激光之父：1964年諾貝爾物理學(xué)獎得主湯斯博士

朱安遠(yuǎn)

[摘要]美國實驗和理論物理學(xué)家、發(fā)明家和教育家查爾斯·湯斯是微波激射器（Maser）的主要發(fā)明者和激光器（Laser）的先驅(qū)者之一，與前蘇聯(lián)（現(xiàn)俄羅斯）物理學(xué)家和微波波譜學(xué)家巴索夫以及普羅霍羅夫分享1964年諾貝爾物理學(xué)獎，還與多人共享“激光之父”之美譽(yù)。激光技術(shù)是20世紀(jì)人類的重大技術(shù)發(fā)明之一，為了紀(jì)念湯斯教授逝世1周年并寄托筆者的深情哀思，特撰寫出此長文。筆者在此全面介紹了湯斯教授的生平與家庭成員；主要學(xué)術(shù)成就與貢獻(xiàn)；與中國的淵源以及所獲雅稱、獎項與榮銜，重點梳理出激光技術(shù)波瀾壯闊發(fā)展歷程的整個脈絡(luò)和概貌，還順便簡介了并非激光器的半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）的發(fā)展概況，簡明扼要地闡述了諾貝爾自然科學(xué)獎中與激光技術(shù)密切相關(guān)的有關(guān)情況。

[關(guān)鍵詞]查爾斯·湯斯；能級（能態(tài)）；躍遷；受激輻射；微波波譜學(xué)；核磁共振；拉比樹；粒子數(shù)反轉(zhuǎn)；微波激射器（Maser）；量子電子學(xué)；工作物質(zhì)（增益介質(zhì)）；泵浦源；光泵浦；光諧振腔；激光（Laser）；紅寶石激光器；激光技術(shù)；光纖通信（光通信）；網(wǎng)絡(luò)；全息攝影術(shù)；精密測量；激光冷卻技術(shù)；玻色—愛因斯坦凝聚態(tài)（BEC）；發(fā)光二極管（LED）；發(fā)明專利；諾貝爾自然科學(xué)獎

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.01.190

1 湯斯先生生平與家庭成員圖1 查爾斯·湯斯教授

美國實驗和理論物理學(xué)家、發(fā)明家和教育家查爾斯·哈德·湯斯（見圖1，Charles Hard Townes，1915.07.28—2015.01.27，屬相：卯兔，星座：獅子座）出生于南卡羅來納州格林維爾縣格林維爾市（Greenville city），具有蘇格蘭血統(tǒng)，家里擁有一個小農(nóng)場。其父老亨利（Henry Keith Townes，Sr.，1876.10.16—1958.06.13）是一位事業(yè)有成的律師；母親埃倫（Ellen Sumter Townes，née Hard，1881.11.06—1980.09.04）1902年畢業(yè)于格林維爾女子學(xué)院（Greenville Womens College，1933年并入福爾曼大學(xué)），曾想攻讀醫(yī)學(xué)碩士并成為一名醫(yī)師，后在自己雙親的勸阻下而放棄職業(yè)追求，她性格寬容，自小就有意識地培育孩子們的各種興趣和愛好。老亨利夫婦婚后育有3子3女：長女瑪麗（Mary Ella Nyland），圖書管理員；次女艾倫（Ellen Whilden Townes Taylor），拉丁語教師；長子小亨利（Henry Keith Townes，Jr.，1913.01.20—1990.05.02），密歇根大學(xué)知名昆蟲學(xué)家和動物學(xué)家，其夫人是一位植物學(xué)家；次子查爾斯·湯斯；幼女沃拉麗亞（Aurelia Keith Townes Schawlow，1923—1991.05.09，因汽車車禍?zhǔn)攀溃晿反T士，音樂家（作曲家、女中音歌手和合唱指揮）；幼子喬治（George Franklin Townes），律師和法學(xué)家。1951年5月19日湯斯小妹沃拉麗亞嫁給物理學(xué)家肖洛（1924—1950年隨父母定居加拿大多倫多，經(jīng)拉比教授介紹，在美國碳化物和碳化工公司基金的資助下，1950—1951年在哥倫比亞大學(xué)湯斯手下進(jìn)行有關(guān)微波波譜學(xué)在有機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用方面的博士后研究），婚后育有1子2女：獨(dú)子凱斯（Arthur ″Artie″ Keith），自閉癥（孤獨(dú)癥）患者；長女海倫（Helen Aurelia Johnson），斯坦福大學(xué)法語碩士，法國博士（1987年），威斯康星大學(xué)法語助理教授；次女伊迪絲（Edith Ellen ″Edie″ Dwan），斯坦福大學(xué)心理學(xué)學(xué)士（1981年）。

1940年冬湯斯在假日滑雪時初識弗朗西斯圖2 湯斯夫婦晚年照（Frances Hildreth Townes，née Brown，1916.02.13—）小姐，1941年5月4日他倆在新罕布什爾州庫斯縣（Cos/Coos county）柏林市（Berlin city）登記結(jié)婚，弗朗西斯畢業(yè)于馬薩諸塞州史密斯學(xué)院（Smith College，著名圖3 2014年弗朗西斯·湯斯女士98歲時生日的七姊妹聯(lián)盟學(xué)院成員），曾任加利福尼亞州（簡稱加州）奧克蘭博物館自然歷史部的講解員，在哥倫比亞大學(xué)給外國學(xué)生教過英語，在麻省理工學(xué)院（MIT）組織過女教師的職業(yè)培訓(xùn)，2007年出版其回憶錄《一個科學(xué)家妻子運(yùn)氣不佳的遭遇》（Misadventures of a Scientists Wife）。湯斯夫婦婚后育有4女：琳達(dá)（Linda Lewis Townes Rosenwein），密歇根大學(xué)心理學(xué)博士；埃倫（Ellen Screven Townes Anderson），加利福尼亞大學(xué)伯克利分校（UCB）解剖學(xué)碩士；卡娜（Carla Keith Kessler Townes Lumsden），加州斯克利普斯學(xué)院（Scripps College，屬女子學(xué)院）學(xué)士，機(jī)械工程師；霍莉（Holly Townes Robinson），沒有上過大學(xué)，伯克利市職員。湯斯夫婦晚年（見圖2和圖3）一直居住在加州阿拉米達(dá)縣（Alameda county，縣治所在地是奧克蘭）伯克利市（Berkeley city）圣安東尼奧大道第1988號（1988 San Antonio Avenue，CA94707）。湯斯教授因年事已高且健康日差，2015年1月27日身體狀況突然惡化，在被送往奧克蘭市（Oakland，位于伯克利市南部9 km處）就醫(yī)途中不幸仙逝，享年100歲，差半年多1天而遺憾地未能邁入期頤之年（湯斯的享年精確值是99.4986歲，位列諾物獎得主享年第一，位列諾獎得主享年第三）。他是諾物獎歷史上的第120位和諾獎歷史上的第565位逝者。與湯斯同一天逝世的法國化學(xué)家沙文（Yves Chauvin，1930.10.10[CDF1]2015.01.27，2005CH31）則是諾化獎歷史上的第107位和諾獎歷史上的第566位逝者。

