安妮·盧利爾，締造阿秒光

文田田

安妮·盧利爾

10 月初，2023 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予一組“阿秒科學(xué)”開拓者，65 歲的安妮·盧利爾位列其中。該獎(jiǎng)項(xiàng)自創(chuàng)辦以來鮮有女性入選，盧利爾是迄今第五位得主。

締造“阿秒光”

盧利爾1958 年出生于法國巴黎，祖父是專注無線電通信行業(yè)的電氣工程學(xué)教授，受其影響，盧利爾自小喜愛科學(xué)。10 歲時(shí)，她懷著敬畏的心情觀看阿波羅登月報(bào)道，對(duì)物理概念的向往更加摯誠。進(jìn)入高等師范學(xué)院，盧利爾接受物理學(xué)和數(shù)學(xué)專業(yè)的本科教育，后來攻讀實(shí)驗(yàn)物理學(xué)。1986 年，她順利通過法國皮埃爾與瑪麗·居里大學(xué)關(guān)于多光子電離的論文答辯。隨后，盧利爾成功入職法國薩克萊核研究中心，成為該中心光子、原子暨分子服務(wù)處的研究員。微世界領(lǐng)域，激光場(chǎng)與原子間的相互作用短暫而強(qiáng)烈，盧利爾由此察覺到應(yīng)用“阿秒光”的重要意義。然而，制造阿秒光脈沖并不容易，多年以來，如何取得與之匹配的龐大帶寬是個(gè)重磅難題，盧利爾也未得其解。

直到1987 年，盧利爾有幸參加使用皮秒激光系統(tǒng)首次觀測(cè)高次諧波的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)她用紅外激光透過稀有氣體，不同泛音的出現(xiàn)令其茅塞頓開：理論上，倘若篩選出合理的初始條件，波長(zhǎng)不同的組光疊加產(chǎn)生亮暗交替現(xiàn)象，就有可能實(shí)現(xiàn)超短時(shí)間的光脈沖，從而得到必要的帶寬。盧利爾對(duì)此滿懷希望，她決意投身這一領(lǐng)域展開深度研究。1993 年，盧利爾在勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任訪問科學(xué)家，這為研究提供了更多便利，也使她逐漸晉升為阿秒物理學(xué)實(shí)驗(yàn)的主導(dǎo)者。無意中成為科研帶頭人，盧利爾覺得自己不是闖入者，相反，她認(rèn)為女科學(xué)家的性別優(yōu)勢(shì)可以為團(tuán)隊(duì)增加不一樣的科研視角及方式。

由于丈夫在瑞典工作，盧利爾于1995 年加入隆德大學(xué)，不久即從物理系講師獲評(píng)原子物理學(xué)教授。盧利爾在全新的教學(xué)崗位上富有激情：熱愛教育，渴求用獨(dú)特的教學(xué)模式傳授給學(xué)生科學(xué)的方法。教學(xué)與科研并不沖突，某種意義上，教學(xué)恰是盧利爾科研生涯的有利補(bǔ)充，甚至為她帶來更實(shí)用的經(jīng)驗(yàn)。她將理論和經(jīng)驗(yàn)撰寫在論文里，并與同事攜手，繼續(xù)探索阿秒光效應(yīng)。2003 年，盧利爾團(tuán)隊(duì)制造出170 阿秒脈寬的脈沖激光，刷新了當(dāng)時(shí)的世界紀(jì)錄。

承擔(dān)更多角色

由于科研業(yè)績(jī)斐然，盧利爾在2004 年被聘為瑞典皇家科學(xué)院院士，四年后又?jǐn)孬@歐洲研究委員會(huì)的高級(jí)研究項(xiàng)目獎(jiǎng)助金，研究事業(yè)因此更進(jìn)一步。2011 年，憑借以阿秒為單位記錄事件的“最快速攝影機(jī)”開發(fā)成果，盧利爾榮獲歐萊雅-聯(lián)合國教科文組織的“世界杰出女科學(xué)家成就獎(jiǎng)”。

