9月21日，2018年諾貝爾物理學獎得主，Arthur Ashkin在美國新澤西的家中去世，終年98歲。

　　昨天，他的親(qin) 屬向外界確認了這個(ge) 消息。

　　△圖源：諾貝爾獎官網

　　Arthur Ashkin最重要的研究成果，就是發明了從(cong) 物理學到生物醫學等各個(ge) 領域都廣泛使用的工具“激光鑷子”。

　　他的故事十分傳(chuan) 奇，參與(yu) 過美國核武器研究、諾獎靈感來自無意聽到的對話，後來卻被同組華人科學家“搶”走了諾獎……

　　這位為(wei) 廣大科研人員提供“生產(chan) 工具”的Arthur Ashkin，有著怎樣的人生經曆？

　　放棄核武器，轉投激光研究

　　1922年9月2日，Arthur Ashkin出生於(yu) 紐約布魯克林區。

　　Ashkin家是來自烏(wu) 克蘭(lan) 的猶太裔移民。

　　二戰期間，阿什金在哥倫(lun) 比亞(ya) 大學實驗室工作，為(wei) 當時美軍(jun) 用的軍(jun) 用雷達開發了一種磁控管。

　　1947年，他從(cong) 哥倫(lun) 比亞(ya) 大學畢業(ye) ，獲得物理學學位。

　　Arthur Ashkin的哥哥，Julius Ashkin，也是一位核物理學家，當時服務於(yu) 美國的核武器研究——曼哈頓計劃。在兄長的引薦下，Arthur Ashkin也加入了曼哈頓計劃。

　　當年參與(yu) 美國核武器研發的不少科學家，都為(wei) 開發毀滅性武器而自責，其中最著名的是曼哈頓計劃的總負責人奧本海默。

　　在美國對日本使用核武器之後，他在國會(hui) 發言：“我的雙手沾滿鮮血……”

　　而Arthur Ashkin也在1952年完全退出了曼哈頓計劃，但他的理由，並不是人道主義(yi) 。

　　因為(wei) 他的哥哥太過優(you) 秀，Arthur總覺得自己活在兄長的光環下——“我被稱為(wei) 阿什金的弟弟阿什金”。

　　於(yu) 是，小阿什金決(jue) 定轉換領域。

　　1952年獲得康奈爾大學的博士學位後，Arthur Ashkin加入貝爾實驗室，研究微波。大約十年後，他開始專(zhuan) 注於(yu) 激光和非線性光學，並且一直在這個(ge) 領域探索，直至1992年退休。

