关于中国诺贝尔奖思考.doc

关于中国诺贝尔奖的思考 王育竹 量子光学专家、中国科学院院士。1932年2月生于河北省正定县。1955年毕业于清华大学无线电工程系。1960年获前苏联科学院博士学位。1999年当选为瑞典皇家工程科学院外籍院士。中国科学院上海光机所研究员、博士生导师、量子光学开放实验室学术委员会主任，中国科技大学、苏州大学、山西大学兼职教授。国际理论物理中心高级合作成员。美国科学促进会(AAAS)荣誉会员。长期从事电磁场与原子相互作用的研究，是我国原子频标开拓者之一。建立了我国第一个量子光学开放实验室，率先开展激光冷却气体原子的研究。首次提出将光频移效应用于激光冷却气体原子。利用激光偏转原子束验证了亚泊松光子统计规律。开展了一维驻波场激光冷却原子的研究。首次观察到低于多普勒极限温度的现象。利用固体微球腔量子电动力学效应，获得了新的激光谱线。 1997年度诺贝尔物理学奖授予了在激光冷却气体原子研究方面做出突出贡献的朱棣文等3位科学家，这件事在科技界震动很大。有几位与我同行的专家教授几次在学术会议上说：“王育竹提出的激光冷却气体原子的物理思想与现在使用的机制是一致的。”有位教授激动地说：“王育竹距诺贝尔奖只差一步......”。当然，事实并非如此，但不少人都关心过这件事，因此我想谈谈诺贝尔奖的问题。首先，需要说明我不认为我能得诺贝尔奖，也不认为自己有这么高的造诣。但作为我在中国现实环境中所经历过的一段重要过程，应该总结一下经验，供年轻人参考或许还是有意义的。 1978年，科学的春天来到了。我和我的同事们在工厂与工人结合了7年，完成了“远望一号”和“远望二号”测量船上的铷原子钟研制任务，回到了研究所，又开始了科研工作。搞什么研究课题呢？我到图书馆去查文献资料，我查到了汉斯和肖洛1976年发表在《光通讯》上的一篇关于“激光冷却气体原子”的论文。当我学懂了这篇文章后，“激光冷却气体原子”对我产生了巨大的吸引力。因为，我明白，原子钟的精确度是受限于原子的热运动速度，如果能降低原子的温度，即减低原子的热运动速度，那么原子钟的精确度就会大大提高。这不仅对于原子钟研究，而且对于原子物理以及基本定理的验证研究都有重大意义。我在当时并没有意识到这个课题的成功将可能获诺贝尔奖，但我意识到它的重要性和价值。作为一个原子钟研究的工作者，我自然会全身心地投入到“激光冷却气体原子”的工作中去。应该说，这是一个好机遇。其实，机遇对每一个科学工作者都是一样的，因为，科学总在不断的发展，总会有一些新的、重要的科学技术问题产生，需要人们去解决，这里面，就有机遇。问题是当机遇到来时，能否意识到它的重要性，能否紧紧地抓住机遇。这就要看一个人的学术积累和勤奋程度。华罗庚先生说：“天才在于积累，聪明在于勤奋。”当然，运气也是非常重要的。所以，生活在大陆的中国人也同样有这样的机遇。当时，“激光冷却气体原子”这个领域是一片空白，只要你决心投入和潜心研究，你就会有创造。搞科研的人一生中都在学习、提问、探索和思考，但这一段时间里我像着了迷一样的提问、学习和思考。当我理解了激光冷却气体原子与多普勒频移的关联后，我提出了两种与多普勒效应相关的激光冷却气体原子的新方法。更进一步我又联想到，铷原子钟中有光频移效应，既然多普勒频移可用于激光冷却气体原子，那么光频移为什么不能用于冷却气体原子呢？因此，经过一段时间分析研究后，我提出了将交流施达克效应(光频移效应)应用于激光冷却气体原子的设想。我先后提出了“积分球红移漫反射激光冷却气体原子”(全国光频标论证会，1979，四川成都)，“序列脉冲激光冷却气体原子”(全国光频标论证会，1979，四川成都)和“利用交流施达克效应激光冷却气体原子”(《科学通报》，1979；《激光》，1980)等论文报告。前两项物理思想是多普勒冷却机制，与诺贝尔奖获得者Phikkips1983年的工作相似。他们用磁场变化补偿多普勒频移，我用光线入射角的变化和序列脉冲的光谱宽度补偿多普勒频移。后一项物理思想与诺贝尔奖获得者S.Chu(朱棣文)和CohenTanhoudji 1989年提出的低于多普勒冷却极限的Sisyphus冷却机制相一致。他们提出在驻波场中的光频移与自发辐射结合，可冷却气体原子，而我提出光场在时间上和空间上的非均匀性所产生的光频移与自发辐射相结合可以冷却气体原子。1979年8月，诺贝尔奖获得者肖洛教授来华讲学，他访问了我们的实验室。他是“激光冷却气体原子”物理思想的提出者，我向他讲述了我的想法。他说：“这个思想是新的、合理的，表达是直接的和清晰的，我建议你马上发表。”他鼓励我要把实验做出来。 提出物理思想重要，但展示它的可行性和应用前景更重要。尽管我提出的这些思想比国外早了5-10年，但是，我们没能从实验上做出来。为什么我们在那么多年里不能有所作为呢？这里有主观上和客观上众多