第五位诺贝尔物理学奖女性得主：一场“失败”的实验，造就抓拍电子的“快门”

“我能再说几句吗？”4月18日，在复旦大学相辉堂举行的“浦江科学大师讲坛”互动环节结束后，2023年诺贝尔物理学奖得主、瑞典隆德大学教授安妮·吕利耶主动说道，“我曾受邀在各种场合做过演讲，很多时候提问的都是男性，但这次几乎都是女性在提问题，请大家坚持下去。”作为第五位获得诺贝尔物理学奖的女性，她的这番话为这场聚焦阿秒科学的前沿分享，增添了温暖的力量。

【人类能掌控的最短时间尺度】

当天，安妮·吕利耶以《阿秒脉冲的探索之旅》为题，带来一场兼具科学性与通俗性的演讲。现场，她展示了一张1987年实验用激光器的照片：“我们原本想观测荧光信号，却一无所获，正当以为实验失败时，却意外捕捉到一种全新现象——激光场的高次谐波。”

这场看似“失败”的实验，恰恰开启了人类探索阿秒世界的新大门。安妮·吕利耶最初的研究目标，是探寻激光与原子相互作用后产生的光辐射，尤其是荧光信号。未曾想，探测器上出现的高次谐波辐射，成为了意外之喜——这种辐射以一系列极短光脉冲的形式存在，持续时间约为100阿秒。

高次谐波在自然界中广泛存在。小提琴演奏时，琴弓扫过琴弦产生的音乐由不同谐波组成；而实验室里，超短超强的飞秒激光是‘琴弓’，电子就是‘琴弦’，高次谐波便是科学世界里的“乐章”。

“1阿秒之于1秒，就如同1秒之于宇宙的年龄。阿秒几乎是目前人类能掌控的最短时间尺度。”安妮·吕利耶说。阿秒的英文由前缀“atto”与“second（秒）”组成，“atto”源自丹麦语，意为十八，代表10

，也就是十亿亿分之一秒。

【人类首次“看见”电子运动】

电子是构成物质的基本粒子，在原子核周围高速运动，长期以来难以被直接观测。人们只能通过间接实验数据，推测其运动状态。

安妮·吕利耶团队发现的高次谐波，为破解这一难题提供了关键钥匙，由其衍生的阿秒脉冲，成为“抓拍”电子运动的“超级快门”，让人类第一次真正“看见”电子的运动。

“实验的价值，就在于它常常能带来意想不到的结果。”安妮·吕利耶说，理论与实验缺一不可，“我热爱理论研究，但模拟与实验必须同步推进，没有谁更重要之分。”她坦言，在发现高次谐波后，自己和团队曾推测其可能产生阿秒脉冲，但这一猜想的验证，足足等待了14年。

2001年，这一领域迎来里程碑式突破：法国科学家皮埃尔·阿戈斯蒂尼，首次测得阿秒脉冲串时域分布，单个脉冲仅250阿秒；德国科学家费伦茨·克劳斯，独立观测到了第一个孤立阿秒脉冲。安妮·吕利耶与这两位科学家，因在阿秒脉冲领域的开创性贡献，共同斩获2023年诺贝尔物理学奖。颁奖委员会评价：“有了阿秒光脉冲，我们现在可以打开电子世界的大门了。”

【寄语女性坚守热爱】

未来十年，阿秒科学对我们的生活将带来哪些变化？对于解放日报记者这一提问，安妮·吕利耶坦言难以精准预测，却充满期待：“下一代智能手机、电脑中大量的集成电路，未来可能会通过高次谐波进行检测，这是一个非常实际的应用，但还有待观察。期待未来能有更多这样的应用。”

面对“如何在急功近利的环境中坚守科研”的提问，安妮·吕利耶给出了简单却坚定的答案：热爱。“我在同一个主题上研究了近40年，驱动我坚持下去的，是对高次谐波领域的热爱。每一次实验改进，每一个新发现，都让我对这个领域有更深的理解，这种不断学习的过程，本身就是一种动力。再加上我个性里的坚韧，让我能在遇到困难时不轻易放弃。”

对于有志于投身物理学研究的女性，安妮·吕利耶给予了真挚鼓励。她的研究团队中女性占比超30%，且在不断提升。“未来我们要做更多的赋能，让更多女性按她们的意愿开展科学探索。对此，我非常乐观。”她提到，共有5位女性获得过诺贝尔物理学奖，前三次都间隔了几十年，而最近这两次只间隔了两三年。

演讲尾声，安妮·吕利耶分享了几张珍贵的照片。2023年12月10日，她参加了在瑞典斯德哥尔摩举行的诺贝尔奖颁奖典礼，从瑞典国王手中接过了诺贝尔奖章，“在此后举行的盛大晚宴上，我穿着蓝色礼服，有幸坐在瑞典国王身边。”

分享完这段经历，她不忘致谢每一位合作者，其中也包括来自中国的合作者，“就在昨天，我们还一同合影留念，过去几年的合作非常愉快。”

安妮·吕利耶简介：

瑞典隆德大学教授、瑞典皇家科学院院士、瑞典皇家工程科学院院士、欧洲科学院院士、美国国家科学院外籍院士、奥地利科学院外籍院士、2022年沃尔夫物理学奖得主、2023年诺贝尔物理学奖获得者。

瑞典籍法裔科学家，长期从事阿秒科学领域的研究。她职业生涯早期在法国萨克莱的原子能委员会工作，1986年完成博士学业后留任为正式研究人员，直至1995年。1986年，她曾在瑞典哥德堡查尔姆斯理工大学从事博士后研究；1988年，赴美国洛杉矶南加州大学进行博士后工作。1995年，她加入瑞典隆德大学，并于1997年晋升为正教授。她的研究兼具理论与实验，聚焦于气体中高次谐波的产生及其应用，尤其在阿秒科学领域作出了开创性贡献。2023年，她与皮埃尔·阿戈斯蒂尼和费伦茨·克劳斯共同荣获诺贝尔物理学奖，以表彰他们“为研究物质中电子动力学而开发出产生阿秒光脉冲的实验方法”。

原标题：《第五位诺贝尔物理学奖女性得主：一场“失败”的实验，造就抓拍电子的“快门”》

本文作者：解放日报 黄海华

题图来源：安妮·吕利耶。黄海华 摄