台灣要發展成為 AI 科技島，每年最優秀的大學畢業生都進了台積電，還有人重視基礎科學嗎？諾貝爾物理獎得主哈羅契（ Serge Haroche ）近日首度訪台，接受《風傳媒》獨家專訪時指出，「 基礎科學非常重要，這是一切應用的基礎 ，沒有基礎科學，不可能有健康的研發。政府決策者應明瞭，基礎科學與政治活動的時間尺度不同， 政治人物與科學的視野也存在落差。 」
今年為量子物理發展 100 周年，哈羅契（ Serge Haroche ）應「台灣橋梁計畫」首次訪台， 1 月 16 日於中央研究院以「雷射與量子物理」為題，發表專題演講，闡述量子物理百年發展史與重要突破。「台灣橋梁計畫」由中研院攜手台灣大學等 11 所學研機構，與世界和平基金會（ International Peace Foundation ）共同推動。
解決百年難題，哈羅契為當代量子科學與精密測量奠定基石
現年 81 歲的哈羅契，為法國巴黎法蘭西公學院量子物理學系主任，他以突破性實驗方法使得人類首次能夠測量與操控單一量子系統，促進了雷射光譜學的發展，於 2012 年與 David J. Wineland 共同獲得諾貝爾物理獎。
中研院副院長周美吟指出，哈羅契在量子光學與腔量子電動力學（ Cavity QED ）領域有開創性貢獻，解決量子力學單一系統難以被隔離觀測的百年難題，為當代量子科學與精密測量的發展奠定基石。
哈羅契出生於摩洛哥第一大城卡薩布蘭卡的猶太家庭，父親是律師，母親家族是俄羅斯移民。哈羅契 12 歲時，全家移民法國巴黎。蘇聯在 1957 年發射第一顆人造衛星，美蘇展開太空競賽。哈羅契在中學時期對天文學與數學非常感興趣，希望自己未來成為天體物理學家。當時他很興奮自己有能力計算出人造衛星的速度，火箭飛向月球的速度。
諾貝爾物理獎得主哈羅契 演講。（蔡親傑攝）
指導教授為人生中影響最大的人，引導他走向量子物理 就讀法國師範學院（ Ecole Normale Supérieure ， ENS ）期間，哈羅契受到量子世界的神秘與美麗所吸引，決定轉向量子物理。
當初為何選擇投入量子物理？哈羅契說，「部分是機緣巧合。」他遇到人生中影響最大的老師 Claude Cohen-Tannoudji （ 1997 年諾貝爾物理獎得主），這位充滿魅力與熱忱的老師教授相對論與量子物理，引導他走向量子物理領域，成為他的博士論文指導教授。
對於當年獲得諾貝爾物理獎的秘訣， 哈羅契謙虛地說，「沒有秘訣！我不建議年輕人以諾貝爾獎為目標，因為這只是機運，這取決於你在做什麼，以及你的競爭對手在做什麼。」
哈羅契認為，「許多人在科學，如物理、化學、生物學等領域做得很好，但沒有得獎。最重要的是，你真正喜歡你所做的研究，不是為了得獎。最重要的是對自己所做的事有熱情，有目標，當運氣來了，你抓住機會。」
雷射剛出現，他有預感這對基礎科學非常重要 哈羅契說自己很幸運。首先，他進入有高度魅力與熱忱的老師們所帶領的團隊，自己受到很大啟發。當時雷射剛剛出現，正等待被廣泛應用。當時，他深深感覺，「雷射對基礎科學將會非常重要。」他說，「雷射是奇妙的光源，事後來看，雷射的發展遠遠超過我們的預期。」
哈羅契於 2012 年獲選為法蘭西公學院（ Collège de France ）院長，目前擔任該學院量子物理學系主任。法蘭西公學院成立於 1530 年，為法國歷史最悠久的學術機構之一，標榜自由開放精神，不須註冊，不發文憑，向社會大眾開放，迄今培育逾 10 位諾貝爾獎得主。
哈羅契投入一輩子的精力探索量子世界。他說，「科學探究沒有止境。當你以為解決了一個問題，馬上又會碰到另一個問題。每次有新儀器、新裝置探索世界，你會持續探索，這是一個沒有止境的過程。這也是世代傳承，看到年輕人做研究，我很開心，也很想參與，但現在比較困難了。」
許多人以為量子物理很抽象，哈羅契解釋，「量子物理很實在，不抽象，量子世界是微觀的世界，讓我們可以製造日常生活中許多裝置，只是一般人不知道這是量子物理，不知道原子、光子與分子的運作，但這是真實的，不抽象。」
量子物理是研究有關物質最基本層次的行為，例如原子、光子，以及比原子更小的亞原子粒子。哈羅契指出，當你了解量子物理，你可以發明新裝置，改變人們的生活。日常生活中常用的全球定位系統（ GPS ）、醫療檢查方面的磁振造影（ MRI ），以及雷射等，都是運用量子物理的發明。
