2023年诺贝尔物理学奖给中国特异功能研究带来的思考和启示

2023诺贝尔物理学奖

北京时间10月3日，在瑞典首都斯德哥尔摩，瑞典皇家科学院宣布，将2023年诺贝尔物理学奖授予美国俄亥俄州立大学名誉教授皮埃尔·阿戈斯蒂尼（Pierre Agostini）、匈牙利-奥地利物理学家费伦茨·克劳斯（Ferenc Krausz）和瑞典隆德大学教授安妮·呂利耶（Anne L’Huillier），以表彰他们在阿秒光脉冲方面所做出的贡献。

瑞典皇家科学院指出，他们“证明了一种制造极短光脉冲——阿秒脉冲的方法，这种方法可用于测量原子和分子内部的电子运动或改变能量的快速过程，为人类探索电子世界提供了新工具”。其中，吕利耶从激光与气体中原子的相互作用中发现了谐波效应；阿戈斯蒂尼和克劳斯则证明用这种效应可以产生比飞秒脉冲更短的阿秒光脉冲。

阿秒（10^-18秒）是一个时间单位，在一阿秒的时间内光也只能传播0.3纳米，相当于一个原子的尺寸。阿秒脉冲是人类目前在实验室中可产生的最短光脉冲，它给了科学家观测超快电子运动的能力，是目前观测微观世界最快的“相机”。目前的阿秒脉冲主要来自飞秒激光脉冲与惰性气体相互作用，通过非线性过程产生超宽的光谱，从而在时域上获得阿秒尺度的光脉冲。

     未来在特异功能研究过程中也需要使用阿秒光脉冲技术对特异功能现象进行深层的规律性观察和原理性分析。

在中国进行特异功能研究有一个神奇的优势，那就是虽然国内某些科技领域的科研能力十分有限，但借助西方物理学成就，特别是诺贝尔物理学的研究进展，中国特异功能人完全可以充分运用“沈今川定律：超光速原子核协同效应原理”，从暗能量的高维俯视暗物质的粒子运行动态规律，来揭示宇宙物理现象和人体特异功能现象的机制探索和科学认识。

因此笔者初一尘认为：特异功能研究必须立足于全球物理学为主的基础设施和认知积累，才能与时俱进走出有中国特色特异功能研究的发展之路。

阿秒脉冲技术使得我们对以前无法追踪的快速过程，比如电子移动，或者能量的快速转移的研究成为可能。这为研究原子、分子和凝聚态物质中的电子动力学打开了一扇窗。诺贝尔物理学委员会主席伊娃·奥尔森指出：“我们现在可以打开电子世界的大门。阿秒物理学让我们有机会了解控制电子的机制，下一步将是更好地利用它们。”

阿秒脉冲技术在中国特异功能研究中早已进行了专业的应用，但这种应用是基于某些特异功能人对电子移动，能量快速移动的超光速观察为基础的。

电子世界的破译是揭示特异功能发生原理机制的核心要点，电子在三维物质运动世界的机制是全球物理学的研究的尖端科目，电子在高维空场频率全程的原理是特异功能研究的突破端口。中医学是特异功能现象规律性总结的一门学科，中医学的本质是物理医学，西方医学的本质是化学医药，因此东西方物理科学的进步对破译中医原理和特异功能机制具有决定性意义。

在此我特别感谢：蒙古高原的特异功能人：唐古达·乌尔根在特异功能破译电子世界高维粒子运动方面所做的卓越性努力和建设性意义。

阿秒光脉冲技术的原理

阿秒光脉冲技术是一种利用强场激光与物质相互作用产生高次谐波的方法，从而得到极短的光脉冲。高次谐波是指当激光场强达到一定程度时，激光与原子或分子中的电子发生非线性相互作用，使电子从束缚态被电离出来，然后受到激光场的加速和反向运动，最后重新与原子或分子碰撞并辐射出高能量的光子。这些光子的频率是激光频率的整数倍，称为高次谐波。高次谐波可以形成一个连续的频谱，从可见光到软X射线范围。如果将这些高次谐波进行相干叠加，就可以得到极短的光脉冲，其持续时间与电子重新碰撞的时间间隔成正比。由于电子在强场激光中的运动周期约为几飞秒（10-15秒），因此重新碰撞的时间间隔也在几飞秒量级，从而产生了阿秒（10-18秒）量级的光脉冲。

