阿秒时代可能代表北斗新时空进入新阶段

北斗系统与GNSS开启了高精度一体化时空信息服务的新时代，这是信息社会里程碑式的巨大进步，把时间量的应用推向了极致，尤其是在涉及国家重大基础设施的安全应用领域，或者说是在信息、数据、网络领域产生的辐射力影响力保障力，是难于估量的，特别是在交通运输、电信通讯、电力网络和金融交易等许多方面，高精度的时间同步都具有不可或缺、不可替代的重大作用。

图片来源：诺贝尔奖委员会官网

以往我们在高精度时空信息应用和服务中，更多的是与智能信息产业和中国服务国家品牌联系起来，将时空信息往大里做，往宏观发展，往宇宙产生、人类形成、地球星辰变化去思考，这是一个大方向，但是10月3日今年的诺贝尔物理学奖授予皮埃尔·阿戈斯蒂尼（Pierre Agostini）、费伦茨·克劳斯（Ferenc Krausz）和安妮·勒惠利尔（Anne L’Huillier），以表彰他们“为研究物质中的电子动力学，而产生阿秒激光的实验方法”方面所作出的贡献。卫星导航的原子钟，把时间计量的应用推向前所未有的广度、深度和高度，原子时成为所有计量单位中其他参量无法触及的天花板，而阿秒激光的实验方法，则是让时间测量的分辨率达到了目前可能的顶峰。

阿秒是目前人类掌握的最小时间分辨尺度。阿秒级的运动不管你如何盯着看，都肯定无法看到它，因为它的持续时间实在太短了，只有百亿亿分之一秒。阿秒物理从时间范畴研究物质中的电子动力学特性，也就是从时间分辨率角度，把我们认识物质世界的视野提高了一大步。如今人们已经成功将阿秒技术应用于原子、分子、纳米体系甚至固体中超快电子运动的测量和调控研究，为诸多潜在应用开辟了崭新的道路。这就是时间计量向微观方向发展，也为中国新时空开拓出一片崭新的研究天地。

这三位科学家获得诺贝尔物理学奖是众望所归，他们在阿秒物理领域都做出了开拓性的工作。比如，费伦茨·克劳斯的研究组产生了世界上第一个阿秒脉冲，这是一个里程碑式的突破，使人类得以深入原子结构内部观测并记录电子运动，超快科学及技术的发展迎来了阿秒时代。

安妮·勒惠利尔是诺贝尔物理学奖的第5位女性得主。她是最早通过实验证明阿秒脉冲形成的过程——高次谐波产生的人之一，并为该过程的恰当理论描述的发展作出了重大贡献。她还进行了许多开创性的实验，以加深对基本过程的理解，她也是新阿秒物理研究领域形成的关键参与者。在生活中，她非常随和，关心每一个人，跟学生相处很随意，我们当时经常和组里的同学开玩笑说，她就像组里的妈妈一样，什么都会考虑到，对待学生也像妈妈一样好。安妮·勒惠利尔虽然人很随和，但她对科研工作却极端认真。安妮·勒惠利尔不仅是一位伟大的科学家，也是个极为优秀的教师。她对科学概念了然于胸、非常清晰，每一次跟她讨论科学问题，她总从最根本的物理概念上让我们醍醐灌顶；同时对科研，她也非常认真。

更多意义上说，发明这种基础科学的新工具、新技术的科学家们，把人类带进了阿秒时代，吹响了开创一个向微观世界进军的号角，何为阿秒？就是10-18秒。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。我们现在能打开电子世界的大门了。阿秒物理学使我们有机会了解电子控制的机制，下一步将是利用它们。

诺贝尔奖官网介绍称，费伦茨·克劳斯研究组已经迈出了生物应用的第一步。通过将宽带光学、超快激光源和精确的飞秒-阿秒场解析技术相结合，克劳斯研究组开发出了光电场分子指纹技术，可以检测生物流体分子成分的变化。这有望成为一种新的体外诊断分析技术，用于检测血液样本中痕量的疾病特征分子。它的最大优点是可以同时监测许多分子，而且辐射是非电离的，因此不会对人体造成伤害。