“我上周到西安，看到好多文物，也聽(tīng)到一些考古學(xué)家的故事?！比麪柸铡ぐ⒘_什的眼光越過(guò)鏡片上緣投向空中，似乎一瞬間進(jìn)入了平行時(shí)空，“特別有趣——如果我不做物理學(xué)家，也許會(huì)從事考古?！?/p>

在這位2012年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主的心中，一件事是否有趣、是否能引起好奇，是最重要的“擇業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”。

塞爾日·阿羅什在2024世界頂尖科學(xué)家論壇接受大江東-復(fù)旦融媒體創(chuàng)新工作室采訪。周好雨攝

“奇妙而豐富的游樂(lè)場(chǎng)”

塞爾日·阿羅什從不認(rèn)為科學(xué)研究有什么“苦大仇深”，更覺(jué)得這是某種探索類(lèi)游戲。

衛(wèi)生間墻上貼了多少塊瓷磚？正方形對(duì)角線有多長(zhǎng)？阿羅什從記事起，就對(duì)數(shù)字有一種天然的癡迷，一度執(zhí)著地想測(cè)量他見(jiàn)到的各種對(duì)象中蘊(yùn)含的數(shù)字元素。

瞧瞧，世界是多么奇妙而豐富的游樂(lè)場(chǎng)。

今年80歲的阿羅什，高中時(shí)期是“第一顆人造衛(wèi)星的時(shí)代”，當(dāng)時(shí)，他嘗試用數(shù)學(xué)方法測(cè)算出火箭逃逸速度、軌道上衛(wèi)星的周期以及行星表面的引力場(chǎng)。他不糾結(jié)“目的”，只是好奇衛(wèi)星為什么能“乖乖聽(tīng)話”繞地飛行。

“小時(shí)候常去巴黎的發(fā)現(xiàn)宮。”他像談到了自己最喜歡的玩具屋，用手比劃著試圖讓我們理解發(fā)現(xiàn)宮里測(cè)量π的實(shí)驗(yàn)裝置有多奇妙：“墻上寫(xiě)著π的數(shù)值，小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字構(gòu)成了一串長(zhǎng)長(zhǎng)的螺旋形狀。這串?dāng)?shù)字無(wú)限延伸，并沒(méi)有任何規(guī)律和明顯的重復(fù)性，讓我非常著迷?！卑⒘_什疑惑，這個(gè)數(shù)值，“怎么能夠被如此精準(zhǔn)地測(cè)量呢？”

他清晰地聽(tīng)到了來(lái)自?xún)?nèi)心的召喚：我想成為一名科學(xué)家。

他以全國(guó)第一的成績(jī)，進(jìn)入學(xué)術(shù)氛圍濃厚的巴黎高等師范學(xué)院。在這里，他聆聽(tīng)阿爾弗雷德·卡斯特勒、讓·布羅塞爾和克洛德·科恩-塔諾季三位杰出物理學(xué)家的講述，如饑似渴地閱讀《量子力學(xué)》《核磁原理》和《費(fèi)曼物理學(xué)講義》。他找到了最向往的那片寶藏——原子的世界。

原子和光子是近乎詩(shī)意的存在，阿羅什說(shuō)，“它遵循了一些反直覺(jué)的量子物理學(xué)規(guī)則。這是一種無(wú)法抗拒的吸引?！?/p>

捉住“薛定諤的貓”

拿到博士學(xué)位，塞爾日·阿羅什跨越大西洋，前往斯坦福大學(xué)，成為激光物理學(xué)先驅(qū)阿瑟·肖洛實(shí)驗(yàn)室的博士后，與首批可調(diào)諧激光器等做伴。和這些“神奇玩具”在一起，他說(shuō)自己“玩得很開(kāi)心”。

1973年，他回到巴黎高等師范學(xué)院建立自己的實(shí)驗(yàn)室，和研究團(tuán)隊(duì)利用超導(dǎo)腔研究了微波光子的長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)，并用里德堡原子操控光子。他們觀察到了量子糾纏現(xiàn)象，并成功實(shí)現(xiàn)了量子非破壞測(cè)量，馴服了那只著名的“薛定諤的貓”。

“薛定諤的貓”，是物理學(xué)家薛定諤于1935年提出的有關(guān)貓生死疊加的著名思想實(shí)驗(yàn)。阿羅什被公認(rèn)是一個(gè)將“薛定諤的貓”做到諾獎(jiǎng)級(jí)別的物理學(xué)家。2012年，他與美國(guó)物理學(xué)家大衛(wèi)·維因蘭德因“突破性的試驗(yàn)方法使得測(cè)量和操縱單個(gè)量子系統(tǒng)成為可能”，獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)——那只困擾物理學(xué)界多年的“薛定諤的貓”，在現(xiàn)實(shí)中被“捉”住了！