阿秒光脉冲技术的发展历程

阿秒光脉冲技术的起源可以追溯到1987年，当时安妮·吕利耶在法国巴黎皮埃尔和玛丽居里大学进行博士后研究时，发现了当红外激光通过惰性气体时会产生多个不同频率的高次谐波¹。这一现象引起了她和其他物理学家的注意，他们开始探索如何利用高次谐波生成极短的光脉冲。1994年，吕利耶移居瑞典隆德大学，并在那里建立了一个阿秒物理小组。她和她的团队通过改进激光参数和气体靶等实验条件，逐步提高了高次谐波的效率和质量，从而实现了阿秒光脉冲的产生和测量。2003年，她和她的团队以170阿秒的最小光脉冲打破了世界纪录。

与此同时，另外两位物理学家也在不同的方向上推动了阿秒光脉冲技术的发展。皮埃尔·阿戈斯蒂尼是法国艾克斯-马赛大学的博士毕业生，后来在美国哥伦布俄亥俄州立大学任教授³。他在1990年代初期开始研究高次谐波产生机制的理论模型，并提出了三步模型⁴，即电子被电离、加速和重新碰撞的过程。这一模型为理解和控制高次谐波提供了一个清晰的物理图像，并为产生阿秒光脉冲提供了一个有效的方法。2001年，阿戈斯蒂尼成功地产生并观测了一系列连续的光脉冲，其中每个光脉冲的持续时间仅为250阿秒。

费伦茨·克劳斯是匈牙利-奥地利物理学家，现任德国加兴马克斯普朗克量子光学研究所所长和路德维希马克西米利安慕尼黑大学教授。他在1991年获得奥地利维也纳科技大学博士学位，并在那里开始研究飞秒激光技术。他的研究小组率先制出并测量了时间不到1飞秒的光脉冲，这标志着原秒物理的创生。他后来转移到德国，并在那里开展了另一种产生阿秒光脉冲的实验方法，即使用啁啾脉冲放大技术（CPA）产生超短激光脉冲，并通过气体靶或固体靶产生高次谐波。这种方法可以实现单个阿秒光脉冲的分离和控制，从而提高了阿秒光脉冲的质量和稳定性。2001年，克劳斯成功地分离出一个持续时间为650阿秒的单个光脉冲。

光脉冲

阿秒光脉冲技术的主要应用领域

阿秒光脉冲技术作为一种新型的超快光学工具，为物理学和相关学科提供了一种观测和控制电子运动的手段，从而揭示了物质中许多快速和复杂的过程。阿秒光脉冲技术已经在以下几个方面取得了重要的应用：

原子分子物理：阿秒光脉冲可以用来研究原子分子中电子结构、动力学和相互作用，例如电子轨道成像、电子隧穿、电离、解离、激发、退激等过程。

凝聚态物理：阿秒光脉冲可以用来研究凝聚态物理：阿秒光脉冲可以用来研究固体材料中电子、声子、自旋和磁性等性质的超快变化，例如电子相变、声子动力学、自旋动力学、磁畴壁运动等过程。

化学反应动力学：阿秒光脉冲可以用来研究化学反应的微观机制，例如反应坐标、过渡态、反应速率、反应路径等参数。

分子生物物理：阿秒光脉冲可以用来研究生物分子的结构和功能，例如蛋白质的折叠、解折叠、构象变化、功能调控等过程。

纳米光学：阿秒光脉冲可以用来研究纳米尺度的光学现象，例如表面等离激元、纳米结构的光学响应、纳米粒子的光学操控等效应。

X射线科学：阿秒光脉冲可以用来产生高亮度的软X射线或硬X射线，从而实现X射线的时间分辨和空间分辨，例如X射线衍射、X射线吸收、X射线发射等技术。

初一尘感悟：特异功能研究的方向不只是高维暗能量世界，在暗能量之下的暗物质世界电子多维时空作为重要基础性依托。