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杰拉德·莫罗:科学家也“疯狂”

生意场 2018-10-24 14:27:52 来源:第一财经

  经过过去20多年里不断被提名的磨砺,法国科学家杰拉德·莫罗(Gérard Mourou,下称“莫罗”)终于在2018年,成为诺贝尔物理学奖得主之一。莫罗获得诺奖的贡献是“发明了产生高密度超短光学脉冲的方法”。

  莫罗是“中科院爱因斯坦讲席”教授,现任法国高等科技学院(ENSTA)极端光研究所所长、巴黎综合理工学院教授。他与中国的科研合作渊源要追溯到约8年前。2011年3月,他首次来中科院上海光学精密机械研究所(下称“上海光机所”)做报告,介绍欧洲激光基础设施(ELI)计划的最新研究进展和相关学科领域的发展趋势。

  近日在北京举行的亚洲光电学年度会议期间,莫罗接受了第一财经记者的专访。他认为中国将成为超强超短激光领域的引领者。

  陪跑20年

  10月中旬的北京已经入秋,使馆区金黄色的银杏叶撒落一地。当晚,法国驻华大使黎想要在这里给一位特殊的客人设宴。

  时间已过傍晚六点,夕阳褪去后的天泽大街泛起阵阵凉意。此时,一辆法国标致缓缓驶入使馆大门,一位银发高瘦的长者从车上走下来,与使馆的接待人员握手、寒暄。

  这位已经74岁,仍保持着风度翩翩、举止儒雅的老人就是莫罗。10月2日,他因为激光物理学的革命性发明——能生成高强度,超短光脉冲的方法“啁啾脉冲放大技术(CPA)”,与美国科学家阿瑟·阿什金(Arthur Ashkin)和加拿大女性科学家唐娜·斯特里克兰(Donna Strickland)分享了今年的诺贝尔物理学奖。三人的研究令激光物理通过新的装置可对非常小的物体进行实验,并实现难以置信的快速进程。

  Ashkin发明的光学镊子使用激光光束来抓取粒子、原子以及分子。它们可以用来检验和操控病毒、细菌和其他活细胞而不会对其造成损伤。至此,观察和操控生命体系的崭新工具被创造了出来,如今在许多生物实验室中,光镊已经是标配的设备。

  莫罗和Donna Strickland的研究则为产生人类有史以来波长最短、能量最高的激光铺平了道路,很快成为高密度激光的标准。

  他们的新技术为科研和一些产业发展提供了全新视角,在物理、化学以及医学等领域都得到应用。科研人员有机会一窥微观且快速变化中的分子和原子世界中发生了什么。超强的激光束能够精准地在不同材料上实现切割和钻孔。

  以应用上述研究的眼睛激光矫正手术为例,每年使用激光进行的眼睛矫正手术有数百万例,随着人类的研发和技术应用走入更高阶段,医学要求分毫不差地在眼球上进行微创手术,以简单且尽可能不损伤眼球的方式来矫正视力。要实现这些难度极高的操作,就需要驾驭光,让光成为精准、无害的工具。

  据了解,瑞典皇家科学院将900万瑞典克朗(约合695万人民币)的奖金一半授予美国科学家Arthur Ashkin,另一半将由法国科学家莫罗和加拿大科学家Donna Strickland两人分享,莫罗将获得其中的225万瑞典克朗奖金。

  据莫罗称,他是在去游泳的路上接到了秘书来电,通知他有一个重要的电话。他当时还觉得奇怪,随后就接到诺贝尔委员会主席的电话,获悉自己得奖的消息。之后,各种电话就像海啸般涌来。

  用他自己的话说,获得诺奖后,他成为了“公众人物”,“需要担负起更大的社会责任”。

  新鲜出炉的诺贝尔奖得主出现在中国本身就是一件稀奇的事。莫罗此次参加在北京举行的2018年亚洲光电子会议出乎了很多人的意料,甚至主办方都没想到他会如此遵守承诺。除了在亚洲光电子会议上做报告,他还去北大进行演讲。

  据中国光学协会副秘书长顾波教授介绍称,邀请莫罗教授的工作是今年4月份就开始定下来的。虽然莫罗教授表示他在获得诺奖后,未来一年的工作都已经安排满了,不过还是“很给面子”地出席了这次北京的年会。

  莫罗告诉第一财经记者,得知获奖后,有很多工作要准备,包括12月10日在瑞典颁奖典礼上的致辞,现在整个巴黎综合理工学院都非常紧张,这对学校来说也是件大事,学校已经派出一支6人小组专门负责筹备诺奖方面的工作。

