大家可能都聽說過激光矯正視力手術(shù)（laser-assisted in situ keratomileusis，簡稱LASIK），它為患者提供了戴眼鏡之外的另一種選擇，幫助數(shù)以千萬計的人改善了視力。

中國科學技術(shù)大學校醫(yī)院因為在這方面特別強，甚至還經(jīng)常被人們稱為眼科醫(yī)院。然而，最近我才知道，科大和LASIK的關(guān)系還不止于此，這項技術(shù)的發(fā)明跟一位科大師兄有密切關(guān)系。什么關(guān)系呢？他是第一個小白鼠。

1993年，科大81級近代物理系校友杜德濤在美國密歇根大學超快光科學中心實驗室讀博士。有一天，他在測試飛秒激光對石英玻璃的損傷時，一不小心掀開了護目鏡，一束激光反射進了他的右眼。幸好這束激光的能量不強，因為這是飛秒超快激光，所以他沒有感到任何不適。雖然如此，杜德濤的導師熱拉爾?穆魯（Gérard Mourou）教授還是趕快讓他去醫(yī)院檢查。

真正奇妙的事發(fā)生在這里。醫(yī)生羅恩?庫爾茨（Ron Kurtz）發(fā)現(xiàn)這束激光在杜德濤視網(wǎng)膜上打出了一系列針點，但這些針點特別小特別圓，是一個個完美的圓，跟以前見到的激光打出的傷斑完全不同（https://www.goldengooseaward.org/01awardees/lasik）。

于是他驚訝地問杜德濤：“你們用的是什么激光？”杜德濤疑惑：“你為什么要問這個？”庫爾茨回答：“因為你的損傷是完美的?！?/p>

幾天以后，庫爾茨就向穆魯申請來他的實驗室工作，探索飛秒激光在眼科的應用。從此，杜德濤就和庫爾茨一起研究。他們發(fā)現(xiàn)飛秒激光能在極短時間聚焦于角膜組織內(nèi)狹小的空間，讓生物組織電離，產(chǎn)生無數(shù)微小的氣泡，實現(xiàn)極其精密的組織切割。

1994年，杜德濤和庫爾茨在加拿大一場光學會議上講述這項研究，引起了加州大學爾灣分?？茖W家蒂博爾?尤哈斯（Tibor Juhasz）的注意。尤哈斯也是他們的同門，以前在穆魯?shù)膶嶒炇易鬟^博士后，只是當時穆魯在羅切斯特大學，而不是密歇根大學。尤哈斯也在做激光手術(shù)的研究，只是沒有用過飛秒激光，所以效果不佳。這次會面之后，穆魯就邀請尤哈斯這位前博士后來到密歇根大學，再次一起研究。

到這里，我們總共提到了四個人：杜德濤、穆魯、庫爾茨、尤哈斯。還有一位重要人物唐娜·斯特里克蘭（Donna Strickland），她也是穆魯教授的研究生。她并沒有直接參與飛秒LASIK的研發(fā)，但她和穆魯一起發(fā)明了這項技術(shù)的基礎(chǔ)，叫做啁啾脈沖放大（chirped pulse amplification，簡稱CPA）。這項成果讓她和穆魯?shù)玫?018年諾貝爾物理學獎。是的，他倆得了諾貝爾獎！理由是“因為他們的產(chǎn)生高強度、超短激光脈沖的方法”（for their method of generating high-intensity, ultra-short optical pulses）。在諾貝爾獎網(wǎng)站中還特別提到啁啾脈沖放大有許多應用，包括眼科矯正手術(shù)（https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2018/mourou/facts/）。

這位斯特里克蘭女士特別值得一提，因為她可以算作幸運值爆棚的代表。在博士畢業(yè)后，她一直沒有做出特別重要的成果，論文發(fā)的也不多。原本即將在加拿大滑鐵盧大學以副教授身份退休，突然收到斯德哥爾摩的電話，說她得諾貝爾獎了！這是什么樣的人生體驗！正如《唐伯虎點秋香》的名言，人生大起大落得太快，實在太~刺激了！