科研之旅漫漫，與盧利爾方向一致的“同盟者”有很多。比如，皮埃爾·阿戈斯蒂尼在2001 年制造了時(shí)長(zhǎng)250阿秒的脈沖光，費(fèi)倫茨·克勞斯于同年首次分離出持續(xù)650阿秒的單個(gè)光脈沖，中國科學(xué)院物理研究所的魏志義課題組也在2013 年實(shí)現(xiàn)160 阿秒的單個(gè)光脈沖……面對(duì)不斷涌現(xiàn)的科學(xué)成果和科研伙伴，盧利爾無限欣喜地感慨自己不是孤軍奮戰(zhàn)。事實(shí)上，她持有合作精神與開拓意識(shí)：上?？萍即髮W(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院潘義明教授的團(tuán)隊(duì)曾在2014 年借用她的激光裝置開展空氣激光實(shí)驗(yàn)，雖然不是自己擅長(zhǎng)的領(lǐng)域，但盧利爾每天主動(dòng)查看實(shí)驗(yàn)進(jìn)展并參與討論各種問題。談及科研工作，她認(rèn)為從方法實(shí)踐到成果貢獻(xiàn)都應(yīng)該恪守“嚴(yán)格”的界線，要注重實(shí)驗(yàn)和理論的有機(jī)結(jié)合，并適時(shí)深入探討以及持續(xù)更新。

盧利爾還是諾貝爾物理學(xué)委員會(huì)成員。2012 年和2014 年，她曾上臺(tái)擔(dān)任諾獎(jiǎng)解說嘉賓；2015 年，她是諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)評(píng)委會(huì)成員及主席。在盧利爾看來，諾獎(jiǎng)相關(guān)工作神圣、煩瑣又耗費(fèi)時(shí)間，以至經(jīng)常需要暫停手邊的研究事宜。然而，她從中獲得愈加廣泛的物理知識(shí)，在與更多人分享和討論想法過程中常能捕獲到出乎意料的靈感。

短暫又恒久

盧利爾獲得“世界杰出女科學(xué)家成就獎(jiǎng)”

2023 年，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)對(duì)盧利爾而言，意義非凡。歷史上，從居里夫人到安德烈婭·蓋茲，她們都是諾獎(jiǎng)得主中尤為罕見的女性科研人。盧利爾對(duì)這些優(yōu)秀的女同胞滿懷敬意，繼而也毫不避諱地指出當(dāng)今社會(huì)針對(duì)女性的不公正待遇：許多國家的大學(xué)制度和科研組織方式仍對(duì)女性持有性別偏見。至 于“ 問 題 的 中心”，盧利爾認(rèn)為可能在其原生家庭就已出現(xiàn)。盧利爾認(rèn)為自己的成就并非頂峰：“我很肯定，有許多女性可以做得到，但也許她們不敢。”

教學(xué)之中，盧利爾時(shí)常告訴學(xué)生尤其是年輕女孩循著興趣去努力，同時(shí)不忘跟她們強(qiáng)調(diào)家庭與事業(yè)均衡發(fā)展的重要性。在她的切身體驗(yàn)中，物理界的女性往往比男性更顯眼、更脆弱，這意味著它不足以充當(dāng)女性生命的全部。所以，盧利爾強(qiáng)烈反對(duì)把一生奉獻(xiàn)給事業(yè)的想法，“你可以擁有一個(gè)家庭，以及在物理學(xué)之外的生活?！?/p>

在諾獎(jiǎng)評(píng)委會(huì)給予的得獎(jiǎng)理由中，盧利爾發(fā)現(xiàn)了激光與氣體中原子相互作用的新效應(yīng)，阿戈斯蒂尼和克勞斯則證明了這種效應(yīng)可以用來制造更短的光脈沖。毫無疑問，盧利爾的確是新阿秒科學(xué)研究領(lǐng)域的關(guān)鍵拓荒者之一。在此之前，人類無法目睹大部分出現(xiàn)得極快的事件，哪怕它們形成了重要現(xiàn)象。將盧利爾率先關(guān)注的阿秒作為重要的時(shí)間量程引入，有望構(gòu)成人類從微角度了解自然萬象的基礎(chǔ)。2023 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)評(píng)委員會(huì)主席伊娃·奧爾森表示，人類即將借用阿秒物理學(xué)深入理解電子世界和拓展到更加廣泛的全生活領(lǐng)域。

阿秒如此短暫，但它對(duì)世界的貢獻(xiàn)卻很恒久。阿秒如此閃耀，像極了被稱作“阿秒之母”的盧利爾，智慧而平和，友善且動(dòng)人。