简介

        院士口述故事是通过院士口述、组织访谈、史料编纂等方式,以挖掘整理广大院士在科研生涯中亲身经历的中国科技界的重要事件、所承担的重大创新成果以及为国家科技事业作出的贡献为重点,以“小故事”的呈现方式,通过多媒体相结合的传播形式,面向公众传播,弘扬科学精神,展示科学家风范,扩大中国科学院和学部的社会影响。

王育竹:关于中国诺贝尔奖的思考


时间:2019-12-06作者:

  1997年度诺贝尔物理学奖授予了在激光冷却气体原子研究方面做出突出贡献的朱棣文等3位科学家,这件事在科技界震动很大。有几位与我同行的专家教授几次在学术会议上说:“王育竹提出的激光冷却气体原子的物理思想与现在使用的机制是一致的”。有位教授激动地说:“王育竹距诺贝尔奖只差一步......”。当然,事实并非如此,但不少人都关心过这件事,因此我想谈谈诺贝尔奖的问题。首先,需要说明我不认为我能得诺贝尔奖,也不认为自己有这么高的造诣。但作为我在中国现实环境中所经历过的一段重要过程,应该总结一下经验,供年轻人参考或许还是有意义的。

  1978年,科学的春天来到了。我和我的同事们在工厂与工人结合了7年,完成了“远望一号”和“远望二号”测量船上的铷原子钟研制任务,回到了研究所,又开始了科研工作。搞什么研究课题呢?我到图书馆去查文献资料,我查到了汉斯和肖洛1976年发表在《光通讯》上的一篇关于“激光冷却气体原子”的论文。当我学懂了这篇文章后,“激光冷却气体原子”对我产生了巨大的吸引力。因为,我明白,原子钟的精确度是受限于原子的热运动速度,如果能降低原子的温度,即减低原子的热运动速度,那么原子钟的精确度就会大大提高。这不仅对于原子钟研究,而且对于原子物理以及基本定理的验证研究都有重大意义。我在当时并没有意识到这个课题的成功将可能获诺贝尔奖,但我意识到它的重要性和价值。作为一个原子钟研究的工作者,我自然会全身心地投入到“激光冷却气体原子”的工作中去。应该说,这是一个好机遇。当时,“激光冷却气体原子”这个领域是一片空白,只要你决心投入和潜心研究,你就会有创造。当我理解了激光冷却气体原子与多普勒频移的关联后,我提出了两种与多普勒效应相关的激光冷却气体原子的新方法。更进一步我又联想到,铷原子钟中有光频移效应,既然多普勒频移可用于激光冷却气体原子,那么光频移为什么不能用于冷却气体原子呢?因此,经过一段时间分析研究后,我提出了将交流施达克效应(光频移效应)应用于激光冷却气体原子的设想。我先后提出了“积分球红移漫反射激光冷却气体原子”,“序列脉冲激光冷却气体原子”和“利用交流施达克效应激光冷却气体原子”等论文报告。前两项物理思想是多普勒冷却机制,与诺贝尔奖获得者Phikkips1983年的工作相似。他们用磁场变化补偿多普勒频移,我用光线入射角的变化和序列脉冲的光谱宽度补偿多普勒频移。后一项物理思想与诺贝尔奖获得者S.Chu(朱棣文)和CohenTanhoudji 1989年提出的低于多普勒冷却极限的Sisyphus冷却机制相一致。他们提出在驻波场中的光频移与自发辐射结合,可冷却气体原子,而我提出光场在时间上和空间上的非均匀性所产生的光频移与自发辐射相结合可以冷却气体原子。1979年8月,诺贝尔奖获得者肖洛教授来华讲学,他访问了我们的实验室。他是“激光冷却气体原子”物理思想的提出者,我向他讲述了我的想法。他说:“这个思想是新的、合理的,表达是直接的和清晰的,我建议你马上发表”。他鼓励我要把实验做出来。

  提出物理思想重要,但展示它的可行性和应用前景更重要。尽管我提出的这些思想比国外早了5-10年,但是,我们没能从实验上做出来。为什么我们在那么多年里不能有所作为呢?这里有主观上和客观上众多问题,这是应该总结和思考的。

  首先,主观上缺乏那种强烈的攀登顶峰精神。有一位科学家说:“他就是要为获诺贝尔奖而奋斗”。可是那时候,在我们的思想观念中,不可以有要为自己的某个目标而拼搏奋斗的想法,更不敢想要为获诺贝尔奖而奋斗,因为当时认为那是个人“名利思想”,是“白专道路”,没有把个人的成功与人民的利益统一起来。实际上,国家和民族的富强是建立在个人的努力和奋斗的基础之上的,中国成功的科学家越多,国家才越强大。要创新就有风险,需要巨大的胆量和勇气去承担风险。由于缺乏这种攀登顶峰精神,当遇到巨大的客观困难时,就没有勇气去顽强的拼搏奋斗。

  在客观上,我们不够重视基础性研究。我们的科研政策是“以任务带学科”,在过去的年代里,“以任务带学科”确实推动了我国科技事业的发展,“两弹一星”的辉煌成果证明了它的正确性。虽然这一政策并没有不支持基础研究的含义,但在强调任务带学科的同时忽视了与任务无直接关联的基础性研究。1979年,我多渠道向各方写申请报告,要求支持开展激光冷却气体原子的研究。但报告送出后,如石沉大海,没有回应。由于失去了良好的机遇,延误了我国这项研究的进展。

  做一项好的研究工作与做出好的研究成果需要有较好的设备和良好的技术支撑,例如我们需要高频率稳定性的激光器和超高真空设备,国产设备达不到要求,只能利用国外现有的先进技术才能完成这个实验,这就需要一定的经费买设备。那时,没有完善合理的学术评审机制,而拨款制度是计划分配,得不到支持就没有经费。因此,开展这项新的研究工作就十分困难。我们只能用分配到室里的一点经费来建立所需装置:原子束装置和激光器设备等。我们用了十几年的时间才建立了这些装置。若在国外只要是新的独具匠心的学术思想,一般总能申请到经费,通常用半年或一年就能做出结果,我们要用10年时间建设备,然后才能开始研究工作,显然难以与国外科学家竞争。

  完成一项有价值的科研工作需要一个好的学术环境。但在当时,我们的学术环境不好,信息闭塞,与外界交流不畅,能得到高水平专家教授指导的机会就更少。我们不太提倡学术上的自由讨论,虽然我们提倡“百家争鸣”,但是由于某些原因,大家很少争论,亦没有自由争论的习惯,不利于新学术思想的成长。因此,我们需要创造一个好的、宽松自由的学术环境,提倡学术上的自由讨论,鼓励提出新的、独具创意的学术思想。

  我们的国家正处在高速发展的新时期,“科教兴国”的国策和“创新工程”的实施,将大大加速我国科学技术的发展。我们的科研环境已有很大改善,科研条件日臻完善,青年一代已能肩负起建设科技强国的重任。现在,我国正处在出创新成果的好时期,中国科学家获得诺贝尔奖已为期不远。我们必须不拘一格地选拔优秀人才,为年轻人创造一种脱颖而出的环境,提高科研队伍的素质。

  (节选自中国科学院科技创新案例(一).北京:学苑出版社,2003)

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