美國科學院院士Marlan Scully訪問中國科大
10月17日下午,美國科學院院士、著名量子光學專家Marlan Scully一行訪問中國科學技術大學。中國科大常務副校長、中科院院士潘建偉會見了來賓,相關部門負責人及教授代表參加了座談。
座談會上,潘建偉介紹了中國科大人才培養(yǎng)、科研亮點以及國際合作等情況。會后,潘建偉向Marlan Scully頒發(fā)了“中國科大愛因斯坦講席教授”證書。
會談結束后,Marlan Scully做客中國科大“大師論壇”,作了題為Photon Concept: From Planck to Bose, Einstein to Yang and Mo-Zi to Pan的主題報告,報告會由校黨委副書記蔣一主持。
Scully介紹了人類對光和光子概念由淺入深、由單一到多方面的認識,還特意提到了中國科學家在此過程中做出的貢獻。他指出,人類對光的觀察和思考可以追溯到公元前5世紀的墨子和柏拉圖時代。從那時起一直到20世紀以前,我們對光的認識還停留在經(jīng)典的概念,其中光的粒子說和波動說曾經(jīng)各自主導過一段時期。麥克斯韋統(tǒng)一了電磁場理論,那時人們認為光是一種電磁波。進入20世紀之后,普朗克對黑體輻射問題的量子化解決了紫外災難,愛因斯坦在此基礎上提出了光子的概念。自此以后,量子理論獲得了極大的發(fā)展,科學家們對光的認識也更加深刻。
隨后,Scully分三條脈絡依次娓娓道來。其一,愛因斯坦和玻色等人從光子的統(tǒng)計特性出發(fā),發(fā)現(xiàn)光子是服從被后來稱為玻色-愛因斯坦統(tǒng)計的,并預言了玻色-愛因斯坦凝聚的現(xiàn)象。70多年后,科學家們在超冷原子體系從實驗上觀測到凝聚現(xiàn)象,并因此獲得諾貝爾獎。其二,從場論的視角出發(fā),費曼、施溫格、朝永振一郎等人發(fā)展了量子電動力學,解釋了原子能級的蘭姆移位是由于真空漲落造成的。真空并不是真的空,漲落造成的電磁場會產(chǎn)生可觀測的效應。其三,薛定諤用波動力學的方式理解電磁場。物理學要求可觀測量在規(guī)范變換下應保持不變,楊振寧和米爾斯進一步認為局域的相位在規(guī)范變換下也需保持不變,提出了楊-米爾斯規(guī)范場論。千百年來,一代代科學家的探索使人們對光的本質(zhì)認識越來越深刻,這為量子調(diào)控和量子信息的發(fā)展打下了基礎。
講座之前,Scully還參觀了校史館、量子物理與量子信息實驗室、中科院微觀磁共振重點實驗室。
10月19日上午,應量子信息與量子科技前沿協(xié)同創(chuàng)新中心“墨子講壇”的邀請,Scully在中國科大上海研究院作了題為VIRTUAL PHOTONS: From Dicke's Super-and Sub-radiance and Lamb's Shift to Zhu's Theory and Pan's Experiment的報告。
Marlan O. Scully是標準教科書<Laser Physics>和<Quantum Optics>的著作人,現(xiàn)任普林斯頓大學與德州農(nóng)機大學的教授。他在激光科學和量子光學方面做出了許多開創(chuàng)性的貢獻,包括:激光的Scully-Lamb量子理論、自由電子激光、激光陀螺,相干自發(fā)輻射噪聲淬火,演示無反轉激光以及利用相干效應在熱原子氣體中產(chǎn)生超慢光。他在量子相干性和關聯(lián)效應方面的工作揭示了量子力學的基礎,對量子熱力學提出了很多新見解。他的杰出工作獲得了眾多獎項,其中包括弗雷德里克·艾夫斯獎章/奎因獎,這是光學領域最具威望的獎項。