湯斯的主要學(xué)習(xí)經(jīng)歷：1931年畢業(yè)于格林維爾市公立中學(xué)；1935年以優(yōu)異成績（summa cum laude）獲格林維爾私立福爾曼大學(xué)（Furman University，1826年成立，曾隸屬于福音浸禮宗教會）雙學(xué)士學(xué)位（現(xiàn)代語言學(xué)BA和物理學(xué)BS），大二時被物理學(xué)“美麗的邏輯結(jié)構(gòu)”所迷倒而終身傾注于科學(xué)研究；1936年（源自諾獎官網(wǎng)“Biographical”，1991年湯斯在接受“口述歷史”記者采訪時親自證實過此事，故普遍流傳的“1937年”之說是錯誤的）獲北卡羅來納州私立杜克大學(xué)（Duke University）物理學(xué)MA，其碩士學(xué)位論文是關(guān)于范德格拉夫發(fā)生器（Van de Graaf generators，又稱范德格拉夫加速器、范德格拉夫起電機(jī)、帶式靜電發(fā)生器）方面的。范德格拉夫發(fā)生器是一種將機(jī)械能直接轉(zhuǎn)換為電能的直流高電壓發(fā)生器，1931年由荷蘭裔美國物理學(xué)家范德格拉夫（Robert Jemison Van de Graaff，1901.12.20—1967.01.16）發(fā)明，它是帶電粒子加速器的先驅(qū)；1939年獲加利福尼亞理工學(xué)院CIT/Caltech（California Institute of Technology，中文常簡稱為加州理工學(xué)院）物理學(xué)PhD，其博士學(xué)位論文是《碳的重同位素濃度及其核自旋的測量》（Concentration of the heavy isotope of carbon and measurement of its nuclear spin），導(dǎo)師是斯邁思（William Ralph Smythe，1893—1988）教授。文獻(xiàn)[1]P29中的“他（指湯斯）撰寫的《碳十三的自旋》的學(xué)位論文，發(fā)表在一九三九年《物理評論》雜志上”是不準(zhǔn)確的，因為該文并不直接是湯斯的博士學(xué)位論文，只是他和導(dǎo)師1939年合著的1篇與博士論文有關(guān)的文章而已。[2]湯斯的語言能力很強(qiáng)，除英語以外，還具有一定的法語、德語、西班牙語、意大利語、希臘語、俄語和拉丁語的閱讀和表達(dá)能力。

湯斯的主要工作經(jīng)歷和職銜：1937—1939年任加州理工學(xué)院物理學(xué)助教；1939—1947年（諾獎官網(wǎng)“Biographical”中的“1933—1947年”之說有誤）任美國貝爾實驗室[Bell Labs/Laboratories，曾名AT&T Bell Labs和Bell Telephone Labs，1925年成立，1925—1983年屬于AT&T/Western Electric，1984—1986年屬于AT&T，1996—2006年屬于朗訊科技（Lucent），2006年起隸屬于法國阿爾卡特朗訊（Alcatel-Lucent）公司，其總部原設(shè)在紐約市，1941年遷至新澤西州Murray Hill]技術(shù)員（technical staff），從事雷達(dá)投彈轟炸（瞄準(zhǔn)導(dǎo)航）系統(tǒng)的設(shè)計和研究；1948—1961年任哥倫比亞大學(xué)物理學(xué)副教授（1948—1950年）和教授（1950—1961年），其中1950年任該大學(xué)亞當(dāng)斯會員（Adams Fellow），1950—1952年任輻射實驗室執(zhí)行主任，1952—1955年任物理系主任（1945—1949年拉比任主任，1949—1952年和1960—1963年庫什任主任），1955—1956年利用15個月假期攜全家游學(xué)歐洲和亞洲，1959—1961年兼任（屬借調(diào)性質(zhì)）華盛頓國防分析研究所IDA（Institute for Defense Analysis）副所長和研究主任；1961—1966年任麻省理工學(xué)院MIT（Massachusetts Institute of Technology，號稱“工程師的搖籃”）教務(wù)長（provost）兼物理學(xué)教授，1966—1967年任MIT物理學(xué)全院級教授（Institute Professor）；1967—1986年任教于加利福尼亞大學(xué)伯克利分校UCB（University of California，Berkeley），是整個加利福尼亞大學(xué)物理學(xué)全校級教授（University Professor），1985—1986年任UCB全校級研究講師（Faculty Research Lecturer）。1986年7月正式退休，但UCB研究生院在物理系給他保留一個辦公室（office at Birge Hall）。

