10月2日，2018年诺贝尔物理学奖揭晓，阿瑟·阿什金（Arthur Ashkin）因发明光镊技术而独享一半奖金，另一半则由发现啁啾脉冲放大技术的热拉尔·穆鲁（Gerard Mourou）和他的学生唐娜·斯特里克兰（Donna strickland）分享。获奖消息公布之后，便在网上掀起了一股小热潮。
“黑马”技术不冷门
在获奖之前，光镊技术和啁啾脉冲放大技术的知名度并不高，但这两项技术都对实验研究有重要的作用，对生物和激光领域做出过巨大的贡献。
阿什金的光镊技术，简短而通俗的解释就是用激光光束来操纵分子、细胞等微观粒子和微观生物，而微观粒子等也被称作被捕捉者。就好比用镊子去夹住某样东西，因此，这种技术被称之为光镊，其功能与日常生活中的镊子类似。
力的作用是相互的，当光在照射一个物体时，物体会反射一部分光，而光也会相应地给物体一个压力（或者说是一个推力）。在激光领域上，这被称作辐射压力，光镊技术的理论基础便是辐射压力。有了辐射压力，光就会推着被捕捉者行动，最后带到光所设置的“陷阱”中去，从而实现捕捉。
1952年，在贝尔实验室任职的阿什金从事于用激光光束操纵极细小颗粒的相关工作。经过十几年的研究后，1970年，为防止热量过高的激光将微粒点燃，阿什金将微粒换成了微观透明球，并成功实现了捕捉。因为微观球实验的成功，阿什金认为可以利用激光光束来操纵微粒，因此，阿什金有了捕捉原子的想法。然而激光产生的强热量会使原子“灰飞烟灭”，无法冷却和保留原子使得阿什金捕捉原子的实验以失败告终，雪上加霜的是实验室的上司还削减了对他的资金资助，阿什金的科研陷入危机。
1975年，多尔·亨施和阿瑟·肖洛提出了一个解决原子冷却问题的关键点：原子可以通过多普勒效应进行冷却，使得原子吸收电磁辐射的能量降低，这种方法也被称作“光学糖蜜”。技术上的突破再加上华人科学家朱棣文的加盟，1984年，阿什金再一次开始原子的捕捉实验，成功地使用光镊技术制造“陷阱”进行冷却和捕获了一对原子。1986年，阿什金在《物理评论快报》上发表了研究成果，他发现一束高度聚焦的激光就可以实现对微粒的捕捉，并制作了世界上第一个稳定的原子捕获器，标志着光镊技术的形成。
光镊技术是研究微生物科学的一个重要方式。光镊技术的发明使得测量和操作精细的微小物体成为了可能，也为其他相关领域的科技研究奠定了基础。今年诺贝尔物理学奖得主的热门人选美籍华人科学家郭培宣，便是通过光镊技术研究出了负责细胞内内运输的分子马达运动；Mammen等研究人员则利用光镊技术首次研究了流感病毒和红细胞的吸附状况；埃里克·康奈尔、沃尔夫冈·凯特勒和卡尔·威曼借助光镊技术，研究出玻色——爱因斯坦凝聚，因此获得了2001年诺贝尔物理学奖。可以说，光镊技术的发明使得微生物学领域研究有了一个强有力的辅助手段，从而展开一些更加精细的研究。
啁啾脉冲放大技术（Chirped Pulse Amplification）简称CPA,它的原理可以概括为六个字——展宽、放大、压缩。首先，就像把面团碾成薄饼一样，研究员首先将脉冲展宽，使得脉冲各部分能量分散开来，不“紧贴”在一起；之后将脉冲放大，这样被展开的每一部分的功率就会变大，最后再将其压缩为原来适合实验研究的宽度，这样一来，脉冲的功率就会大大提高。
1985年，唐娜和她的导师穆鲁将CPA概念引入到激光领域，致力于在激光领域上进行CPA的研究。在穆鲁的帮助下，唐娜完成了“展宽、放大、压缩”等一系列的实验，最终和导师一起成功发明啁啾脉冲放大技术，为创造超短超强的脉冲铺平了道路。由于激光频率发出的声音听起来像是鸟叫声。因此，科学家就用“啁啾”——一个形容鸟叫声的词语，来命名该技术。