阿羅什說(shuō)，自己生在一個(gè)幸運(yùn)的時(shí)代——激光的發(fā)明，開(kāi)啟了光子物理學(xué)研究的大門(mén)。

“通過(guò)激光捕獲原子，可以在微觀世界創(chuàng)造一個(gè)異?！潇o’的角落，對(duì)懸浮在空間近乎不動(dòng)的原子進(jìn)行研究。”在此基礎(chǔ)上，阿羅什對(duì)單個(gè)量子進(jìn)行操縱，解開(kāi)了量子很多奇怪屬性，比如在同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)有兩個(gè)不同的狀態(tài)，兩個(gè)狀態(tài)的結(jié)果彼此疊加、互相干涉，一個(gè)狀態(tài)改變會(huì)促使另一個(gè)狀態(tài)改變——這就是“薛定諤的貓”。

“人們沒(méi)有能力使用單獨(dú)的量子系統(tǒng)驗(yàn)證時(shí)，一只又死又活的貓，就成了薛定諤的思想實(shí)驗(yàn)所推導(dǎo)出的荒謬結(jié)論?！倍⒘_什成功馴服了原子和光子，觀察到量子疊加和退相干，彌補(bǔ)了量子世界和經(jīng)典世界之間的重要過(guò)渡環(huán)節(jié)。而他發(fā)明的新檢測(cè)方法，在觀察的同時(shí)并不介入，這樣就不會(huì)破壞光子。

“光的傳遞，無(wú)遠(yuǎn)弗屆”

“師徒三代諾獎(jiǎng)”，是有關(guān)塞爾日·阿羅什的傳奇。

1966年，20歲的阿羅什進(jìn)入巴黎高等師范學(xué)院的卡斯特勒-布羅塞爾實(shí)驗(yàn)室。這間實(shí)驗(yàn)室人才濟(jì)濟(jì)，在阿羅什之前，卡斯特勒在1966年獨(dú)享諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，布羅塞爾則是法國(guó)量子光學(xué)學(xué)派的奠基人。

“我非常幸運(yùn)在這樣的環(huán)境受熏陶。你要做科學(xué)，必須要和一支才華橫溢的科學(xué)家團(tuán)體為伍?！卑⒘_什說(shuō)。

1966年10月，在卡斯特勒被宣布獲得諾貝爾獎(jiǎng)的那天，巴黎高等師范學(xué)院的赫茲光譜實(shí)驗(yàn)室（后更名為卡斯特勒-布羅塞爾實(shí)驗(yàn)室）的合照。從左到右：法蘭克·拉洛、克洛德·科恩-塔諾季、阿爾弗雷德·卡斯特勒、塞爾日·阿羅什、尚·布羅塞爾和阿蘭·奧蒙特。圖片來(lái)自《光的探索》

做了老師，阿羅什延續(xù)了實(shí)驗(yàn)室的傳統(tǒng)，和他的同事、學(xué)生一同分享有趣的成果，開(kāi)誠(chéng)布公討論失敗。“我希望對(duì)我的學(xué)生來(lái)說(shuō)，我這位導(dǎo)師做得和我自己的導(dǎo)師一樣好?！卑⒘_什教授攤開(kāi)雙手，露出一個(gè)略帶羞澀的笑容。

“你的腔量子電動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)到底是在做什么？”

“你想象一個(gè)真空的空間，我們把原子一個(gè)接一個(gè)注入……我們觀察到，在一定條件下，出射的原子會(huì)進(jìn)行規(guī)律地振蕩。”說(shuō)到這里，阿羅什抬起雙手，兩根食指快速交叉，好像要在空氣中劃出一張網(wǎng)來(lái)，“中國(guó)人常常打乒乓球，原子的那種振蕩就像乒乓球——接觸到臺(tái)面，又彈跳起來(lái)，如此反復(fù)?！?/p>

阿羅什總能撥開(kāi)物理學(xué)那神秘龐雜的專(zhuān)有名詞叢林，為“小白”們指出一條明亮的思路。

他走進(jìn)世界各地高校，向年輕學(xué)子講述他與光的奇遇；在抖音、今日頭條做直播，與中國(guó)網(wǎng)友談?wù)撋衩啬獪y(cè)的量子世界；撰寫(xiě)《光的探索——從伽利略望遠(yuǎn)鏡到奇異量子世界》，試圖通俗講述人類(lèi)的“追光”史……

“量子光學(xué)的發(fā)展需要了解，需要交流?！?strong>阿羅什強(qiáng)調(diào)，所有基礎(chǔ)科學(xué)的發(fā)展需要一代代科研工作者的接續(xù)努力，“每一個(gè)此刻的新技術(shù)、新發(fā)現(xiàn)，都將為下一個(gè)新技術(shù)、新發(fā)現(xiàn)做出貢獻(xiàn)?！?/strong>

