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傑拉德·莫羅:科學家也“瘋狂” | 人物

經過過去20多年裡不斷被提名的磨礪,法國科學家傑拉德·莫羅(Gérard Mourou,下稱“莫羅”)終於在2018年,成為諾貝爾物理學獎得主之一。莫羅獲得諾獎的貢獻是“發明了產生高密度超短光學脈衝的方法”。

莫羅是“中科院愛因斯坦講席”教授,現任法國高等科技學院(ENSTA)極端光研究所所長、巴黎綜合理工學院教授。他與中國的科研合作淵源要追溯到約8年前。2011年3月,他首次來中科院上海光學精密機械研究所(下稱“上海光機所”)做報告,介紹歐洲雷射基礎設施(ELI)計劃的最新研究進展和相關學科領域的發展趨勢。

近日在北京舉行的亞洲光電學年度會議期間,莫羅接受了第一財經記者的專訪。他認為中國將成為超強超短雷射領域的引領者。

傑拉德·莫羅(Gérard Mourou)

陪跑20年

10月中旬的北京已經入秋,使館區金黃色的銀杏葉撒落一地。當晚,法國駐華大使黎想要在這裡給一位特殊的客人設宴。

時間已過傍晚六點,夕陽褪去後的天澤大街泛起陣陣涼意。此時,一輛法國標致緩緩駛入使館大門,一位銀發高瘦的長者從車上走下來,與使館的接待人員握手、寒暄。

這位已經74歲,仍保持著風度翩翩、舉止儒雅的老人就是莫羅。10月2日,他因為雷射物理學的革命性發明——能生成高強度,超短光脈衝的方法“啁啾脈衝放大技術(CPA)”,與美國科學家阿瑟·阿什金(Arthur Ashkin)和加拿大女性科學家唐娜·斯特裡克蘭(Donna Strickland)分享了今年的諾貝爾物理學獎。三人的研究令雷射物理通過新的裝置可對非常小的物體進行實驗,並實現難以置信的快速進程。

Ashkin發明的光學鑷子使用雷射光束來抓取粒子、原子以及分子。它們可以用來檢驗和操控病毒、細菌和其他活細胞而不會對其造成損傷。至此,觀察和操控生命體系的嶄新工具被創造了出來,如今在許多生物實驗室中,光鑷已經是標配的設備。

莫羅和Donna Strickland的研究則為產生人類有史以來波長最短、能量最高的雷射鋪平了路線,很快成為高密度雷射的標準。

他們的新技術為科研和一些產業發展提供了全新視角,在物理、化學以及醫學等領域都得到應用。科研人員有機會一窺微觀且快速變化中的分子和原子世界中發生了什麽。超強的雷射束能夠精準地在不同材料上實現切割和鑽孔。

以應用上述研究的眼睛雷射矯正手術為例,每年使用雷射進行的眼睛矯正手術有數百萬例,隨著人類的研發和技術應用走入更高階段,醫學要求分毫不差地在眼球上進行微創手術,以簡單且盡可能不損傷眼球的方式來矯正視力。要實現這些難度極高的操作,就需要駕馭光,讓光成為精準、無害的工具。

據了解,瑞典皇家科學院將900萬瑞典克朗(大約695萬人民幣)的獎金一半授予美國科學家Arthur Ashkin,另一半將由法國科學家莫羅和加拿大科學家Donna Strickland兩人分享,莫羅將獲得其中的225萬瑞典克朗獎金。

據莫羅稱,他是在去游泳的路上接到了秘書來電,通知他有一個重要的電話。他當時還覺得奇怪,隨後就接到諾貝爾委員會主席的電話,獲悉自己得獎的消息。之後,各種電話就像海嘯般湧來。

用他自己的話說,獲得諾獎後,他成為了“公眾人物”,“需要擔負起更大的社會責任”。

莫羅與其他兩位獲獎者

新鮮出爐的諾貝爾獎得主出現在中國本身就是一件稀奇的事。莫羅此次參加在北京舉行的2018年亞洲光電子會議出乎了很多人的意料,甚至主辦方都沒想到他會如此遵守承諾。除了在亞洲光電子會議上做報告,他還去北大進行演講。

據中國光學協會副秘書長顧波教授介紹稱,邀請莫羅教授的工作是今年4月份就開始定下來的。雖然莫羅教授表示他在獲得諾獎後,未來一年的工作都已經安排滿了,不過還是“很給面子”地出席了這次北京的年會。

莫羅告訴第一財經記者,得知獲獎後,有很多工作要準備,包括12月10日在瑞典頒獎典禮上的致辭,現在整個巴黎綜合理工學院都非常緊張,這對學校來說也是件大事,學校已經派出一支6人小組專門負責籌備諾獎方面的工作。

