沃尔夫物理学奖2026：颁给两位超冷原子开拓者
2026年10月1日，沃尔夫物理学奖正式揭晓，由华人物理学家叶军和德国物理学家伊曼努尔·布洛赫共同获得。这是该奖设立48年来第二次颁给华人科学家，上一次是1978年首届得主吴健雄。授奖词表彰二人在超冷原子系统调控领域取得了变革性且具广泛适用性的突破，并把实验物理带进了过去几乎无法操控的领域。
在已公布的1978至2025年数据中，沃尔夫物理学奖共授予72人，其中约36%（26人）后来获得诺贝尔物理学奖，因此常被视为诺奖的重要风向标。今年的奖项公布距诺贝尔物理学奖揭晓仅数天，时间节点尤为微妙。
叶军与锶光晶格钟：把一秒切到物理边界
原子钟的原理是用稳定的原子振荡去定义一秒。目前全球定义一秒使用的是铯原子钟，铯原子每秒振荡约92亿次。叶军选择的摆是锶原子，锶原子每秒振荡约429万亿次，比铯快约4.7万倍，理论上可把一秒切得更细。
关键难题是原子会乱跑。叶军团队先用激光把锶原子冷却到接近绝对零度，再用一束约813纳米的激光打出驻波，把几千到几万个原子一层层码入由光构成的三维格点阵列中。该波长经过特殊选择，既能困住原子，又不会扰乱原子内部的振荡节奏，物理学界称之为魔术波长。这种光晶格钟方案最早由日本物理学家香取秀俊提出，叶军团队将其推到极限。
精度演进（事实部分）：
- 2014年：约50亿年差一秒
- 2015年：约150亿年差一秒，已超过宇宙年龄
- 2024年：系统不确定度压到8.1×10⁻¹⁹，约390亿年差一秒
叶军团队还在一团约1毫米高、装着约10万个锶原子的原子云中，测出顶部与底部的时间流速差，把广义相对论中的引力时间效应在毫米尺度上直接读出。
布洛赫与量子模拟：用光晶格造物质
如果说叶军用光晶格困住原子来计时，布洛赫则用同样的工具造物质。1981年，费曼提出过一个设想：大自然本质上是量子系统，要模拟它最好也用量子系统。固体中电子如何排布与相互作用，决定了材料的导电性、可绝缘性乃至超导性，但电子太小太快，几乎无法直接观察。
布洛赫的方案是让原子扮演电子，让激光扮演晶格。2002年，他在《自然》发表实验：把约20万个铷原子装入激光构成的三维晶格，格子间距约426纳米。激光弱时，原子在格子间隧穿，整团原子表现为超流体；激光强时，原子被锁死在各自格点，转变为莫特绝缘体；激光强度调回，原子又变回超流体，一种物态被激光来回切换。这项工作被引用超过5000次，被视为量子模拟实验的开端。
2010年，布洛赫团队进一步做出量子气体显微镜，可对每个格点中的原子进行直接成像与计数。该平台后来成为研究磁有序、高温超导相关模型的重要工具。2025年4月，其团队用该平台实现了保真度约99.75%的量子门，原本用于模拟的冷原子系统开始承担数字量子计算的实验任务。
从观察到调控：物理学范式的一次转身
两位获奖者的共同意义在于：将实验物理带入了过去几乎无法操控的领域，代表了从单纯观察量子世界，到控制、测量并驾驭它的范式转变。
两人的师承关系颇具对称性。叶军的导师John L. Hall曾获2005年诺贝尔物理学奖；布洛赫的导师Theodor W. Hänsch也是同年诺奖得主。21年后，两位诺奖得主的学生共同拿下沃尔夫奖。
截至本文所依据事实，叶军已与香取秀俊共同获得2022年科学突破奖·基础物理学奖及墨子量子奖，这次再获沃尔夫奖。接下来是否会进一步获得诺贝尔奖的认可，是学界关注的悬念，属于待观察的趋势，并非既定事实。
应用场景、局限与边界
已展现或可预期的应用方向：
- 守时与精密定位：超高精度时间基准可改善卫星导航、深空探测与天文观测
- 基础物理检验：利用光晶格钟探测毫米尺度引力时间差，检验广义相对论
- 凝聚态模拟：研究磁性、高温超导等强关联模型
- 量子计算探索：冷原子平台已演示高保真量子门，但尚未成为主流量子计算路线
当前局限与边界（基于事实的判断）：
- 锶光晶格钟依赖深低温真空腔与多路精密激光系统，目前仍是国家级实验室装置，工程化、小型化与成本下降仍需时间
- 精度提升存在边际收益递减，再提高若干数量级可能需要更换跃迁体系或物理方案，2024年实验中已提到再把精度提高约50倍仍属可行，但更长远路径尚未确定
- 量子模拟可实现的体系受限于可搭建的晶格几何、可控参数与原子种类，并非通用计算工具
- 钍-229核跃迁与原子钟的直接连接在2024年被首次实现，精度比此前提升约100万倍，但这一新体系距离替代现有光钟仍处于早期