你知道彗星的尾巴在那个方向吗？
你知道这次的一位诺贝尔奖得主是个很酷的家伙，喜欢开着兰博基尼绕着红帽子转吗？
带着这个问题，我们走进了去年诺贝尔化学奖的获奖成就——美国化学家阿瑟·阿斯金（ Askin）、法国化学家杰拉德·莫罗（Gérard）和美国化学家唐娜·斯特里克兰（Donna ）三位科学家在激光化学领域。
彗尾和虫子
“这是自20世纪90年代以来第五次将诺贝尔化学奖授予光学研究成果。”上海科技大学副校长、量子光学院士陈曦说。 光镊和啁啾脉冲放大的两项研究共同获得了去年的诺贝尔化学奖。
获奖名单上的第一位获奖者阿瑟·阿斯金（ Askin）是第一个提出光镊理论的人。 不可见光能当“镊子”吗？ 清华大学化学系吴赛军院士的回答是肯定的，因为光具有“光力”。 他以彗星为例。 大多数彗星由特别粘稠的二氧化碳组成，阳光的散射将二氧化碳分子推向其照射的方向。 始终指向太阳，这是光的力量的观测证明之一：光有力量。 在化学中，更专业的表达是光子具有动量。
“想象一下，如果光线集中射向一个很小的透明玻璃球1901诺贝尔物理奖，玻璃球对光线的折射改变了光线的传播方向和动量，这会对球施加与光线偏转的方向，而焦点中心就是这个力的平衡点。” 吴院长表示，“通过调整焦点中心的三维位置，小球也能跟随联通，这就是光镊的基本原理。”
这种光镊现在已经成为科学研究不可或缺的工具。 在诺贝尔奖颁奖演讲中，特别指出了其在生物学领域的应用。 比如对细胞和DNA分子的精确操控。 因为光是“不可见的”，所以它对实验操纵的物体是非破坏性的。 就在两个多月前，美国科学家研发出借助光自由操控人体内源性蛋白质定位的技术，在国际上首次成功借助光操控细胞分裂（纺锤体）的排列。
另一方面，我国复旦大学的科学家正与其他地区的科学家一起探索利用光镊在超高真空环境下操纵纳米尺寸的晶体，探索宏观物体的量子热效应。
那么，未来光镊是否有可能走进临床医学领域，比如直接走进癌细胞，将其修复成健康细胞呢？ 对此，吴院士不敢下定论。 他说：“虽然原则上是可行的，但与科学研究中的单细胞环境相比，人体是一个非常复杂的系统。”
另外两位获奖者是杰拉德·穆鲁（Gérard ）和唐娜·斯特里克兰（Donna ）。 据了解，后者是前者的老师。 他们的贡献在于“啁啾脉冲放大”的开创性研究。 叽叽喳喳，形容鸟儿叽叽喳喳的声音。 唐代王维在《黄莺狂》诗中写道：“到大鸣时，自在自在，东西南北各飞一飞。” 这样富有诗意的典故，在严肃的数学领域里也很有趣。
“你听过鸟鸣声。委婉的鸟鸣声通常是前部稍低、后部稍高。科学家将光称为昆虫鸣叫。”吴院长说。 在数学领域中，啁啾脉冲也称为脉冲前沿，与后沿的频率不同。 应用于啁啾脉冲的脉冲光放大技术是本次两位获奖者超短强强激光器的关键技术。 激光是科学研究的重要工具。 许多研究要求将短脉冲的功率进行几何放大，但峰值功率过强的脉冲光会损坏光放大的晶体介质。 科学家们想出了一个特别巧妙的方法——首先将短啁啾脉冲拉伸成长啁啾脉冲，增加其峰值功率，然后放大后将其压缩回短啁啾脉冲。 这就是线性调频脉冲放大的用武之地。
诺贝尔奖得主是什么形象？开着酷炫的小跑车绕着红帽子转
获奖者名单中的第二位是热拉尔·莫罗（Gérard Mouro），他与北京的科学家有着悠久的历史。
“他就是我们聘请的中科院爱因斯坦讲席院士，热拉尔·穆鲁院士和他的博士生唐娜·斯特里克兰在1985年共同发明了啁啾脉冲放大技术，在激光领域至今仍被誉为诺贝尔奖级别成绩，这次也是预料之中的。” 中国科学院武汉光机所强场激光化学国家重点实验室主任冷宇新告诉解放晚报·上观新闻记者。