因為莫羅的出現,亞洲光電子會議召開當天,北京國際會議中心的禮堂內座無虛席。會議結束後,人們團團圍住莫羅與他合影。性格開朗的莫羅告訴第一財經記者,中國學生“滿腔熱情”,自己好像受到了明星般的待遇。

對於獲得諾貝爾獎,莫羅也毫不掩飾自己的興奮,他對第一財經記者表示,過去的20多年裡他不斷地被提名,但真的到了獲獎的那一天,他仍然不敢相信。

“這太不可思議了,我的生活將因此改變。”結束了一天的會議後,年過七旬的莫羅依然精神抖擻,他說道,“我突然就變成了公眾人物,從此將會有更多的可能性。”

結緣中國

十年前,莫羅就獲得了“中科院愛因斯坦講席教授”的稱號。第一財經記者獲悉,莫羅當時還差一點就獲得了上海光機所的職位。不過當時他提出一個要求,希望能夠留在巴黎,但上海光機所希望他能全職在上海工作,最終雙方沒能達成妥協,彼此擦肩而過。

對此,上海光機所所長李儒新對第一財經記者表示:“諾獎是表彰莫羅教授30年前在美國羅切斯特大學的工作成果,這能讓我們減少一些遺憾。”

2011年莫羅到訪上海光機所

至今李儒新還清晰地記得2015年4月在上海舉行的那場“超強雷射光源及其前沿應用”第S26次香山科學會議。他回憶道:“包括莫羅教授在內的多位著名國際同行學者參加會議,莫羅教授充分肯定了上海建設10拍瓦乃至更高量級的超強雷射光源的意義。”

後來,李儒新還多次邀請莫羅到上海做報告。他對第一財經表示:“有時會議才短短一天,老先生也不畏長途旅行勞頓,親力親為。這也說明他非常喜歡中國。”

不過對於莫羅獲得諾貝爾獎,李儒新的觀點比較中立。他向第一財經記者表示:“今天的諾獎開始偏向一些小眾的、專業的應用領域,像相對論這樣具有較高普世價值的基礎性理論已經不多了。這也意味著諾獎已經不再高深莫測。”

莫羅對中國很有好感,他認為中國政府對科學的尊重程度甚至超過美國。在談到與中國的合作時,莫羅也毫不掩飾自己對中國科研的支持。他告訴第一財經記者:“上海已經在籌建100拍瓦雷射脈衝輸出的超強超短雷射實驗裝置,這比歐洲的設備要強10倍,我們目前還只有10拍瓦。中國在該領域是非常重要的引領者。”

莫羅還是上海極端光物理線站(SEL)國際專家組成員。去年7月,這一專家組討論了中國一項雄心勃勃的計劃與實施方案。根據該計劃,中國的研究人員希望在超強超短雷射裝置的基礎上,再研製一項“硬X射線自由電子雷射裝置”,其中包含100拍瓦輸出的雷射研製計劃。

他認為,這項計劃可開展真空量子電動力學(QED)現象探測、黑洞物理模擬等諸多新物理研究,帶來眾多科學發現機會。在今年1月出版的《科學》雜誌上,一篇題為“The Light Fantastic (神奇的光)”的新聞評論文章就將該項目稱作“中國正在研發可以撕裂真空的雷射”。

不過中國要實現超強超短雷射領先全球的夢想,還需要時間。莫羅強調,在雷射領域,全球合作是非常普遍的。“我也參與到中國的項目當中,因為這是一個極其開放的領域,不像很多科研領域需要保密,我們甚至還會去建造一些向所有科研人員開放的裝置,因為我們需要全球科學家的共同努力。”

作為2009年歐洲雷射基礎設施ELI的發起者,過去十年,莫羅到全球各地去宣傳這一項目。該項目耗費了歐盟8.5億歐元建設。到目前為止,中國、韓國、俄羅斯和美國都投入巨資規劃建設更強的雷射設施。

莫羅對第一財經表示:“我當時從美國回來後,歐洲正好有一個建造大型科學裝置的競標,我就建議在歐洲建雷射設施。現在歐洲的三台大型雷射設備分別位於匈牙利、捷克、羅馬尼亞。第四台設備目前的技術還很難做到,因為會需要花很多錢,但是我已經在想另外一種方法,能夠極大地降低成本。”

他所指的第四台設備,是在ELI龐大的雷射裝置計劃中新添加的一台功率達到史無前例的200拍瓦的“巨星”裝置。不過該裝置去年被叫停,原因是ELI的科學顧問委員會建議推遲有關項目的研究工作,直到另外三台10拍瓦雷射器能按照預期完全運轉起來,而這將會令這一整體計劃推遲到2022年。