啁啾脉冲放大技术的发明使得物理学出现了一个全新的领域——超强超快激光领域，而超强超快激光又可以以足够高的功率和足够快的速度，来创造全新的物理研究手段和极高密度、极强能量的极端的物理研究条件，摆脱只能在原有的小功率的物理实验环境下进行的情况。有了理想的的实验环境，科研人员就有了更多进行研究创造的机会。因此啁啾脉冲放大技术对物理学，特别是激光学的发展有着极强的推动作用。
研究的是一道“光”
今年的诺贝尔物理学奖是激光的主场。相传公元212年，阿基米德用一面巨大的镜子将阳光聚焦，点燃了罗马战船，使敌人葬身火海，在2000年后，人们将反射镜与量子力学相结合，制造出了一束高强度的光——激光。
激光，就是光的受激辐射，这一概念由爱因斯坦最早在1916年提出。伴随着一代又一代科学家的努力，1960年，莱曼发明了世界第一台激光装置，激光正式诞生，标志着激光领域的正式起步。激光领域是物理学研究的重要领域，也是诺贝尔物理学奖的近三十年来的常客，1997年朱棣文用镭射冷却和捕获原子获奖，2005年约翰-哈尔(John L. Hall )和德国科学家特奥多尔-汉什(Theodor W. Hänsch)年因为对激光精密光谱学的贡献折桂。
未来，激光领域的研究将激光更好地与日常生活相结合，从事激光手术，激光投影，激光照明等，是科研成果更好地为日常生活服务。我们使用的激光笔、激光灯是最简单的激光应用，利用激光进行切割、打孔主要应用在加工工艺和汽车领域。除此之外，激光与计算机数控技术及柔性制造技术相结合，可以用于模具和模型的制造。激光还将与其他高精尖技术相结合，主攻是超快超强激光的研究，以用于超细微的加工。另外，激光还将用于核物理的研究，参与大型粒子对撞机的研究。
目前，光镊技术已经较为成熟，但仍然有其缺陷，光镊技术只能用于单分子亚纳米级精度的测量，如果超过此精度，便也“无能为力”。除此之外，光镊技术由于需要准确的测量，所以对载体激光器的精密性也有很高的要求。目前甚至未来，激光研究仍然需要科研人员不断地“上下求索”，探索出激光的更多可能性。
1961年，中国研制出第一台红宝石激光器，由此开启了中国的激光发展史。中国激光研究发展速度比较快，得益于领导的重视和科研人员孜孜不倦地努力。1964年中国在上海建立了第一所也是世界上第一所激光技术的专业研究所——中国科学院上海光学精密机械研究所，用于专门的激光研究。在第一次召开全国激光会议时，140位代表就递交了103篇学术报告。短短几年，固体、气体、化学、半导体等各种类型的激光器，相继问世，加快了激光发展的进程，使中国的激光领域在发展初期与世界水平保持一致。
目前，中国激光产业的发展正处于蓬勃发展期，产学研相结合工作有序开展。在全球经济低迷的阶段，工业激光市场依旧充满活力，2017年，中国激光市场销售增长率高达25%，总值突破455亿元。在中国，激光主要应用有激光切割、3D打印，还将激光运用到医疗、机器人、汽车制造、航空航天等领域。
“相信在不就的将来，我自己发明的LED技术最终将会被激光所取代，激光将成为未来产业的发展趋势。”2014年诺贝尔物理学奖得主中村修二是LED照明的泰斗，却对激光也是予以厚望。
“黑马”之趣
2018年诺贝尔物理学奖除了获奖项目爆冷之外，获奖人也可谓是“槽点”满满。