另外三位沒得諾貝爾獎的也沒吃虧。2022年9月，所有這五個人獲得了美國科學促進會（AAAS）等幾家組織頒發(fā)的金鵝獎（Golden Goose Awards），照片中那個中國人面孔十分顯眼。此前很少有人知道杜德濤在LASIK中的貢獻，現(xiàn)在終于公諸于世。

不過杜德濤本人并沒有在LASIK的路上繼續(xù)走下去。他博士畢業(yè)后進入了工業(yè)界，從超快工業(yè)激光器到激光微加工制藥，再到光纖通訊，再到激光雷達、激光等離子體診斷等等，一直跟激光有關(guān)。近年來，他和大學同班同學陳如新博士回到北京，加上另一位同班同學張自力博士一起創(chuàng)業(yè)，成立了專注于自動駕駛激光雷達的睿鏃科技。而穆魯教授也欣然接受了杜德濤的邀請，擔任該公司的科學委員會主席。

數(shù)十年來，杜德濤很少公開談及他在飛秒LASIK手術(shù)發(fā)展歷程中的角色。因為杜德濤是激光專家，周圍的人們經(jīng)常會問他是否了解飛秒LASIK手術(shù)。只有這時候，他們才會陡然意識到眼前這個人就是那項偉大發(fā)明的核心人物之一，是應該被寫入教材的人物。

我不久前看到這個故事的時候，想起了毛姆的名著《刀鋒》的結(jié)尾，所有人都奇妙地得償所愿。此外，我還想起了我的科大師叔、中國科學院物理研究所研究員曹則賢老師的一篇神文《當我發(fā)現(xiàn)那個物理大神是鄰村大爺時》。

曹則賢

曹則賢老師和我以及所有上過高中的人，都聽說過一個原子物理中的洪特定則（Hund's rule），說的是電子在原子中的排列遵循以下規(guī)則：（1）總自旋S越大，能量越低；（2）S相等的情況下，總軌道角動量L越大，能量越低；（3）在S和L都相等的情況下，對于未滿半殼層或剛好半滿的殼層，總角動量J越小能量越低；否則，J越大能量越低。如果你是一個勤于思考的人，你就會嘀咕，這都是什么亂七八糟的，為什么要死記硬背這么多？這些規(guī)則的道理何在？

實際上，曹則賢老師后來知道了，洪特在1925年提出的這個定則只是個經(jīng)驗總結(jié)，并沒有嚴密的理論基礎(chǔ)，所以也存在反例。既然如此，這個懸案在他的心里就放下了，他再也沒想過洪特是誰。當時在他的心里，洪特就和書里出現(xiàn)的牛頓、法拉第、庫倫、奧斯特等等一樣，只是一個怪異的外國名字而已。

Friedrich Hund

我需要補充一下，洪特在我的專業(yè)量子化學里非常著名，因為他和美國科學家馬利肯（Robert Sanderson Mulliken）一起提出了分子軌道理論，這是目前最常用的第一性原理計算方法之一。奇妙的是，1966年馬利肯因為分子軌道理論獲得了諾貝爾獎，但只發(fā)給了他一個人！沒有同時頒給洪特，這令馬利肯也大惑不解。他一再聲稱分子軌道理論是他和洪特共同的成就，這個理論也常常被稱為馬利肯-洪特方法。

讓我們回到曹則賢老師的故事。他碩士畢業(yè)后到德國凱澤斯勞滕（Kaiserslautern）大學留學。1997年4月1日中午，他下班時像往常一樣走向電梯，卻突然看到電梯口貼著一張訃告，上面寫的是 “我們尊敬的Friedrich Hund 教授不幸于日前去世，享年101歲……洪特教授以洪特規(guī)則而聞名于世……” (大意) 。

曹則賢老師一直記得自己當時的震驚：天哪，我原子物理課上學的洪特定則里的那個洪特，這些年居然一直活著，還就在離我上學的學校不遠的地方？！第一次，我感覺到為我們創(chuàng)造物理學的那些神一樣的人物竟然可以是活的，可以是鄰村的大爺。這太鼓舞人心了。原來，物理學的創(chuàng)造是可以離我們普通人那么近的。大約是從那時刻起，我決定當一個好學生。人家辛辛苦苦給我們創(chuàng)造了那么美妙的物理，咱就抽空學學還不認真點兒？