  因为莫罗的出现,亚洲光电子会议召开当天,北京国际会议中心的礼堂内座无虚席。会议结束后,人们团团围住莫罗与他合影。性格开朗的莫罗告诉第一财经记者,中国学生“满腔热情”,自己好像受到了明星般的待遇。

  对于获得诺贝尔奖,莫罗也毫不掩饰自己的兴奋,他对第一财经记者表示,过去的20多年里他不断地被提名,但真的到了获奖的那一天,他仍然不敢相信。

  “这太不可思议了,我的生活将因此改变。”结束了一天的会议后,年过七旬的莫罗依然精神抖擞,他说道,“我突然就变成了公众人物,从此将会有更多的可能性。”

  结缘中国

  十年前,莫罗就获得了“中科院爱因斯坦讲席教授”的称号。第一财经记者获悉,莫罗当时还差一点就获得了上海光机所的职位。不过当时他提出一个要求,希望能够留在巴黎,但上海光机所希望他能全职在上海工作,最终双方没能达成妥协,彼此擦肩而过。

  对此,上海光机所所长李儒新对第一财经记者表示:“诺奖是表彰莫罗教授30年前在美国罗切斯特大学的工作成果,这能让我们减少一些遗憾。”

  至今李儒新还清晰地记得2015年4月在上海举行的那场“超强激光光源及其前沿应用”第S26次香山科学会议。他回忆道:“包括莫罗教授在内的多位著名国际同行学者参加会议,莫罗教授充分肯定了上海建设10拍瓦乃至更高量级的超强激光光源的意义。”

  后来,李儒新还多次邀请莫罗到上海做报告。他对第一财经表示:“有时会议才短短一天,老先生也不畏长途旅行劳顿,亲力亲为。这也说明他非常喜欢中国。”

  不过对于莫罗获得诺贝尔奖,李儒新的观点比较中立。他向第一财经记者表示:“今天的诺奖开始偏向一些小众的、专业的应用领域,像相对论这样具有较高普世价值的基础性理论已经不多了。这也意味着诺奖已经不再高深莫测。”

  莫罗对中国很有好感,他认为中国政府对科学的尊重程度甚至超过美国。在谈到与中国的合作时,莫罗也毫不掩饰自己对中国科研的支持。他告诉第一财经记者:“上海已经在筹建100拍瓦激光脉冲输出的超强超短激光实验装置,这比欧洲的设备要强10倍,我们目前还只有10拍瓦。中国在该领域是非常重要的引领者。”

  莫罗还是上海极端光物理线站(SEL)国际专家组成员。去年7月,这一专家组讨论了中国一项雄心勃勃的计划与实施方案。根据该计划,中国的研究人员希望在超强超短激光装置的基础上,再研制一项“硬X射线自由电子激光装置”,其中包含100拍瓦输出的激光研制计划。

  他认为,这项计划可开展真空量子电动力学(QED)现象探测、黑洞物理模拟等诸多新物理研究,带来众多科学发现机会。在今年1月出版的《科学》杂志上,一篇题为“The Light Fantastic(神奇的光)”的新闻评论文章就将该项目称作“中国正在研发可以撕裂真空的激光”。

  不过中国要实现超强超短激光领先全球的梦想,还需要时间。莫罗强调,在激光领域,全球合作是非常普遍的。“我也参与到中国的项目当中,因为这是一个极其开放的领域,不像很多科研领域需要保密,我们甚至还会去建造一些向所有科研人员开放的装置,因为我们需要全球科学家的共同努力。”

  作为2009年欧洲激光基础设施ELI的发起者,过去十年,莫罗到全球各地去宣传这一项目。该项目耗费了欧盟8.5亿欧元建设。到目前为止,中国、韩国、俄罗斯和美国都投入巨资规划建设更强的激光设施。

  莫罗对第一财经表示:“我当时从美国回来后,欧洲正好有一个建造大型科学装置的竞标,我就建议在欧洲建激光设施。现在欧洲的三台大型激光设备分别位于匈牙利、捷克、罗马尼亚。第四台设备目前的技术还很难做到,因为会需要花很多钱,但是我已经在想另外一种方法,能够极大地降低成本。”

  他所指的第四台设备,是在ELI庞大的激光装置计划中新添加的一台功率达到史无前例的200拍瓦的“巨星”装置。不过该装置去年被叫停,原因是ELI的科学顾问委员会建议推迟有关项目的研究工作,直到另外三台10拍瓦激光器能按照预期完全运转起来,而这将会令这一整体计划推迟到2022年。