湯斯教授的職業(yè)生涯還包括（均屬兼職性質(zhì)）：1958—1961年任美國空軍科學(xué)咨詢委員會成員；曾任美國總統(tǒng)科學(xué)咨詢（顧問）委員會PSAC（Presidents Science Advisory Committee）成員（1960—1963年和1966—1970年）和副主席（1967—1969年），1976—1977年任美國總統(tǒng)科學(xué)技術(shù)委員會成員；1963—1968年任加州索爾克生物研究所（Salk Institute for Biological Studies，1960年成立）理事會（board of trustees）成員；1964—1970年任美國國家航空航天局（NASA）載人航天飛行科學(xué)技術(shù)顧問委員會主席，1966—1970年任NASA阿波羅登月計劃科學(xué)咨詢委員會主席，1971—1977年任NASA航天計劃顧問理事會主席；1965—1970年任美國著名智庫蘭德公司RAND（Research and Development，1948年5月14日成立，美國最重要的以軍事為主的綜合性戰(zhàn)略研究機(jī)構(gòu)，被譽(yù)為世界智囊團(tuán)的開創(chuàng)者）理事會成員和顧問；1966—1985年任珀金埃爾默公司（PerkinElmer Corp./Corporation）董事會（board of directors）成員；1971—1973年任通用汽車公司（General Motors Corp.）科學(xué)咨詢委員會主席，1973—1978年任該公司董事會榮譽(yù)董事，1978—1986年任該公司癌癥研究基金會理事會成員；1971—1986年任伍茲霍爾海洋研究所WHOI（Woods Hole Oceanographic Institution，1930年成立）理事會成員；1979—1984年任加州理工學(xué)院董事會成員，1985年起任該學(xué)院榮譽(yù)董事；1982—1986年任美國國防部國防科學(xué)委員會DSB（Defense Science Board）成員；1983—1993年任伯克利太平洋宗教學(xué)校PSR（Pacific School of Religion）理事會成員；1987—1990年任太平洋天文學(xué)會ASP（Astronomical Society of the Pacific，1889年2月7日成立于舊金山）董事會成員。里根（1983年3月23日首先提出“戰(zhàn)略防御倡議”，即星球大戰(zhàn)計劃）政府時期曾任國防部戰(zhàn)略武器和MX導(dǎo)彈委員會主席。

湯斯教授是孟加拉和喜馬拉雅盆地國際研究所IIBHB（International Institute of Bengal and Himalayan Basins，2009年成立，其總部設(shè)在加州伯克利，另在英國、孟加拉國和印度設(shè)有分支機(jī)構(gòu)）的創(chuàng)始人和顧問之一，IIBHB致力于解決全球水危機(jī)和研究減少有毒物質(zhì)進(jìn)入飲用水資源的解決方案。

湯斯教授于1950—1952年任《科學(xué)儀器評論》（Review of Scientific Instruments，1930年創(chuàng)刊，由美國物理聯(lián)合會主辦）雜志編輯；1951—1953年任《物理評論》（Physical Review，1893年7月1日創(chuàng)刊，由美國物理學(xué)會主辦）雜志編輯；1957—1959年任《哥倫比亞大學(xué)論壇》（Columbia University Forum）編輯；1957—1960年任《分子光譜學(xué)雜志》（Journal of Molecular Spectroscopy，1957年創(chuàng)刊，現(xiàn)是愛思唯爾Elsevier旗下出版物）編輯；1963—1965年任《導(dǎo)彈防御研究雜志》 （Journal of Missile Defense Research）編輯；1978—1984年任《美國國家科學(xué)院學(xué)報》（Proceedings of the National Academy of Sciences，1915年創(chuàng)刊，由美國國家科學(xué)院主辦）編輯；1995年起任《加拿大物理學(xué)雜志》（Canadian Journal of Physics，1929年創(chuàng)刊，由NRC Research Press出版）編輯。

湯斯教授在政治上堅持獨(dú)立立場，他是美國聯(lián)合基督教會UCC（United Church of Christ）一位活躍而虔誠的新教教徒，曾任哥倫比亞大學(xué)附近一所教堂的執(zhí)事，其雙親則信奉新教浸禮宗（Baptist，又稱浸信宗）。UCC由福音派歸正教會（Evangelical and Reformed Church）和公理會基督教會（Congregational Christian Churches）于1957年合并而成。湯斯認(rèn)為，科學(xué)與宗教信仰是平行的，并不相沖突，他在回憶錄《創(chuàng)造波浪》一書中不惜動用30頁篇幅來談?wù)撟诮绦叛鰡栴}。[3]湯斯是一位達(dá)·芬奇式（百科全書式）的人物——多才多藝的科學(xué)家，興趣極為廣泛，業(yè)余愛好眾多，喜愛旅游、游泳、潛水、滑雪、音樂、足球、登山和蘭花栽培等。

2 激光發(fā)明簡史──從光量子假說到激光技術(shù)

2.1 激光概述、分類及應(yīng)用

激光（Laser，港澳臺地區(qū)通常音譯為雷射或鐳射）是指基于受激輻射的光放大過程產(chǎn)生的相干光輻射。能產(chǎn)生激光的裝置稱為激光器，產(chǎn)生激光的三要素是：①工作物質(zhì)（又稱增益介質(zhì)、激活介質(zhì)，gain medium）：用來實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)以產(chǎn)生光受激輻射并放大的物質(zhì)體系。②泵浦源（又稱激勵系統(tǒng)、激發(fā)系統(tǒng)，pumping source）：為工作物質(zhì)實現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)而提供能量來源，泵浦方式因工作物質(zhì)類型的不同而不同，主要有光能、電能和化學(xué)能方式等。③光諧振腔（optical cavity/resonator）：為激光提供正反饋，同時具有選模作用，其參數(shù)影響輸出激光的品質(zhì)。

受各種條件限制，激光器產(chǎn)生的激光頻率遠(yuǎn)不能覆蓋整個光波頻段，特別是在紫外、極紫外和遠(yuǎn)紅外區(qū)則更難通過激光器來直接產(chǎn)生相干輻射。這時可通過非線性光學(xué)原理來達(dá)到上述目的。激光入射到非線性光學(xué)介質(zhì)時，通過各種非線性光學(xué)效應(yīng)進(jìn)行頻率變換，可在新的波段產(chǎn)生相干光。

激光實質(zhì)上是一種相干光振蕩器（coherent optical oscillator），最初被稱為光激射器（optical maser）。1957年9月14日湯斯在其實驗室的筆記本上勾勒出早期光激射器的草圖，同年11月13日美國物理學(xué)家古爾德（Richard Gordon Gould，1920.07.17—2005.09.16）在其筆記本上寫下的標(biāo)題“Some rough calculations on the feasibility of a LASER：Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation（激光：受激輻射光放大器可行性的一些粗略計算）”被認(rèn)為是首創(chuàng)縮寫詞“Laser”。[4]