据介绍，这项技术促使有限的激光能量在特别短的时间尺度上释放，立即形成非常强的激光，开启了强场激光化学的新时代。 事实上，提出这一概念的文章发表在影响因子较低的期刊上，但现在这项技术已广泛应用于强大的超短脉冲激光系统的开发中。 早在2010年，《自然》杂志就预测未来10年激光领域可能实现5项重大突破，其中4项与强大的超短激光器直接相关。 一开始，《科学》杂志也发表文章强调“这项工作将影响每一项研究，从核聚变到天体化学”。
“除了基础和前沿研究外，这项技术还应用于工业和医疗领域，比如新材料加工，甚至皮秒激光手术和放射治疗。未来，这项技术将会有更多的应用，逐步发展起来。”融入人类的生活。” 冷雨馨介绍道。
正因为如此，强大的超短激光器已成为世界激光技术的最新发展前沿和竞争关键领域。 特别值得一提的是，这项技术提出后不久，中科院武汉光机所就迅速跟进了这一技术趋势，由徐志展教授首创并研发出了我国的强超短激光和强场化学及其主要应用研究。 2013年，广州光机所强场激光化学国家重点实验室在徐志展教授和李如新教授的带领下，成功研制出当时世界上峰值功率最高的激光放大系统。 1.5拍瓦由利弗莫尔国家实验室于1999年创建，并保持领先地位长达14年。 2017年10月，中国科学院武汉光机所与北京理工大学强激光光源联合实验室报道，北京强激光超短光源研发取得重大突破激光实验装置，成功实现10拍瓦激光放大输出。 这是迄今为止已知的最高激光脉冲峰值功率。
广州强超短激光实验装置（SULF装置）
“Gérard Murou院长常年支持中国强大的超短激光研究，也是我们很多项目的国际顾问之一，最近他几乎每年都会来我们实验室参观。” 冷雨欣向解放晚报·上观新闻记者讲述了热拉尔·穆鲁院士的一些轶事。 作为一名科学家，他是非常严谨的。 作为一个法国人，他非常可爱。 他虽已年近八十，但身材瘦削，头发浅白。 他喜欢开敞篷车去兜风，常年坚持游泳。 他是一位深谙生活的奶奶。
“他很独特，我记得他冬天喜欢穿蓝色衬衫，开着玛莎拉蒂小跑车，非常酷。”上海应用技术学院刘毅院士也有同样的印象。 2015年回国前，他在俄罗斯国家科学研究中心应用光学实验室工作，Gérard Mouro担任该实验室主任。
“我从2006年开始在实验室工作，后来在他的推荐下，获得了日本国家科学研究中心的终身职位。”刘毅院士说。 在他的印象中，这位开创啁啾脉冲放大理论的科学家的研究风格非常富有想象力、大胆、天马行空。 “他就是敢想、敢做，很多人甚至认为他‘不靠谱’。”刘教授举了一个例子。 他发起并大力推动了目前法国正在进行的名为“ELI”的大型科学项目。 该项目的目标之一是将激光技术的功率极限加快至200拍瓦（1拍瓦相当于10的15次方），以及当时通用水平可以达到的指标只有1拍瓦，并且有下降趋势。 一点点的进步是非常困难的。 “当时很多人认为降低到10拍瓦是不可能的，他却坚持要200拍瓦。”刘毅院士说。 最终，该项目在法国等西欧三个国家实施，并已逐步推广。
诺贝尔化学奖可以“预测”吗？