諾貝爾物理獎得主哈羅契於 2012 年獲選為法蘭西公學院（ Collège de France ）院長，目前擔任該學院量子物理學系主任 。（蔡親傑攝）
薛丁格方程式100 奧地利理論物理學家薛丁格（ Erwin Schrödinger ）於 1926 年 1 月寫出知名方程式，探討量子世界，為量子力學奠下基礎，於 1933 年獲諾貝爾物理獎。 哈羅契指出，「薛丁格寫出知名方程式，迄今剛好 100 周年，百年來許多科學家們開創量子物理領域知識，他們的創造力宛如文藝復興時代藝術家達文西、米開朗基羅和拉菲爾等人，雖是不同的創造力，但這些重大發現不僅有用，且幫助我們更加了解世界，具有重要的時代意義。」
逾半世紀研究生涯中，是否曾感受靈光一現的特殊時刻？哈羅契指出，取得博士學位後，開始以雷射做實驗，用雷射來處理特殊態原子，里德堡原子（ Rydberg ）是一種大原子，對環境敏感，就像天線，把這些原子放進一個由鏡子組成的腔體中，發現它們與腔體場耦合得非常緊密，可以透過這種方式研究單一原原子與單一光子、單一光粒互動時的反應。
哈羅契說，「當我們看到這個可能性，這時候我們知道有新方向了。這一天剛好發生了，我們就往這個方向前進。」 那是一連串實驗的開始，這些實驗最終實現了對腔體中單一光子的完全控制，最後哈羅契獲得了諾貝爾獎。
哈羅契回答中研院研究員提問時，談起對科學的熱情，自己最重要的動機是好奇心。可能嗎？如果有可能，為何不試一試？他想要挑戰理論物理學家薛丁格所說的「不可能」。
諾貝爾物理獎得主 哈羅契提到， 奧地利理論物理學家薛丁格於1926年1月寫出知名的薛丁格方程式，迄今100年。（謝錦芳攝）
哈羅契：基礎科學面臨內外挑戰，反科學風潮與假新聞充斥 身為量子物理學家，哈羅契點出當前基礎科學面臨內外的挑戰。「首先，科學家必須深入了解物理定律，舉例來說，我們缺乏廣義相對論的量子理論，廣義相對論與量子物理之間沒有關聯，這是一個重要的議題，特別是在宇宙學，了解宇宙的起源，了解黑洞的物理，這一塊是欠缺的。」
在外部挑戰方面，哈羅契說，「目前有一股強烈的反科學風潮，許多假新聞、陰謀論，許多政府採取反科學的態度，這對基礎科學與應用科學都是一大挑戰。因為你很難把基礎科學與應用科學分開來，所有應用科學都來自基礎科學，所以，對科學的攻擊不僅傷害科學本身，同時也傷害社會，因為所有你想維持地球健康的一切都受到攻擊。很明顯地，否認氣候變遷，否認對環境的危害，這些都對人們的健康與整個社會都有害。這是當今科學與科學家所遭遇的一大挑戰。」
激發兒童好奇心，發展基礎科學需要吸引聰穎年輕人投入 「基礎科學非常重要，這是一切應用的基礎。如果沒有基礎科學，不會有健康的研究與發展。」哈羅契希望政府決策者明瞭，「要發展基礎科學，很重要的是吸引聰穎的年輕人投入，首先要有好奇心，這是兒童最基本的特質。孩子們對很多事物很好奇，喜歡問問題，如果能夠激發孩子們的好奇心，他們會被科學點子和科學問題所吸引。」
從基礎科學發展到應用科學，哈羅契說，「從許多案例來看，平均大約要花30 40
哈羅契指出，「發展基礎科學需要較長的時間，政府決策者應該了解，發展基礎科學需要較長的時間尺度，這和政治活動的時間尺度不同。而政治人物的視野與科學的視野也存在落差。」
諾貝爾物理獎得主哈羅契希望政府決策者明瞭，「要發展基礎科學，很重要的是吸引聰穎的年輕人投入」 。（蔡親傑攝）
科學為世界帶來正面傳承，也留下許多問題 回顧半世紀來科學的發展，哈羅契指出，我們這一代科學人留給世界正面的傳承，同時也給下一代留下許多問題。拜量子物理的進步，以及生物學方面DNA
與此同時，科學的進步也為下一代帶來許多問題。哈羅契分析，「 例如核武的擴散，根源來自核子反應的發現；而使用化石燃料源自於工業革命，這曾是人類歷史的一大進步，但也成為問題的根源。我們使用化石燃料，飛機、船舶等交通運輸速度比以往更快，但同時也引發許多新問題，有待解決。然而總是可以找出理性的方法來解決，這是下一代將面對的挑戰。」
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科學研究充滿挑戰，經常要面對失敗的結果。哈羅契回答台大學生提問時指出，科學家必須從失敗中學習，科學的本質是不穩定，因為你不知道會發現什麼，你會有意想不到的發現。要能夠分辨，這只是人為處裡痕跡或是重要發現，必須深入研究，因為這可能引導你發現更重要且意想不到的結果。總結來說，科學最迷人之處，就在於那些意想不到的驚喜。