“Laser”早期在中國被稱為萊塞（萊澤）、雷射（鐳射）、光激射（發(fā)）器、光受激輻（發(fā)）射放大器、光（學(xué)）量子放大器和光量子振蕩器等，相當(dāng)混亂，鑒此錢學(xué)森（1911.12.11—2009.10.31）院士（學(xué)部委員）于1964年10月15日致函《光受激發(fā)射情報》雜志（1964年3月5日在中科院長春光學(xué)精密機(jī)械研究所創(chuàng)刊，同年5月7日中國首個激光專業(yè)研究所——中科院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所的前身中科院光學(xué)精密機(jī)械研究所上海分所成立，稍后該雜志就交由中科院上海光機(jī)所主辦，從1966年總第9期開始更名為《激光情報》，1969年更名為《國外激光動態(tài)》，1971年更名為《國外激光》，1995年更名為《激光與光電子學(xué)進(jìn)展》至今）編輯部建議定名為“激光”，同年12月14日在上海召開的全國第三次光受激發(fā)射專業(yè)會議正式采納此建議。[5～6]“激光”之名言簡意賅、語簡意深，反映了其科學(xué)內(nèi)涵，既傳神又貼切。

激光本身就是相干性、量子性和非線性的集大成者，其四大特性是：①方向性好（即極低發(fā)散度和極高準(zhǔn)直性）：近似于理想的平行光，光束的發(fā)散角（2θ）最好可達(dá)10-3毫弧度（mrad）級。月球是距離地球最近的天體，它與地球的平均距離為38.44萬km，從地球上發(fā)射激光到月球形成的光斑直徑可不超過1 km。②單色性好和高度相干性：光的單色性通常用光的頻譜分布（線寬）來描述，普通氦氖激光的線寬與波長之比Δλ/λ可達(dá)10-11～10-13數(shù)量級。激光是一種比較接近于理想的單色平面波或單色球面波（聚焦后）的電磁波，即理想的完全相干電磁波。電磁波的相干性可從兩個方面（空間相干性和時間相干性）來描述。光波的縱向相干長度與線寬成反比，單色性越好則縱向相干長度就越長。激光的縱向相干長度可達(dá)105 km。③亮度（輝度）極高：高功率釹玻璃激光比太陽光的亮度高16個數(shù)量級。④能量密度極大：激光本身的能量并不大，但因其作用范圍甚小，其能量密度極大。激光可在極短的時間內(nèi)聚集起大量的能量，故可被應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。

鎖模是指采用特殊方法將激光器中各個模的相對相位保持固定，相干疊加后產(chǎn)生高質(zhì)量的超短光脈沖序列，主要應(yīng)用于精密測量。鎖模技術(shù)的發(fā)展歷經(jīng)了被動鎖模、主動鎖模、同步泵浦鎖模、碰撞鎖模CPM（colliding pulse mode-locking）、加成脈沖鎖模APM（additive pulse mode-locking）、耦合腔鎖模CCM（coupled-cavity mode-locked）、非線性鏡NLM（nonlinear mirror）鎖模、克爾透鏡鎖模KLML（Kerr lens mode-locking，又稱自鎖模）以及半導(dǎo)體可飽和吸收鏡SESAM（semiconductor saturable absorber mirror）鎖模等階段。鎖模技術(shù)是激光通信和飛秒激光的基礎(chǔ)。如今脈沖激光器所發(fā)出的光脈沖寬度可達(dá)飛秒（femtosecond，1 fs=10-15 s）甚至阿秒（attosecond，1 as=10-18 s）級，這種“超短脈沖”是任何無線電脈沖所望塵莫及的。

激光器按其工作物質(zhì)的不同大致可分為以下六大類（各大類之間存在部分重疊的現(xiàn)象）：[7]①固體激光器（solid state laser）：這里的固體包括晶體和玻璃等，如紅寶石激光器、玻璃激光器（glass laser，釹玻璃激光器是其典型代表）、藍(lán)寶石激光器、摻釹釩酸釔（yttrium vanadate，YVO4∶Nd3+）激光器和摻鐿氟化釔鋰YLF（yttrium lithium fluoride，LiYF4∶Yb3+）激光器等。②氣體激光器（gas laser）：又稱氣體放電激光器（gas discharge laser），這里的氣體包括原子氣體、分子氣體和離子氣體等，如氦氖激光器、稀有氣體（氬、氪、氙）及其離子激光器、氮激光器、二氧化碳（CO2）激光器、一氧化碳（CO）激光器和準(zhǔn)分子激光器等。堿金屬蒸氣激光器是一種新型的光泵浦氣體激光器，包括氦鎘型、氦汞型和氖銅型等，半導(dǎo)體泵浦堿金屬蒸氣激光器DPAL（diode-pumped alkali laser）是其典型代表。③液體激光器（liquid laser）：其工作物質(zhì)分為有機(jī)化合物液體（染料）和無機(jī)化合物液體兩類，其中染料激光器（dye laser）是其典型代表（亦有固體染料激光器），適宜于作可調(diào)諧激光器和脈沖激光器。環(huán)形染料激光器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但其性能優(yōu)越，可輸出穩(wěn)定的單縱模激光。④半導(dǎo)體激光器（semiconductor laser，亦可被歸類于固體激光器）：通常由p層、n層和形成雙異質(zhì)結(jié)的有源層構(gòu)成，主要有雙異質(zhì)結(jié)激光器和條紋型構(gòu)造的半導(dǎo)體激光二極管LD（laser diode），目前較成熟的是砷化鎵（GaAs）激光器，廣泛應(yīng)用于光纖通信（激光通信）、激光視盤（CD=compact disc/disk、CD-ROM、CD-R、CD-RW、VCD=video CD、LD=laser disc和DVD=digital video/versatile disc等）、激光打印機(jī)、激光復(fù)印機(jī)、激光掃描儀和激光指示器（激光筆），是目前生產(chǎn)量最大的一類激光器。半導(dǎo)體激光器的發(fā)展經(jīng)歷了3個階段：同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器（由單一半導(dǎo)體材料構(gòu)成）、一般異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器和量子阱半導(dǎo)體激光器。量子阱激光器（分為量子線激光器和量子點激光器兩類）是一種特殊的LD，與傳統(tǒng)LD相比，它具有更低的閾值、更高的量子效率、極好的溫度特性和極窄的線寬。⑤化學(xué)激光器（chemical laser）：一類利用化學(xué)反應(yīng)能來實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的特殊氣體激光器，如氟化氫激光器、氟化氘激光器、化學(xué)氧碘激光器和全氣相碘激光器等。⑥光纖激光器（fiber laser）：以摻入某些激活離子的光纖為工作物質(zhì)，或利用光纖自身的非線性光學(xué)效應(yīng)而制成，可分為晶體光纖激光器、稀土類摻雜光纖激光器（俗稱玻璃光纖激光器）、塑料光纖激光器和非線性光學(xué)效應(yīng)光纖激光器四大類。

