新华社客户端上海11月13日电（记者 吴振东）“热情、求知、直觉、机遇。”

从立志成为天文学家，到倾尽一生探索光的科学，终将“薛定谔的猫”思想实验变为现实，法兰西公学院名誉教授、2012年诺贝尔物理学奖得主塞尔日·阿罗什近日出席第四期“浦江科学大师讲坛”，总结出自己做科研的四个关键词。

2012年诺贝尔物理学奖得主塞尔日·阿罗什在“浦江科学大师讲坛”上发表演讲。（受访单位供图）

光学是物理学中古老的学科，又是当前科学研究中最活跃的学科之一，推动人类对自然的认知不断深化和人类社会的进步。科学家眼中的“光”是什么样的？阿罗什以“光的科学: 从伽利略到量子物理”为题，将光的科学史和最前沿研究娓娓道来。

1966年，20岁的阿罗什进入巴黎高等师范学院卡斯特勒—布罗塞尔实验室，开启自己的科研生涯。这间实验室大师云集——在阿罗什之前，他的导师卡斯特勒在1966年获诺贝尔物理学奖，实验室另一位科学家布罗塞尔则是法国量子光学学派奠基人。

令他感到幸运的另一件事，是激光的发明。作为操控个体量子系统的实验物理学家，激光是阿罗什职业生涯的最好帮手。2012年，他和美国物理学家大卫·维因兰德因“突破性的试验方法使得测量和操纵单个量子系统成为可能”获得诺贝尔物理学奖。阿罗什通过量子技术，运用原子和光设计了一个现实中可行的实验，成功“驯服”原子和光子并观察到量子叠加。

阿罗什发明的检测方法可在观察的同时不介入，这让量子物理学创始人所设想的思想实验变为现实。有人评价说：那只曾经困扰物理学界多年的“薛定谔的猫”似乎终于可以在现实中被“捉”住了。

2012年诺贝尔物理学奖得主塞尔日·阿罗什在“浦江科学大师讲坛”上发表演讲。 （受访单位供图）

创新背后的驱动力到底为何？阿罗什向与会者分享了做科研的秘诀。

“如果你要成为一名科学家，首先必须要有激情和热情，要对外部世界有探索的好奇心，必须能够在某些领域做非常深入的研究，对知识的探索与渴求有非常强烈的追求。”阿罗什相信，个人的倾情投入在科学探索中不可或缺。

他还认为，要真正为现有科学带来革新，不仅要和同时代研究者们交流合作，也要向历史上伟大的科学先驱们追问学习。为此，阿罗什在演讲中细数那些对“光”的研究作出重大贡献的伟大科学家。

光有没有速度？阿罗什说，在伽利略所处的时代，人们都认为光是无限快的，而伽利略首次提出“光速可以被测量”，迈出人类探索光速的第一步。70年后，奥勒·罗默通过“木卫一蚀”现象的观测，首次证实了光速是有限的。

光到底是粒子还是波？光的波粒二象性如今广为人知，但在漫长的时间里，以牛顿为代表的“粒子说”和以惠更斯为代表的“波动说”僵持不下。直到19世纪中叶，麦克斯韦提出光的电磁波理论，并且通过海因里希·赫兹的实验得到验证，由此统一了电、磁和光学。以20世纪初开尔文男爵的“两片乌云”理论作为引入，阿罗什进一步讲述了量子力学和相对论的诞生及其对光的研究所带来的巨大革新——普朗克的黑体辐射定律使人类更加深入地理解电磁辐射的本质，爱因斯坦光量子说则帮助奠定了量子力学的基础。在其后众多科学家的合力下，量子物理的“潘多拉魔盒”被人们打开，光的波粒二象性成为量子理论的基石，人们对光的本质的认识达成基本共识。自此，量子理论席卷整个物理学界，人类踏入了认识光、探索光的更高阶段。

“从伽利略到量子物理，这是一条引人入胜的科学道路。”阿罗什总结道，回顾科学史，所有研究者都是站在巨人的肩膀上，不断修正甚至推翻原有理论，才得以实现人类认知边界的不断突破，因此，“科学研究中没有永恒的真理，只有人类对世界不断修正的结论与逐渐深入的认识”。

塞尔日·阿罗什获颁“主讲科学家”纪念证书。 （受访单位供图）

如果说早期量子理论大都受益于对光的研究，到了20世纪，量子理论则开始反哺光学，推动一系列突破性技术的发明和革新。现代生活中人们习以为常的电子计算机、核磁共振扫描仪、GPS等等，无一不以量子理论为基础。

“基础科学和技术之间是共生的。”阿罗什说，伽利略望远镜和惠更斯摆钟的发明使得空间和时间的精确测量成为可能，在此基础上，光的特性被发现。人们对光的新认识，又不断促成更精确设备的发明，基础研究与技术革新之间形成的良性循环，帮助物理学家更高效、更精确地观察、证实或证伪。

如今，第二次量子革命已拉开序幕，人类正试图利用叠加、纠缠等量子特性，在量子计量、量子通信、量子模拟、量子计算等领域大展身手。未来，随着测量的手段不断进步，基础研究可以被推进到分子级、原子级，甚至更细。这位诺奖得主期待道：“我们也可以使用这样的研究能力，去探索一些电磁科学和生物科学领域最前沿的技术。”至于量子计算机到底何时能够出现，阿罗什坦言“真的不知道”，但与“不确定性”共舞，是科学研究的特点，也是其最美妙之处。

“浦江科学大师讲坛”由上海市政协发起并主管，上海市政协科技和教育委员会、复旦大学、中共上海市科学技术工作委员会、上海市科学技术委员会、上海市科学技术协会共同主办，世界顶尖科学家协会协办。

来源：新华社