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10月1日晚,2026年沃尔夫奖正式公布获奖名单。其中,美国科罗拉多大学、美国国家标准与技术研究院(NIST)的叶军和德国马克斯·普朗克量子光学研究所、慕尼黑大学的Immanuel Bloch共同获得沃尔夫物理学奖,这一奖项被称为“诺奖风向标”。
组委会给出的获奖理由是“在超冷原子系统控制方面取得具有变革性且可广泛应用的进展”。两人的成就共同代表了现代物理学一个重要转折,即从观测量子世界,走向控制、测量并利用量子世界。
从技术上来看,无论是Bloch的光晶格量子模拟,还是叶军的光晶格原子钟,用的都是同一套底层逻辑:激光冷却、光学囚禁、对原子量子态的极致操控。区别就是,Bloch把其用来模拟复杂的量子物质,叶军则用来“丈量”时间,并将时间测量推向第19位有效数字之后。
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两条路,一个底层逻辑
我们先来看一下华人学者叶军。叶军于1967年在上海出生,1989年本科毕业于上海交通大学,1997年在科罗拉多大学博尔德分校获得博士学位,导师为后来获得诺贝尔物理学奖的John L.Hall。叶军现为美国国家标准与技术研究院(NIST)和JILA研究员。
他的贡献主要集中在光晶格钟和核钟两个方向。
光晶格钟的技术路线以香取秀俊提出的方案为基础,把成千上万个锶原子囚禁在“魔术波长”光晶格中,配合超稳激光和对原子间相互作用的精细控制,叶军团队将其光钟的稳定性与系统级不确定度推进至10⁻¹⁹方量级,研制出世界上最精确、最稳定的光学原子钟。沃尔夫基金会的评价是,这些成果“重新定义了时间与频率测量的国际标准”。
这个精度到底意味着什么?叶军团队2022年在Nature发表的工作显示,在一团毫米尺度的原子样品内部,高度相差不到一毫米,时间流逝的快慢就已经可以被分辨出来。
除此之外,他的团队给出了电子电偶极矩迄今最灵敏的上限,为超出标准模型的新物理划定边界。同时通过不同原子钟之间的长期比对,搜寻精细结构常数等基本常数随时间的可能变化。
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2024年,他的团队又与合作伙伴首次将钍-229原子核的同质异能跃迁与锶光钟直接进行频率比对,直接推开了核钟这扇门。
2026年1月,叶军团队在Nature上进一步报道了固态钍-229核钟的频率复现性,用近一年的时间对三块不同钍浓度的氟化钙晶体进行系统测量,证实了核跃迁频率在长时间尺度上的稳定性。这项工作为核钟从原理验证走向工程化奠定了关键基础。
当然,国内同赛道也在加速。2026年3月,中科大潘建伟、戴汉宁等团队把锶原子光晶格钟的稳定度和不确定度推过10⁻¹⁹量级,达到300亿年误差不超过1秒,和叶军的方向相呼应。
再来看一下Bloch。Bloch于1972年在德国富尔达出生,2000年在慕尼黑大学拿到博士学位,导师正是2005年诺贝尔物理学奖得主Theodor Hänsch。Bloch现就职于马克斯·普朗克量子光学研究所。
Bloch的主线工作是光晶格里的强关联量子多体系统。
2002年,Bloch团队在Nature上报道了玻色原子从超流体到Mott绝缘体的量子相变:调高光晶格深度,原本在整个晶格中相干流动的原子突然冻结在各自格点上。这是冷原子体系中第一次清晰地实现强关联量子相变。
此后,Bloch团队发展了量子气体显微镜,2010年在Nature上报道了单原子分辨率的荧光成像技术,能够在单个格点、单个原子的分辨率下给原子“拍照”,让人第一次“看见”量子多体态的微观结构。
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他们还在准无序光晶格中观测到相互作用费米子的多体局域化,近年的工作则追踪了费米Mott绝缘体掺杂后从赝能隙金属到费米液体的演化。沃尔夫基金会认为,他的工作“奠定了量子模拟的核心范式”。