波導(dǎo)激光器（wavebeam guide laser）是指諧振腔內(nèi)激光傳播和振蕩的模式由光波導(dǎo)理論來確定的激光器，固體、液體、氣體和半導(dǎo)體等工作物質(zhì)都可以做成波導(dǎo)激光器，其中較為成熟的是CO2波導(dǎo)激光器。

激光技術(shù)廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究、通信工程和信息技術(shù)IT（information technology），也應(yīng)用于醫(yī)療手術(shù)、精密計量（1983年第17屆國際計量大會已采用甲烷和碘穩(wěn)頻的氦氖激光波長為基準(zhǔn)，給出新的長度單位“米”；激光頻標(biāo)也將取代微波頻標(biāo)給出新的時間單位）、精確測距（1962年5月MIT林肯實驗室就首次利用紅寶石脈沖激光器和天文望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了地球和月球之間的激光雷達(dá)測距）、電子排版系統(tǒng)（俗稱激光照排）、原子鐘、軍事武器（因激光武器具有強(qiáng)大的殺傷力，故激光被稱為死光death ray。激光制導(dǎo)技術(shù)1972年首次被運(yùn)用于越南戰(zhàn)爭）、同位素分離、農(nóng)作物育種、大氣污染監(jiān)測和分析以及機(jī)械加工（如鉆孔、熔煉、焊接、切割和表面處理等）高熔點材料等，還可用于驗證愛因斯坦（1921PH*）的廣義相對論。

2.2 激光溯源及愛因斯坦的受激輻射理論

1900年12月14日（量子論、量子力學(xué)和量子物理學(xué)的誕生日）德國物理學(xué)家普朗克（1918PH*）在柏林德國物理學(xué)會年會上宣讀其論文《關(guān)于正常光譜中能量分布定律的理論》，提出了一個劃時代的革命性思想——黑體輻射的光量子假說。

1913年尼爾斯·玻爾（1922PH）為解釋氫原子光譜的不連續(xù)性，在普朗克量子假說、愛因斯坦光子學(xué)說和盧瑟福（1908CH）原子行星模型的基礎(chǔ)上，提出氫原子結(jié)構(gòu)和氫光譜的初步理論——定態(tài)躍遷原子軌道模型（即玻爾氫原子結(jié)構(gòu)模型），引入了定態(tài)量子躍遷和軌道量子化的嶄新思想，首先成功地解釋了原子的穩(wěn)定性和氫原子光譜線的頻率分布規(guī)律（包括可見光波段的巴耳末系、紅外波段的帕邢系以及后來發(fā)現(xiàn)的其他氫原子譜系）。

1916年愛因斯坦發(fā)表論文《輻射的發(fā)射和吸收量子理論》[8]和《關(guān)于輻射的量子理論》[9]（文獻(xiàn)[10]系文獻(xiàn)[9]的再版），總結(jié)了舊量子論的發(fā)展，還根據(jù)尼爾斯·玻爾提出的量子躍遷概念首次引入受激輻射的概念并給出能級之間躍遷的新認(rèn)識（暗示有可能通過“激勵”產(chǎn)生光子輻射，但他并沒有想到利用受激輻射來實現(xiàn)光放大，光放大后得到的光是一般自然條件下得不到的相干光），推導(dǎo)出黑體輻射譜，建立起一套描述原子輻射和吸收電磁波過程的普適統(tǒng)計理論（即愛因斯坦自發(fā)躍遷A系數(shù)和受激躍遷B系數(shù)，又稱量子躍遷幾率唯象理論），給量子電動力學(xué)的發(fā)展提供了向?qū)?。?dāng)光子與服從玻爾茲曼（奧地利物理學(xué)家和哲學(xué)家，Ludwig Eduard Boltzmann，1844.02.20—1906.09.05）分布（即麥克斯韋—玻爾茲曼分布）的原子發(fā)生相互作用時，愛因斯坦利用原子與黑體輻射場平衡時的統(tǒng)計公式和維恩（1911PH）位移定律（又稱維恩公式）導(dǎo)出了光子的普朗克黑體輻射定律（又稱普朗克黑體輻射公式，簡稱普朗克公式）；[11]同樣，當(dāng)光子與服從費(fèi)米（1938PH）—狄拉克（1933PH22）分布或玻色—愛因斯坦分布的物質(zhì)發(fā)生相互作用時，也能導(dǎo)出普朗克黑體輻射定律。[12～13]經(jīng)典電動力學(xué)和量子力學(xué)結(jié)合而發(fā)展起來的量子電動力學(xué)是光量子論的嚴(yán)密形式，狄拉克于1927年[14]以及海森堡（1932PH*）和泡利（1945PH）于1929—1930年[15～16]相繼提出的輻射量子理論奠定了量子電動力學(xué)的理論基礎(chǔ)。

為了解釋黑體輻射定律，愛因斯坦將光和組成物質(zhì)的粒子（原子、分子和離子等）之間的相互作用歸結(jié)為3種基本方式（即粒子的3種躍遷方式，它們總是同時存在的）：①自發(fā)輻射（spontaneous emission）：激發(fā)態(tài)粒子的電子自發(fā)隨機(jī)地從高能級躍遷到低能級，自發(fā)躍遷產(chǎn)生非相干的復(fù)合普通光（如太陽、白熾燈和熒光燈等所發(fā)出的自然光）。②受激輻射（stimulated emission）：在外來輻射場的作用下，電子從高能級躍遷到低能級，光放大后產(chǎn)生更強(qiáng)的相干光（與入射光同相位、同頻率、同偏振方向）?，F(xiàn)代磁學(xué)之父范弗萊克（1977PH33）于1924年首創(chuàng)“受激輻射”一詞，并首先把受激輻射與經(jīng)典物理學(xué)中光的負(fù)吸收對應(yīng)起來。[17～18]③受激吸收（英文詞是“absorption”而不是“stimulated absorption”）：受激輻射的逆過程，低能級粒子吸收光子而躍遷到高能級。受激輻射和受激（共振）吸收是產(chǎn)生激光的基礎(chǔ)，前者還是產(chǎn)生激光的必要前提。除自發(fā)躍遷和受激躍遷以外，迄今人們尚未發(fā)現(xiàn)其他輻射躍遷機(jī)制。愛因斯坦還預(yù)言了受激輻射的相干性。[19]

