4日,80岁的哈佛大学教授罗伊·格劳伯是在睡梦中被电话惊醒的,其时正是美国东部时间凌晨4点,他被 告知因“与光学相关的量子理论研究”获得2005年度诺贝尔物理学奖。此时,距离他取得量子光学研究的创造性成就—— “相干性量子理论”,已经有42年的历史,当年风华正茂的天才科学家今天已垂垂老矣。

  71岁的科罗拉多大学教授霍尔和63岁的慕尼黑大学教授汉施则因为在激光精密光谱学,包括光频梳技术领域取得 的成就而获此殊荣。

  格劳伯1925年生于美国纽约,从小就表现出对天文学的浓厚兴趣,早在十几岁时就会自制分光镜,用于将各种颜 色的光束分开来,以辨别物质的组成。“我对天文学非常感兴趣,并且会用一些自制的望远镜片来观察东西。”他在得奖后的 一次记者招待会上说。

  路透社对此评论:“他的80年诺贝尔之旅,源自于14岁少年对月亮和星星的浓厚兴趣与敬畏。”

  1949年,24岁的格劳伯从美国

哈佛大学获得物理学博士学位,物理学天分表露无遗。1963年,格劳伯在《 物理评论通讯》期刊上发表研究论文,创造性地提出了“相干性量子理论”,此后又在《物理评论》等杂志上发表了几篇相关 论文,奠定了量子光学学科的理论基础,被美誉为“量子光学之父”。

  和格劳伯一样,霍尔和汉施同样“少年得志”,霍尔在27岁时获得卡内基理工学院博士学位,汉施则在28岁获得 德国海德堡大学的博士学位。尽管年纪轻轻就已在学术界崭露头角,三个人作出了共同的选择,用一生的时间埋头从事物理光 学的基础研究,数十年如一日,矢志不移。

  “格劳伯的光学相干的量子理论(1963年)在提出了40年后才获奖,应该说没有什么特别不好理解的地方。” 中国科学院物理研究所的曹则贤研究员说,“这样的一个工作,随着量子光学的理论和实用方面研究的进展,其重要性为科学 界所承认并获得诺贝尔奖是顺理成章的事。”

  另一位诺贝尔物理学奖得主霍尔很推崇格劳伯。他说,格劳伯是量子光学理论的奠基者和开创者。诺贝尔物理学奖是 对他学术成就的“最高肯定”。

  诺贝尔物理学委员会主席斯温伯格说,格劳伯研究的结果对我们在现代理解光行为有深刻意义。他是能够回答烛光与 激光到底有什么本质区别的人。

  量子光学的一大成就是激光,而激光可以说是人类历史上最伟大的发明之一。日常生活中,在

医院、工厂、学校到处 可见激光的影子,在家庭里使用的DVD
播放器
、计算机中也都有激光器。“格劳伯建立了能描述光子探测过程的量子理论, 在此基础上,人类获得了不同于热光源(如白炽灯、火苗)的相干光光源(如激光、量子放大器)。”曹则贤研究员说。

  对于这些量子领域的研究如何进一步影响到普通人的日常生活,曹则贤研究员说:“举例来说,目前与量子光学密切 相关的研究热点之一是光通讯,即利用光子而非电子来传递信息。利用光子传递信息,容量大,效率高,能耗少。此项技术一 旦成功应用,也许此时全世界的通话量,可以压缩进一条光缆线。”

  而霍尔和汉施对精密光谱学的研究,使得精确测量频率成为可能。使用光频滤波技术可精确测量各种颜色光的频率, 人们有可能对基本物理常数如精细结构常数的稳定性进行研究,并研发非常精确的光钟,以改进各种定位技术。据此,人们可 以制造出分辨率极高的的激光仪,可以极大程度提高空间望远镜的观测精度。另外,类似的超高精度测量技术,也可能应用于 研究物质和反物质的关系,以及用于检测某些自然界常数可能产生的变化。

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