“讓基礎(chǔ)研究科學(xué)家安心工作”

“我們生活在一個(gè)科學(xué)進(jìn)步令人眼花繚亂的時(shí)代，科學(xué)創(chuàng)新速度前所未有。但同時(shí)我們也生活在一個(gè)大眾對(duì)科學(xué)知之甚少的時(shí)代?！边@是塞爾日·阿羅什的擔(dān)心。

在2023年第六屆世界頂尖科學(xué)家論壇開(kāi)幕式主旨演講環(huán)節(jié)，阿羅什曾發(fā)表“論當(dāng)今復(fù)雜世界中科學(xué)面臨的挑戰(zhàn)”的演講，認(rèn)為“要是我們用科研KPI評(píng)價(jià)愛(ài)因斯坦，他遠(yuǎn)不配成為世界上最好的物理學(xué)家”，并指出，“犧牲基礎(chǔ)研究長(zhǎng)期性，過(guò)度關(guān)注短期利益的應(yīng)用研究，可能會(huì)阻斷顛覆式創(chuàng)新發(fā)展的可能性。”

他一直強(qiáng)調(diào)“藍(lán)天研究”的重要性——意指“無(wú)用”的基礎(chǔ)研究。他說(shuō)，“ 關(guān)于宇宙的科學(xué)，與任何直接應(yīng)用都沒(méi)有聯(lián)系，本質(zhì)上講它們都是‘無(wú)用’的。”

塞爾日·阿羅什在華東師范大學(xué)與師生交流。華東師范大學(xué)供圖

阿羅什一直強(qiáng)調(diào)，要平衡基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究的關(guān)系，讓基礎(chǔ)研究科學(xué)家安心工作。

阿羅什回憶起在卡斯特勒-布羅塞爾實(shí)驗(yàn)室的時(shí)光：導(dǎo)師會(huì)引導(dǎo)新學(xué)生在各種實(shí)驗(yàn)里發(fā)現(xiàn)興趣所在。一旦學(xué)生明確了自己的方向，導(dǎo)師就會(huì)充分尊重他們的選擇——“布羅塞爾從不強(qiáng)求我們按照某個(gè)既定目的，去做‘有用的’實(shí)驗(yàn)?！痹谶@個(gè)實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)的華東師范大學(xué)量子科學(xué)與精密測(cè)量研究院博士后吳海騰說(shuō)，“在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室做博士相對(duì)自由，導(dǎo)師會(huì)給予清晰的引導(dǎo)，接下來(lái)的四五年，你就去做該做、想做的事，是否發(fā)文章不是畢業(yè)硬指標(biāo)，只要你扎扎實(shí)實(shí)努力過(guò)，為實(shí)驗(yàn)室增加了積淀，教授就覺(jué)得你可以畢業(yè)了?！?/p>

在阿羅什看來(lái)，科學(xué)面臨的另一個(gè)挑戰(zhàn)，是反全球化，“我們必須維護(hù)科學(xué)的全球性，西方科學(xué)家與中國(guó)科學(xué)家必須保持緊密聯(lián)系。”

塞爾日·阿羅什在2024世界頂尖科學(xué)家論壇上與參會(huì)者交流。主辦方供圖

他說(shuō)，危機(jī)和挑戰(zhàn)可能引發(fā)非理性，但科學(xué)家必須始終堅(jiān)守科學(xué)的價(jià)值觀。在動(dòng)蕩而困苦的時(shí)代，科學(xué)家仍堅(jiān)定而努力地拓展人類(lèi)知識(shí)邊界，這是人類(lèi)發(fā)展的永恒動(dòng)力。

“我的人生，不只有量子物理”

從孩童時(shí)期起，阿羅什就和兄弟們一起閱讀，一起去博物館，討論從古代歷史、文學(xué)藝術(shù)到現(xiàn)代政治的各種問(wèn)題。

阿羅什接受大江東-復(fù)旦融媒體創(chuàng)新工作室采訪。周好雨攝

阿羅什認(rèn)為，科學(xué)和人文藝術(shù)有很多相似之處，都是在追求“神秘而有趣的東西”。他說(shuō)：“歷史上那些科技最為繁榮和活躍的時(shí)期，往往也是科學(xué)家能和藝術(shù)家、哲學(xué)家或社會(huì)學(xué)家自由交流的時(shí)期，這大大推動(dòng)了創(chuàng)新和基礎(chǔ)研究?！?/strong>愛(ài)因斯坦、笛卡爾等頂尖科學(xué)家，也曾是人文、藝術(shù)領(lǐng)域的研究者。阿羅什也是如此。