盡管產(chǎn)生激光的機(jī)理可以追溯到愛因斯坦所獨(dú)創(chuàng)的受激輻射理論，但將它說成是奠定了現(xiàn)代激光技術(shù)的理論基礎(chǔ)，甚至將愛因斯坦贊譽(yù)為“激光之父”，這些說法有些言過其實。[20]

2.3 微波波譜學(xué)

微波波譜學(xué)（microwave spectroscopy，又稱無線電波譜學(xué)、電磁波譜學(xué)）是指應(yīng)用電子學(xué)方法研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的一門學(xué)科。利用微波波譜法和磁共振法，可精確地測定一些原子能級的精細(xì)結(jié)構(gòu)和超精細(xì)結(jié)構(gòu)，如與真空極化有關(guān)的拉姆位移、原子核的自旋和核矩、電子和μ子的反常磁矩、氘核四極矩以及分子鍵長等。微波波譜學(xué)和共振技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)致微波量子放大器（Maser）的出現(xiàn)、原子鐘的發(fā)明、激光的問世和頻率基準(zhǔn)的建立，開辟了量子電子學(xué)這一新興學(xué)科。量子電子學(xué)（quantum electronics）是電子學(xué)的一個分支，它是研究有關(guān)物質(zhì)能級、原子內(nèi)的運(yùn)動以及晶體中的各種現(xiàn)象來實現(xiàn)傳統(tǒng)電子學(xué)的各項任務(wù)。

電磁波譜波長（與頻率成反比）從高到低依次是無線電波（>1 m）、微波（1 mm～1 m）、紅外線（780 nm～1 mm）、可見光（380～780 nm，紫色為380～420 nm，藍(lán)色為420～470 nm，青色為470～500 nm，綠色為500～570 nm，黃色為570～600 nm，橙色為600～630 nm，紅色為630～780 nm）、紫外線（10～380 nm，真空紫外VUV 200～380 nm）、X射線（0.01～10 nm）和γ射線（<0.01 nm）。射頻RF（radio frequency）表示可以輻射到空間的電磁波，其波長范圍一般是1 mm～1 km（相應(yīng)的頻率是300 kHz～300 GHz）。太陽光的波長范圍是400～760 nm。頻率和波長的關(guān)系式是頻率=光速/波長。

原子和分子的能級是量子化的，人們在研究微波波譜學(xué)時才注意到：可在物質(zhì)的特定能級間實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，通過受激輻射過程實現(xiàn)微波輻射的放大，進(jìn)而可制成微波激射器用來產(chǎn)生微波相干輻射。

1921年美國電氣工程師阿爾伯特·赫爾（Albert Wallace Hull，1880.04.19—1966.01.22）發(fā)明用于產(chǎn)生微波振蕩的磁控管（magnetron）[21]，使人類開始了對微波的研究。愛因斯坦關(guān)于受激輻射的理論，最早得到美國理論物理學(xué)家托爾曼（Richard Chace Tolman，1881.03.04—1948.09.05）的呼應(yīng)，1924年他根據(jù)原子和分子系統(tǒng)內(nèi)激發(fā)態(tài)粒子數(shù)分布的情況，指出可以得到負(fù)吸收或放大，并在實驗中觀察到這種機(jī)制所引起的吸收系數(shù)的變化。[22]1925年荷蘭物理學(xué)家克拉摩斯（Hendrik Anthony ″Hans″ Kramers，1894.12.17—1952.04.24）和德國理論物理學(xué)家海森堡利用虛擬振子思想發(fā)展了光的色散理論，提出克拉摩斯—海森堡色散公式（Kramers-Heisenberg dispersion formula）[23]，其中包含著“負(fù)色散項”，“負(fù)色散”[negative dispersion，用量子理論考慮高量子態(tài)影響后的特殊色散，其概念不同于“反常色散”（anomalous dispersion）]與受激輻射理論中的“負(fù)吸收”（negative absorption）相對應(yīng)，也對應(yīng)著普朗克黑體輻射公式分母中“-1”這一項。1928年德國原子物理學(xué)家、光譜學(xué)家科普夫曼（Hans Kopfermann，1895.04.26—1963.01.28）和拉登堡（Rudolf/Rudolph Walter/Walther Ladenburg，1882.06.06—1952.04.06）在研究氖氣放電色散現(xiàn)象時，發(fā)現(xiàn)激勵電流超過一定值時，高能級氖分子集居數(shù)隨電流增大而增多，結(jié)果使負(fù)色散效應(yīng)增強(qiáng)，通過實驗證實了由受激輻射所引起的負(fù)吸收現(xiàn)象，間接地證實了受激輻射的存在[24～25]，他倆的研究已觸及到光放大問題。拉登堡利用賈民（法國物理學(xué)家，Jules Célestin Jamin，1818.05.31—1886.02.12）干涉儀（1856年）得到各種色散系數(shù)并于1933年繪制出氖的色散系數(shù)隨放電電流密度變化的曲線。他們因過于迷信熱力學(xué)第二定律（又稱熵增定律，其表述方式通常有3種：不可能把熱量從低溫物體傳向高溫物體而不引起其他變化；不可能制成一種循環(huán)動作的熱機(jī)，從單一熱源取熱使之完全轉(zhuǎn)換為有用的功而不引起其他變化；不可逆熱力過程中熵的微增量總是大于零。后來人們才搞明白：產(chǎn)生激光的物理過程并不違背此定律，因為與激光束輸出的同時，存在著相應(yīng)數(shù)量的負(fù)熵流）所假設(shè)的熱平衡而未能展開進(jìn)一步的深入研究。1934年密歇根大學(xué)物理學(xué)博士生克利頓（Claud Edwin Cleeton，1907.12.11—1997.04.16）及其導(dǎo)師威廉斯（Neil Hooker Williams，1870.10.23—1956.11.21）在微波波段探索氨分子的光譜線，首先發(fā)現(xiàn)氨分子（NH3）在波長1.1 cm處有強(qiáng)烈吸收[26]（后來得到的準(zhǔn)確值是1.25 cm），這是微波波譜學(xué)的最早實驗，標(biāo)志著微波波譜學(xué)的開端。1946年湯斯[27]以及牛津大學(xué)克拉倫登實驗室（Clarendon Laboratory）物理學(xué)家布利尼（Brebis Bleaney，CBE，F(xiàn)RS，1915.06.06 —2006.11.04）等人[28]對氨分子波長1.25 cm附近的（超）精細(xì)結(jié)構(gòu)的高分辨譜研究具有特別意義。1937年美國電氣工程師瓦里安兄弟（Russell Harrison Varian，1898.04.24—1959.07.28；Sigurd Fergus Varian，1901.05.04—1961.10.18）發(fā)明了速調(diào)管（klystron，周期性地調(diào)制電子注內(nèi)的速度以實現(xiàn)放大或振蕩的微波電子管），加上雷達(dá)的出現(xiàn)，使得微波技術(shù)飛躍發(fā)展。1938年荷蘭物理學(xué)家塞爾尼克（1953PH）在計算各種干涉條件下的光束強(qiáng)度時提出“相干度”（degree of coherence）的概念。[29]上述研究有助于人們認(rèn)識到受激輻射的實際意義。