　　Arthur Ashkin的主要科研、職業(ye) 生涯全部在貝爾實驗室度過。

　　1963-1983年，他擔任貝爾實驗室激光係領導，他最重要的“激光鑷子”成果，就是在這期間取得的。

　　“偷聽”來的諾獎靈感

　　Arthur Ashkin獲得諾獎的研究成果，是發現了激光對微觀物體(ti) 的捕捉現象。

　　並在此基礎上發明了“激光鑷子”，準確的說，是“光阱”。

　　激光鑷子可以捕捉、移動小至原子，大致細菌微生物的物體(ti) ，如今廣泛運用在物理、生物醫學等等廣大研究領域。

　　而Arthur Ashkin的靈感來源，卻是一次偶然“偷聽”到的對話。

　　1966年，他作為(wei) 貝爾實驗室激光研究部門的負責人，去鳳凰城參加一個(ge) 科學會(hui) 議。

　　在那裏，他偶然聽到兩(liang) 位研究人員討論激光的一些奇怪性質：激光束中的塵埃顆粒會(hui) 來回亂(luan) 竄 。

　　這個(ge) 時候，激光還是一個(ge) 新東(dong) 西，6年前才剛被發明出來。

　　這兩(liang) 位研究人員認為(wei) ，造成塵埃位移的原因可能是“光壓”（light pressure）。

　　這裏解釋一下，光壓是指光照射到物體(ti) 上對物體(ti) 表麵產(chan) 生的壓力，可以通過光的電磁理論或光的量子理論計算大小。

　　這番討論引起了Arthur Ashkin的注意，回到實驗室後，他做了一係列實驗和計算，證明光壓並不是引起微粒位移的原因，真正的原因是熱輻射。

　　他用一個(ge) 極其微小的透明玻璃球做實驗。激光的光子通過這個(ge) 球體(ti) ，確實能夠把它推來推去。

　　但出乎意料的是，球體(ti) 卻被“吸”在了激光束的中心。

　　其實這個(ge) 現象用最簡單的動量守恒就能解釋：當光子穿過球體(ti) 並被它偏轉時，球體(ti) 也向相反方向移動。由於(yu) 光束中心有大量光子，球體(ti) 因此被驅使著向中心移動。

　　Ashkin當即意識到，通過兩(liang) 束相互指向的激光束，可以捕捉微小的物體(ti) ，並操控其移動。1970年，他將這一裏程碑式的發現發表在物理學頂級期刊PRL上。

　　1980年，他又提出了一種利用光學陷阱來測量電子電荷的方法。

　　之後的1986年、他與(yu) 貝爾實驗室的同事，主要是美籍華人科學家朱棣文，完成了激光原子的第一次實際應用，實現了對原子的捕獲。

　　隨後，Arthur Ashkin又將這個(ge) 新技術用於(yu) 生物科學領域。他開始嚐試用激光捕獲活著的微生物，1987年發表了相關(guan) 結果。

　　他開創的所謂”細胞內(nei) 部手術”，可以激光誘捕器在細胞內(nei) 抓取並移動細胞核和葉綠體(ti) 等大型細胞器。為(wei) 生物醫學研究手段進步作出巨大貢獻。

　　而Arthur Ashkin後來透露，激光捕獲微生物，其實也是一個(ge) “偶然”的發現。當時在一個(ge) 實驗運行一夜後，他意外地在光束穿過的器材上發現細菌也被困住了。

　　盡管“偶然性”在Ashkin的研究中扮演重要角色，但“激光鑷子”的重要性卻是裏程碑式的，諾貝獎委員會(hui) 根本無法忽略。

　　但是，第一個(ge) 因為(wei) 激光捕獲技術獲諾獎的，卻不是Arthur Ashkin本人。

　　“諾獎將我遺忘了”

　　1997年，Arthur Ashkin當年在貝爾實驗室的主要合作夥(huo) 伴，也是首次實現激光捕獲原子的主要研究者，美籍華人科學家朱棣文博士，獲得當年諾貝爾物理學獎。

　　朱棣文博士獲獎的理由是：發明了用激光冷卻和俘獲原子的方法。

　　結果出來後，Arthur Ashkin在接受紐約時報采訪時十分不高興(xing) ，認為(wei) “自己被諾獎遺忘了”。

　　但是，2018年終於(yu) 獲得這個(ge) 早該得到的物理學獎後，Arthur Ashkin卻表現很平淡，他說：“很早就不糾結獎項和榮譽了，正在寫(xie) 新論文，不想慶祝舊的東(dong) 西。”

　　縱觀激光輻射壓力之父Arthur Ashkin博士的一生，獲得了許多該領域的“第一”：第一個(ge) 觀察到原子上的光學梯度力、第一個(ge) 對原子進行激光冷卻、第一個(ge) 觀察原子光學俘獲。

　　基於(yu) 這些研究，Ashkin 將這項工作擴展到捕獲和操縱細菌，病毒和細胞等生物材料。Ashkin利用“光鑷”探索細胞內(nei) 部，操縱其內(nei) 部結構，並為(wei) 理解人體(ti) 正常和患病狀態的新方法奠定基礎。

　　退休後，Arthur Ashkin的研究興(xing) 趣轉向了太陽能，實驗室也變成了自家地下室。

　　他還曾半開玩笑說，自己關(guan) 於(yu) 太陽能的研究再獲一次諾貝爾獎也沒問題。