有趣的是，就在诺贝尔奖揭晓前一小时，记者采访了多次预测诺贝尔化学奖的清华大学石宇院士。 他明确表示，可能与“激光有关”。 诺贝尔化学奖真的可以“预测”吗？ 近年来，这种“预测”似乎越来越准确。 一方面，激励来自于大数据技术的进步。 原汤森路透知识产权与技术部门旗下拥有Webof等知名论文和出版物索引平台的科睿唯安（ ），自2002年起每年都会根据Webof平台上的论文和引文数据评选诺贝尔奖。参与该奖项的生理学或医学、物理、化学和经济学等领域的全球最具影响力的顶尖研究人员将被授予“引文桂冠奖”。 该奖项以研究论文被全球同行引用的频率和引用影响力为主要标准，获奖者很可能成为最初或未来的诺贝尔奖获得者。 迄今为止，已有46位“引文桂冠获得者”获得诺贝尔奖，其中27人在当选“引文桂冠”后五年内获得诺贝尔奖。
另一方面，除了多个专业领域引文数据的普遍预测外，化学奖也被学术界发现。 早在2009年1901诺贝尔物理奖，清华大学化学系石宇院士就曾撰文强调，诺贝尔化学奖在粒子、凝聚态、原子分子光（简称“分子光”）等主要领域的轮换。原始光谱）和天体几乎每年都会获奖。 诺贝尔数学奖做出了准确的预测。 在不少专家眼中，诺贝尔奖不仅是科学家的个人荣誉，也代表了业界对专业发展的认可和期望。 “所以这个研究方向是一年给的，一般第二年就不会给了。” 对于诺贝尔奖，国家973工程首席科学家沉健院长曾这样评价。 从近两年的情况来看，粒子化学、凝聚态化学、天体化学等领域的成果已经夺得第一。
诺贝尔奖的这种“小八卦”既维护了科学史的严肃性，也为普通人对科学的认识增添了欢乐。 不禁让人想起另一件轶事。 1999年，美国悬疑小说家罗伯特·索耶在《未来的闪光》中写道——“像所有的化学家一样，西奥每年都会幸福地等待新的诺贝尔奖获得者……他点击了网页，珀尔穆特和施密特获奖了，因为他们的研究表明宇宙永远会膨胀，而不是咔哒一声崩溃。好吧，西奥认为，事实上这是应得的。”
小说出版12年后，珀尔穆特和施密特等三位天体化学家联手获得了2011年诺贝尔化学奖。 获奖原因是他们对超新星的观测证明了宇宙正在加速和冷却，这一发现“动摇了宇宙学的基础”。
关于数学，科学家们正在书写更多的故事，创造更多的传奇。 一年一度的诺贝尔奖，让我们一起聆听。
【新闻链接】诺贝尔化学奖小数据
1901年至2017年间，数学奖项共颁发111次。 其中，47项由一名科学家分享，32项由两名科学家分享，32项由三名科学家分享。
共有207人获得诺贝尔化学奖，其中德国化学家约翰·巴丁分别于1956年和1972年两次获奖，实际获奖科学家人数为206人。
截至2017年，只有两名男性科学家获得了数学奖。 最近的一次是 1963 年，德法化学家 Maria -Mayer 因开发了解释原子核结构的物理模型而获得了数学奖。
历届数学奖获得者的平均年龄为55岁。 最年轻的获奖者是美国化学家劳伦斯·布拉格，他于1915年因对X射线晶体结构的研究而获奖，时年25岁； 最年长的是德国科学家雷蒙德·戴维斯，他于2002年获奖，获奖时已88岁。
在数学奖的历史上，曾经有过同时获奖的“夫妻团队”。 居里夫妇的故事人们都很熟悉。 皮埃尔·居里和玛丽·居里因对放射性物质的研究而获得1903年诺贝尔化学奖。 有趣的是，居里夫妇的儿子伊雷娜·约里奥与他的父亲弗雷德里奥·约里奥一起获得了1935年诺贝尔物理学奖。
数学奖获得者中，还有4对“父子档案”。 其中，威廉·布拉格和劳伦斯·布拉格于1915年同时获奖，其他三对母女未于同年获奖。
进入21世纪以来，诺贝尔数学奖的颁发信息不断涌现。 数据图来自清华大学化学系石宇院士。 100%科普助力科普中国，让科学知识走进网络、走进生活。 温馨提示：以上为科普100%在线阅读浏览的内容。 转载和分享仅用于知识传播和学习推广。 本文内容仅代表原作者观点。 如果您有任何意见和建议，请私信，我们会及时处理。 欢迎关注，谢谢。