1951年德默爾特（1989PH32）及其博導(dǎo)克魯格（Hubert Krüger）首先在固體中觀察到Cl35和Cl37核四極矩共振（NQR）信號，使波譜學(xué)迅速擴(kuò)展到射頻波段。1950年卡斯特勒始倡光泵浦，1951年哈佛大學(xué)美國天體物理學(xué)家尤恩（Harold Irving Ewen，1922.03.05—）和珀塞爾首次觀察到來自銀河系的中性氫原子21 cm的星際譜線信號（1963年以前觀測到的唯一射電天文譜線）[30]，開創(chuàng)了射電天文譜線研究的歷史，從而使得波譜學(xué)的內(nèi)容更加豐富而充實。

2.4 核磁共振和拉比樹

磁共振是指自旋不為零（此時它具有磁矩）微觀粒子體系（分子、原子、電子、質(zhì)子、中子和原子核等）在磁場中可形成若干分立的能級（即塞曼能級，源自塞曼效應(yīng)），在適當(dāng)?shù)耐饧咏蛔兇艌鲎饔孟?，它劇烈地吸收能量，在這些能級之間發(fā)生躍遷而產(chǎn)生共振吸收的現(xiàn)象。微觀粒子體系在恒定的外加磁場中，其磁矩相對于磁場方向只能取幾種量子化的方位。若垂直于恒定磁場的方向加一交變磁場，在適當(dāng)條件下，它能改變磁矩方向，使磁矩體系選擇地吸收特定頻率的交變磁場的能量。磁共振可用核磁化強(qiáng)度矢量的拉莫進(jìn)動（Larmor precession）來描述。按機(jī)理磁共振可分為自旋—晶格弛豫（spin-lattice relaxation，又稱縱向弛豫）和自旋—自旋弛豫（spin-spin relaxation，又稱橫向弛豫）兩類。弛豫過程是指物質(zhì)系統(tǒng)由非平衡態(tài)（暫態(tài)）自發(fā)地趨于平衡態(tài)（定態(tài)）的過程，有時很復(fù)雜。弛豫過程所經(jīng)歷的時間稱弛豫時間（relaxation time）。

根據(jù)研究對象的不同，磁矩共振可分為兩大類：①以電子磁矩為主的稱電子自旋共振ESR（electron spin resonance），它包括電子順磁共振EPR（electron paramagnetic resonance，1944年被發(fā)現(xiàn)）、鐵磁共振FMR（ferromagnetic resonance，1946年被發(fā)現(xiàn)）、反鐵磁共振AFMR（antiferromagnetic resonance，1950年被發(fā)現(xiàn)）、傳導(dǎo)電子自旋共振CESR（conduction electron spin resonance，1953年被發(fā)現(xiàn)）和亞鐵磁共振FiMR（ferrimagnetic resonance，1955年被發(fā)現(xiàn)）等。②以原子核磁矩為主的稱核順磁共振（簡稱核磁共振NMR=nuclear magnetic resonance），包括核四極矩共振NQR（nuclear quadrupole resonance）和激光磁共振LMR（laser magnetic resonance）等，穆斯堡爾（1961PH22）效應(yīng)（Mssbauer effect，又稱Lamb-Dicke-Mssbauer effect）其實質(zhì)也是一種核磁共振。1956年科學(xué)家們開始研究兩種磁共振耦合的磁雙共振現(xiàn)象，1957年和1958年在磁有序系統(tǒng)中分別發(fā)現(xiàn)高次模式的靜磁型共振（magnetostatic resonance）和自旋波共振SWR（spin wave resonance）。醫(yī)學(xué)上的磁共振成像MRI（magnetic resonance imaging，舊稱核磁共振成像，一種斷層掃描成像）技術(shù)就是基于NMR這一物理現(xiàn)象而發(fā)明的。1990年代研發(fā)出來的光學(xué)相干斷層掃描OCT（optical coherence tomography）技術(shù)是繼X-CT技術(shù)和MRI技術(shù)之后醫(yī)學(xué)成像技術(shù)領(lǐng)域的又一個重大突破。