数学家和天文学家开普勒最早提出了辐射压力这一现象，原因是经开普勒观察，彗星的“尾巴”总是背离太阳，所以他认为彗星是受到了太阳光的辐射压力。可是经过研究验证，太阳光所产生的辐射压力太小了，根本就不能“推”动彗星的“尾巴”，真正起作用的是太阳风。虽然只是一场“乌龙”，但在后来经苏联物理学家列别捷夫实验证明，确实存在光的辐射压力这一现象。
“光镊之父”阿瑟·阿什金今年96岁了，是迄今为止年龄最大的诺贝尔奖得主。1985年，在经费、研究人员不足的情况下，阿什金与当时刚进入贝尔研究所的华人科学家朱棣文合作，一起研究用激光来操纵原子，最终成功用光线冷却并捕捉了单个原子，由于激光制冷捕捉技术的发明，朱棣文在1997年就获得了诺贝尔物理学奖，而朱棣文的合伙人阿什金除了实现了自己的梦想以外，没有拿到其他奖项。当阿什金的工作伙伴纷纷因光镊技术获得诺奖，然而本应该是最大赢家的光镊技术的发明人阿什金却迟迟没有等到诺奖的到来，因此他调侃到：“我是个被诺奖遗忘的人”。
不管是操纵微小生物体还是研究细胞内的分子马达运动，光镊技术对生命科学的有着极大的贡献。阿什金本人也并不否认这一点，他认为自己“可能会因为光镊的伟大工作而获得诺贝尔生物学奖”，然而事实是他获得了诺贝尔物理学奖，以表彰他对“光学镊子及其在生物系统的应用”。虽然阿什金没有成功预测自己的获奖领域，但是他还是猜对了另一半——自己的获奖奖项，光镊技术也确实是生物系统的“神器”。
1992年，阿什金虽然从贝尔实验室退休了，但他依然活跃在自己的家庭实验室中，依旧进行着科学研究，他担任过美国国家工程学院的院士，他还是美国光学学会、美国物理学会的会员，被授予了光学协会的荣誉会员，发明专利多达50项，当得知自己获得诺贝尔奖时，阿什金还在撰写最新的有关太阳能方面的研究论文。
另两个获奖人穆鲁和唐娜，他们发现啁啾脉冲放大技术的过程充满乐趣。穆鲁在发表CPA成果的论文后面感谢了一个人给予他灵感，那个人就是穆鲁的另一个学生史蒂芬·威廉姆斯。据史蒂芬的同学透露，当时穆鲁和史蒂芬正在调试啁啾脉冲放大技术的装置，出于好奇，史蒂芬就随口问了一句：“如果光纤和放大器调个顺序会怎样?”,说完，史蒂芬也就没有在意过此事。
然而，这一想法却给他的导师穆鲁带来了灵感，于是就让当时还留在实验室的一位女同学帮忙调试了一下机器，而那个女同学就是唐娜。整理完研究结果，穆鲁其实并不在意这项研究，甚至将这一成果发表在《光学通信》上，而《光学通信》并不是权威的学术期刊，甚至连普通博士生的毕业论文都不是它的“常客”。然而令穆鲁没有想到的是，正是这篇他“不看好”的论文，让自己连同唐娜获得了2018年诺贝尔物理学奖。
除此之外，唐娜在获奖时还只是滑铁卢大学的副教授，因此，在唐娜身上就出现了所谓的“次要人物效应”——低职位获大奖。为此唐娜的获奖饱受争议，许多人认为她只是幸运，跟对了导师而已，并不认同她对啁啾脉冲放大技术做出过巨大的贡献。至于“副教授”的调侃，唐娜不以为意，称是“自己没有申请教授”罢了。
作为阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔在遗嘱中第一个提及设立的学科，物理学奖从“出生”便带有不平凡的色彩，而它折射出的每一道五彩斑斓的光谱色，都分解于一代代科研人员的汗水。
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