莫羅對此表示反對。他認為,這種超高能量密度的雷射將會在基礎研究領域帶來開創性的突破。“在這種能量強度下質子將會接近甚至達到光速,‘破壞’真空,從而能夠利用它研究量子力學揭示的真空中各種虛粒子。”莫羅表示,推遲發展更先進的高功率雷射技術將會把這個領域的領先地位拱手相讓給其他國家。

一些估算表明,歐洲的200拍瓦雷射器項目將會耗資約10億歐元。但莫羅正在進行一項技術研究,通過縮短雷射脈衝將10拍瓦雷射器改造成100拍瓦雷射器,他表示自己這項研究僅需花費3000萬歐元。他稱:“我們之前認為這第四套裝置將會造價高昂,但是如果我們足夠聰明,就能夠用少得多的經費完成目標。”

科學家也“瘋狂”

作為一位非常典型的法國人,莫羅擁有法國人特有的浪漫氣質。他喜歡開著敞篷車到處兜風,還長期堅持游泳。

莫羅此前在法國國家科學研究中心應用光學實驗室擔任主任,據曾經在他實驗室工作過的上海理工大學劉一教授回憶:“他很特立獨行,我記得他冬天喜歡戴紅色圍巾,開著寶馬敞篷車,非常拉風。”

就在莫羅獲得諾貝爾獎的第二天,尷尬的事情發生了。網上開始瘋轉莫羅實驗室傳出的一段影片。在影片中,莫羅和他的一位同事被一群實驗室女學生圍繞著,她們穿著實驗室的半透明白大褂開始跳舞,跳到一半時,一些女生把外衣脫了,露出了半截內衣和隻穿著超短褲的腿。而莫羅和他的同事則戴著雷射實驗室深色鏡片的眼鏡,擺出男性舞者的炫酷姿勢。

這段2013年拍攝的影片本意是為了推廣ELI雷射實驗室,但批評者指出,影片內容與實驗室的工作沒有直接關係,反而是充滿了挑釁。影片裡莫羅隨後開著一輛寶馬敞篷車抵達實驗室時,他還用手輕輕捋了一下那頭飄逸的銀發。

諾獎公布後,這段影片引起了不少爭議。莫羅隨後針對這段影片發表致歉。他在一份聲明中表示:“我為影片中傳遞的畫面深表歉意。我們製作影片的時候,是想普及ELI的科研項目,也希望打破科研經費的緊縮狀況。”一些學者認為,這段影片的影響之壞可能差點葬送了莫羅教授的諾貝爾獎。

日內瓦大學教授、量子通信技術的奠基人之一尼古拉斯·吉森(Nicolas Gisin)告訴第一財經記者,不應對這一事件做過多評價和解讀。他認為,首先,不應該用更加嚴厲的社會準則來評價諾貝爾獎獲得者;其次,不應該用現代人的標準來衡量一個已經70多歲的老人。

在莫羅看來,現在學生和教授的關係已經不同,十年前學生看到教授很害怕,因為教授很嚴肅。但現在學生很愛和教授在一起,溝通方式也發生了巨大的變化,他很高興看到這種變化。

他還提倡女性科學家勇敢地站起來。今年和莫羅分享諾貝爾獎的兩位科學家當中的一位女性科學家——加拿大滑鐵盧大學的國際著名光學專家、美國光學學會前主席Donna Strickland教授就是莫羅教授的學生。這也是55年後,女性重獲諾貝爾物理學獎。

近年來莫羅一直牽掛全球氣候變化問題。他的實驗室也在進行一個關於核廢料處理的項目,他告訴第一財經記者,獲得諾獎後,他將能擁有更強的實力去為自己關注的領域做貢獻。

他表示:“我花很多精力在應對氣候變化的問題中,今天早上我還在和太太說,我們應該為此付出更多。”這時,莫羅的太太也坐在他身邊,慈祥的老太太向他的丈夫投以讚賞的目光。

莫羅告訴第一財經記者,自己雖然不是氣候領域的科學家,但仍然希望通過自己的倡議為該領域提供支持,因為這是事關全人類的事情。“我希望在獲得諾獎後,自己能夠更加有用,過去我只是幾億人甚至幾十億人當中的一個,力量有限,但現在獲得了諾獎後,我希望如果自己想做一些什麽事情,會有更大的影響力。”莫羅說。

具體將如何支持氣候變化問題,莫羅告訴第一財經記者,他的貢獻相對於專業領域,會更加偏向公眾教育,比如通過發起一些倡議,做一些面向公眾的採訪,來引起人們對氣候變化議題的關注。“我主要是希望起到宣傳教育的作用,要知道中國在應對氣候變化方面也非常積極。”

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