磁共振現(xiàn)象是在固體微觀量子理論和無線電微波電子學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的基礎(chǔ)上被發(fā)現(xiàn)的。分子束方法是斯特恩（1943PH*）開創(chuàng)的，1922年采用分子/原子束磁偏轉(zhuǎn)法和磁重聚法完成了著名的斯特恩—蓋拉赫實驗（Stern-Gerlach experiment），驗證了原子中電子軌道的空間量子化并發(fā)現(xiàn)質(zhì)子磁矩。拉比（美國實驗物理學(xué)之父）是斯特恩的學(xué)生，1927—1929年赴歐進(jìn)修期間曾在漢堡大學(xué)斯特恩實驗室學(xué)習(xí)1年（剛開始時與泡利是同事），他發(fā)展了斯特恩的分子束方法，開創(chuàng)性地將之應(yīng)用于電磁波共振研究。受荷蘭實驗和理論物理學(xué)家戈特（Cornelis Jacobus ″Cor″ Gorter，1907.08.14—1980.03.30）工作的啟發(fā)，哥倫比亞大學(xué)拉比小組把射頻共振法應(yīng)用于分子/原子束共振研究，1938—1939年完成了著名的分子束（磁共振）實驗，首次檢測到原子核在均勻磁場中的共振吸收現(xiàn)象，這是核磁共振實驗的發(fā)端。[31～32]該實驗是對斯特恩—蓋拉赫實驗的延伸和發(fā)展。1944年前蘇聯(lián)喀山國立大學(xué)物理學(xué)家扎沃伊斯基（Yevgeny Konstantinovich Zavoisky，1907.09.28—1976.10.09）從MnCl2和CuCl2等順磁性鹽水溶液中首先觀察到電子順磁共振現(xiàn)象。1945年12月哈佛大學(xué)珀塞爾小組在固體石蠟樣品中觀察到質(zhì)子的核磁共振吸收信號（當(dāng)時他們已實現(xiàn)了磁共振中的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，但因無法放大微弱的信號而不能加以利用）[33]，1946年1月斯坦福大學(xué)布洛赫（1952PH21）小組在液體水樣品中也觀察到質(zhì)子的核磁共振感應(yīng)信號（他們也初步觀察到磁共振中的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)）。[34～36]珀塞爾和布洛赫2個小組采用的方法不盡相同（磁共振吸收法和磁共振感應(yīng)法），但幾乎同時在凝聚態(tài)物質(zhì)中觀察到核磁共振現(xiàn)象，這是對拉比在真空狀態(tài)下觀察到分子束核磁共振現(xiàn)象的延伸和發(fā)展。1946年布洛赫首先導(dǎo)入縱向弛豫時間和橫向弛豫時間的概念，將它們唯象地引入到磁化矢量的動力學(xué)方程中，建立了后人稱之為布洛赫方程（用于描述精密測量核磁矩的一種數(shù)學(xué)方法）的一組非線性微分方程。

1945年拉比首次公開表明原子束磁共振可用于制作鐘表，即原子鐘（atomic clock，大致可分為有源和無源兩大類，有源原子鐘主要有氨分子鐘、氫原子鐘和銣氣泡原子激射器鐘等，無源原子鐘主要有銫原子鐘、鉈原子鐘、氧化鋇分子鐘和銣氣泡標(biāo)準(zhǔn)鐘等）。1949年首架原子鐘——氨分子鐘（簡稱氨鐘）誕生于美國國家標(biāo)準(zhǔn)局（NBS），但其準(zhǔn)確性還不如當(dāng)今的石英鐘。世界上首架實用的原子鐘——銫鐘于1955年由英國國家物理實驗室NPL（National Physical Laboratory，1900年成立）物理學(xué)家埃森（Louis Essen，F(xiàn)RS，OBE，1908.09.06—1997.08.24）及其助手帕里（Jack V.L.Parry）利用銫原子束頻標(biāo)研制成功。[37]借助于激光冷卻和俘獲原子技術(shù)，1995年法國巴黎天文臺建成世界上首架冷原子噴泉鐘（cold atomic fountain clock）——銫噴泉鐘，其不確定度高達(dá)10-15數(shù)量級，現(xiàn)是世界上最好的原子鐘。單個鋁離子光鐘的不確定度可達(dá)10-18數(shù)量級甚至更高。

1950年拉姆齊在研究分子束磁共振的過程中發(fā)明了分離振蕩（交變）場方法[38]，它設(shè)計十分巧妙，實際上是拉比分子束實驗的改進(jìn)版和首例零場NMR實驗。分離振蕩場法可用于研究拉姆位移、拉莫進(jìn)動（Larmor precession）和原子計時，完善了研究原子結(jié)構(gòu)的方法，大大提高了原子鐘的準(zhǔn)確性，奠定了現(xiàn)代銫原子鐘的基礎(chǔ)。化學(xué)位移（chemical shift）是指在各種有機(jī)分子中，因質(zhì)子所受到的屏蔽效應(yīng)程度不同而導(dǎo)致在核磁共振譜上所產(chǎn)生的吸收峰值位置不同的現(xiàn)象。1950年斯坦福大學(xué)物理系布洛赫門下的2位博士后普洛克特（Warren George Proctor，1920.11.24—2005.05.28）和虞福春（Yu Fuchun，1914.12.09—2003.02.12，1949年6月獲俄亥俄州立大學(xué)物理學(xué)PhD）合作首先發(fā)現(xiàn)核磁共振譜線中的化學(xué)位移效應(yīng)，這是世界上最早發(fā)現(xiàn)的核磁共振譜線與核所在的化學(xué)環(huán)境有關(guān)的現(xiàn)象。[39]1952年拉姆齊利用分離振蕩場法創(chuàng)立了磁共振方面的化學(xué)屏蔽理論[40]，成功地導(dǎo)出了由成鍵電子貢獻(xiàn)的化學(xué)位移順磁項，奠定了化學(xué)位移理論和核磁共振波譜學(xué)的基礎(chǔ)。

恩斯特（1991CH）首先將計算機(jī)技術(shù)引入到核磁共振波譜學(xué)，運(yùn)用新的信息處理方法和快速傅立葉變換，從瞬態(tài)脈沖激勵的衰減信號中獲取頻譜，于1966年研制出脈沖傅立葉變換核磁共振譜儀（FT-NMR）[41]，首次實現(xiàn)傅立葉變換NMR譜；1975年又研究出二維核磁共振（2D NMR）技術(shù)[42]，用分段采樣后進(jìn)行2次傅立葉變換的方法得到世界上首張2D NMR譜。恩斯特在開發(fā)高分辨率的核磁共振波譜學(xué)方法作出兩次重大突破，對現(xiàn)代核磁共振波譜學(xué)的發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。

1967年5月23日，在哥倫比亞大學(xué)舉行的歡送拉比教授退休的一個宴會上，其學(xué)生和同事用一幅“拉比樹”的圖畫形象而客觀地描繪了拉比所開創(chuàng)的分子束學(xué)派（又稱拉比學(xué)派，在世界物理學(xué)界與哥本哈根學(xué)派齊名）的豐碩成果。[43～46]

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