总之,两人的技术路径虽不尽相同,但底层逻辑都是把原子冷却到接近绝对零度,用量子特性被放大到宏观可见的体系,去执行那些经典体系做不到的操控和测量。这正是沃尔夫奖委员会把两人放在同一届的原因。
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诺奖风向标
沃尔夫奖由Ricardo Wolf及其家族成立的沃尔夫基金会于1976年设立的奖项,其宗旨是促进全世界科学、艺术的发展。
沃尔夫奖每年颁发给来自世界各地为人类利益和人民之间友好关系作出贡献的杰出科学家和艺术家。迄今为止,已有近400位来自全球的科学家和艺术家荣获此殊荣。据统计,约1/3的沃尔夫奖得主最后都获得了诺贝尔奖,因此沃尔夫奖又被称为“诺奖风向标”。
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就物理学领域来说,截止2026年,已有27位沃尔夫物理学奖得主随后获得诺贝尔物理学奖。
2010年,量子纠缠方向的克劳泽、阿斯佩、蔡林格拿到沃尔夫物理学奖,12年后三人同获诺贝尔奖;2022年,阿秒物理的三位开创者捧起沃尔夫奖,第二年就转正成诺奖得主。超冷原子恰恰是近年诺奖的热门方向,这正是这届组合让人浮想联翩的原因。
对华人而言,这个奖还有一层特殊意义:1978年首届沃尔夫物理学奖,得主正是吴健雄。从那之后将近半个世纪,沃尔夫物理学奖的华人名单一度沉寂,直到2026年的叶军。
而且,把叶军和Bloch放一起可以看到,叶军的导师John L.Hall与Bloch的导师Theodor Hänsch,因为发明光学频率梳技术共享了2005年诺贝尔物理学奖。21年后,两位诺奖得主的学生又在同一年捧起沃尔夫物理学奖。
因此,不知道本次的沃尔夫物理学奖得主是否会对诺贝尔物理学奖的评审委员会提供一个新的见解,这样的颁奖组合几乎是把“光钟”、“核钟”和“量子模拟”三大领域都覆盖了。
当然,叶军也长期被列入诺贝尔物理学奖的热门讨论。不过,从正式程序看,外界无法判断他是否进入2026年评审名单。
诺贝尔奖官网规定,候选人、提名人、评审材料和相关意见需要保密50年。2026年诺贝尔物理学奖将在10月6日公布,因此目前任何所谓“内部名单”或具体概率都缺少可验证依据。
从学术条件看,叶军在光晶格钟、超稳激光、精密测量、超冷分子及核钟方向形成了连续且具有国际影响力的成果链条,确实具备进入诺奖讨论的研究分量。真正难判断的是奖项如何界定核心发现,以及如何在香取秀俊、叶军和其他重要贡献者之间组织不超过三人的获奖组合。
Bloch也面临着类似问题。量子模拟的发展涉及多个节点,包括理论模型、光晶格方案、玻色与费米哈伯德模型实现、量子气体显微镜等,很难将其压缩为单一实验及少数贡献者。
因此,沃尔夫奖的组合也不能完全被当作诺贝尔奖的预演。
不过,对于量子科技领域来说,这届沃尔夫物理学奖再次确认了超冷原子控制在量子科技中的基础地位。量子技术的竞争现在已不能完全只看量子比特数等硬数据指标,能否以更低误差制备、保持、操控和读取量子态也是值得关注的。
总之,华人学者时隔多年再次捧起沃尔夫物理学奖,今年诺贝尔物理学奖会不会轮到华人,我们拭目以待。
[1]https://wolffund.org.il/home-page/
[2]https://www.colorado.edu/jila/2026/02/06/nuclear-clockwork-experiments-highlight-reproducibility-nuclear-transition-frequency#1
[3]https://news.ustc.edu.cn/info/1056/94266.htm
[4]https://mp.weixin.qq.com/s/gHDgHWr36cD4--5JIotPvw?scene=1&click_id=12
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