  莫罗对此表示反对。他认为,这种超高能量密度的激光将会在基础研究领域带来开创性的突破。“在这种能量强度下质子将会接近甚至达到光速,‘破坏’真空,从而能够利用它研究量子力学揭示的真空中各种虚粒子。”莫罗表示,推迟发展更先进的高功率激光技术将会把这个领域的领先地位拱手相让给其他国家。

  一些估算表明,欧洲的200拍瓦激光器项目将会耗资约10亿欧元。但莫罗正在进行一项技术研究,通过缩短激光脉冲将10拍瓦激光器改造成100拍瓦激光器,他表示自己这项研究仅需花费3000万欧元。他称:“我们之前认为这第四套装置将会造价高昂,但是如果我们足够聪明,就能够用少得多的经费完成目标。”

  科学家也“疯狂”

  作为一位非常典型的法国人,莫罗拥有法国人特有的浪漫气质。他喜欢开着敞篷车到处兜风,还长期坚持游泳。

  莫罗此前在法国国家科学研究中心应用光学实验室担任主任,据曾经在他实验室工作过的上海理工大学刘一教授回忆:“他很特立独行,我记得他冬天喜欢戴红色围巾,开着宝马敞篷车,非常拉风。”

  就在莫罗获得诺贝尔奖的第二天,尴尬的事情发生了。网上开始疯转莫罗实验室传出的一段视频。在视频中,莫罗和他的一位同事被一群实验室女学生围绕着,她们穿着实验室的半透明白大褂开始跳舞,跳到一半时,一些女生把外衣脱了,露出了半截内衣和只穿着超短裤的腿。而莫罗和他的同事则戴着激光实验室深色镜片的眼镜,摆出男性舞者的炫酷姿势。

  这段2013年拍摄的视频本意是为了推广ELI激光实验室,但批评者指出,视频内容与实验室的工作没有直接关系,反而是充满了挑衅。视频里莫罗随后开着一辆宝马敞篷车抵达实验室时,他还用手轻轻捋了一下那头飘逸的银发。

  诺奖公布后,这段视频引起了不少争议。莫罗随后针对这段视频发表致歉。他在一份声明中表示:“我为视频中传递的画面深表歉意。我们制作视频的时候,是想普及ELI的科研项目,也希望打破科研经费的紧缩状况。”一些学者认为,这段视频的影响之坏可能差点葬送了莫罗教授的诺贝尔奖。

  日内瓦大学教授、量子通信技术的奠基人之一尼古拉斯·吉森(Nicolas Gisin)告诉第一财经记者,不应对这一事件做过多评价和解读。他认为,首先,不应该用更加严厉的社会准则来评价诺贝尔奖获得者;其次,不应该用现代人的标准来衡量一个已经70多岁的老人。

  在莫罗看来,现在学生和教授的关系已经不同,十年前学生看到教授很害怕,因为教授很严肃。但现在学生很爱和教授在一起,沟通方式也发生了巨大的变化,他很高兴看到这种变化。

  他还提倡女性科学家勇敢地站起来。今年和莫罗分享诺贝尔奖的两位科学家当中的一位女性科学家——加拿大滑铁卢大学的国际著名光学专家、美国光学学会前主席Donna Strickland教授就是莫罗教授的学生。这也是55年后,女性重获诺贝尔物理学奖。

  近年来莫罗一直牵挂全球气候变化问题。他的实验室也在进行一个关于核废料处理的项目,他告诉第一财经记者,获得诺奖后,他将能拥有更强的实力去为自己关注的领域做贡献。

  他表示:“我花很多精力在应对气候变化的问题中,今天早上我还在和太太说,我们应该为此付出更多。”这时,莫罗的太太也坐在他身边,慈祥的老太太向他的丈夫投以赞赏的目光。

  莫罗告诉第一财经记者,自己虽然不是气候领域的科学家,但仍然希望通过自己的倡议为该领域提供支持,因为这是事关全人类的事情。“我希望在获得诺奖后,自己能够更加有用,过去我只是几亿人甚至几十亿人当中的一个,力量有限,但现在获得了诺奖后,我希望如果自己想做一些什么事情,会有更大的影响力。”莫罗说。

  具体将如何支持气候变化问题,莫罗告诉第一财经记者,他的贡献相对于专业领域,会更加偏向公众教育,比如通过发起一些倡议,做一些面向公众的采访,来引起人们对气候变化议题的关注。“我主要是希望起到宣传教育的作用,要知道中国在应对气候变化方面也非常积极。”

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