沙特國王大學(xué)校長badranal-omar（左）和abdallahazzeer參加阿秒科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的開幕典禮。
近日，一臺尖端激光設(shè)備在沙特阿拉伯最古老和最大的高校建成。這在阿拉伯世界尚屬首創(chuàng)。該設(shè)備的啟動(dòng)將推進(jìn)沙特成為科學(xué)領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)者的野心，同時(shí)和要求作出一些文化調(diào)整的西方科學(xué)家建立合作關(guān)系。
沙特國王大學(xué)（ksu）位于該國首都利雅得，其阿秒科學(xué)實(shí)驗(yàn)室擁有一臺能產(chǎn)生超短波光脈沖的阿秒激光器。這些光脈沖只能持續(xù)幾阿秒（1阿秒=10-18秒），但它們在原子內(nèi)以相似的方式快速移動(dòng)時(shí)能對不可見的電子成像。阿秒激光器發(fā)明于2001年，目前存在于全球幾十個(gè)地方。沙特阿拉伯的這臺設(shè)備是同德國馬普量子光學(xué)研究所（mpq）和慕尼黑大學(xué)開始于2008年的一次合作的結(jié)果。其中，mpq擁有自己的阿秒激光器。
“令人興奮的是，阿秒科學(xué)的領(lǐng)軍者目前正在海灣國家擁有自己的‘前哨’。”馬克斯玻恩研究所原子物理學(xué)家olgasmirnova表示。
沙特阿拉伯以其石油財(cái)富著稱。不過，2002年該國政府決定將科學(xué)作為培育更加多元化的經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵。它的戰(zhàn)略包括加大財(cái)政投入，并同國外領(lǐng)先的研究機(jī)構(gòu)建立合作關(guān)系。這看上去正在奏效。根據(jù)來自荷蘭萊頓大學(xué)的影響指標(biāo)——snip（單篇文章源標(biāo)準(zhǔn)化影響指數(shù)），目前沙特阿拉伯的研究質(zhì)量已經(jīng)超過土耳其和伊朗。主管該國科學(xué)、技術(shù)和創(chuàng)新國家計(jì)劃的桑特王子介紹說，科學(xué)資助從2002年起至今已經(jīng)增加了一倍，同時(shí)沙特正處于力爭到本世紀(jì)20年代中葉達(dá)到西方水平的良性發(fā)展中。
由來自mpq的ferenckrausz領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在2001年報(bào)道了第一束阿秒激光脈沖后，阿秒激光器很快成為原子物理學(xué)中最基礎(chǔ)的工具。krausz目前掌管阿秒科學(xué)實(shí)驗(yàn)室。
從此以后，激光器進(jìn)入包括凝聚態(tài)系統(tǒng)和分子生物學(xué)在內(nèi)的分子科學(xué)領(lǐng)域。它們被用來研究電子的移動(dòng)如何激發(fā)分子結(jié)構(gòu)的變化。“它們?yōu)榉治鑫镔|(zhì)的內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制提供了近乎完美的鋒利‘解剖刀’。”英國倫敦帝國學(xué)院激光物理學(xué)家johntisch表示。
對于ksu的激光器來說，首批規(guī)劃的實(shí)驗(yàn)之一是研究黑色素原子中的電子行為。黑色素最廣為人知的功能是保護(hù)皮膚免受太陽中紫外線的傷害。沒有人知道為何紫外光子在撞擊分子時(shí)不能正常地打破分子中的化學(xué)鍵。不過，據(jù)推測，黑色素的電子能重新分配并擴(kuò)散它們的能量。在ksu開展的實(shí)驗(yàn)將通過開發(fā)極短的高強(qiáng)度紫外脈沖激發(fā)電子來測試該假設(shè)，隨后將利用阿秒激光器捕捉它們的移動(dòng)。
同沙特阿拉伯的合作使krausz有機(jī)會(huì)進(jìn)入一個(gè)全新的領(lǐng)域。他將和去年來到ksu并領(lǐng)導(dǎo)其所屬國家綜合癌癥中心的腫瘤學(xué)家jean-marcnabholtz合作，運(yùn)用激光器產(chǎn)生紅外光脈沖分析癌癥患者血液樣品中的蛋白質(zhì)和核酸。他們的目標(biāo)是尋找可能診斷癌癥、預(yù)測對治療的反應(yīng)或?qū)戆┌Y發(fā)生的分子“指紋”。
krausz介紹說，這種紅外光來源的價(jià)值在于一臺放置在桌面上的激光器系統(tǒng)可以被研制出來，并在病人的床邊使用。目前，這種輻射的唯一來源是同步加速器，但這需要昂貴的大型基礎(chǔ)設(shè)備。由于krausz在該領(lǐng)域擁有極少的經(jīng)驗(yàn)，因此在德國獲得對此類醫(yī)學(xué)應(yīng)用的資助非常困難。
女性在沙特社會(huì)和教育中的地位以及該國的人權(quán)記錄，對合作成員造成了很大的挑戰(zhàn)。在成立于1957年的ksu，男性和女性學(xué)生分布在不同的校園中。負(fù)責(zé)激光器合作ksu方面工作的abdallahazzeer表示，并沒有規(guī)定禁止女性進(jìn)入新的實(shí)驗(yàn)室，但男女混合同文化規(guī)范相抵觸。“我們將會(huì)作出特別的安排，以確保她們擁有相同的機(jī)會(huì)。”在azzeer看來，一種可能性是培訓(xùn)女博士生操作這些儀器，然后指導(dǎo)那些父母不想讓其參加混合課堂的女性本科生。
在ksu的這段時(shí)間里，krausz不得不適應(yīng)這種在分離的環(huán)境中工作的方式。所有的授課在男生校園里進(jìn)行，然后是女生校園。krausz仍然記得第一次收到一位女學(xué)生用擴(kuò)音器提出的空洞問題時(shí)極其驚訝的表情。
krausz說，自己一直在長時(shí)間地努力思考如何同沙特阿拉伯合作。作為一名匈牙利人，1987年在他25歲時(shí)便去了西方國家。2008年晚些時(shí)候，krausz第一次訪問ksu。他被感受到的對科學(xué)的熱情真正地打動(dòng)了。“那感覺就像一場小的革命正在發(fā)生。”他說，“我在想如果相同的情形發(fā)生在匈牙利，我會(huì)作何感受?；蛟S我就會(huì)留在匈牙利。”
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