1905年，爱因斯坦提出了光量子的概念，1951年，他在一封信中说：“50年的深思熟虑并没有使我接近'光量子是什么’这个问题的答案。今天，每个家伙都相信他知道答案是什么，然而，我认为这些人是错误的。”
1963年，一个美国哈佛大学的学者用量子力学描述了光的行为，20世纪80年代初，美国和德国的两名学者根据这种理论发展出鉴别原子和分子的强激光精确测量技术。100年后，瑞典皇家科学院宣布，将2005年的诺贝尔物理学奖授予这三位“展示了现代光学的新曙光”的科学家。
今年80岁的罗伊·格劳伯是美国哈佛大学的物理学教授，他将获得一半的诺贝尔物理学奖金；今年71岁的约翰·霍尔是美国国家标准和技术研究院的物理学家、科罗拉多大学的教授；今年63岁的特奥多尔·汉斯是德国马普学会量子光学研究所的物理学家、路德维希·马克西米利安大学的物理学教授，他们俩将分享另一半诺贝尔物理学奖金。
描述光的性质
10月4日凌晨5点36分，80岁的格劳伯对这一时刻记得十分清楚，一个来自瑞典的电话铃声将睡梦中的他吵醒，他被告知获得了本年度的诺贝尔物理学奖。他在哈佛大学当天上午举行的新闻会上说：“当我在黑暗中听到这个消息时，我简直无法相信，我甚至认为这可能是个玩笑，我现在才开始意识到发生了什么事情。”但就从这一刻起，他被卷入了“飓风”的中心，“有些混乱却又充满生机”。
格劳伯被誉为量子光学之父，他提出的理论描述了光粒子的本质。他在1963年通过计算提出了光子相干理论，奠定了量子光学的基础。但今天，他对如何使用64万美元的奖金“一点儿主意都没有”。
自从诞生之日起，人类就被光的现象深深吸引，并一直努力探索光的本质。19世纪50年代，英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦尔提出，光就像无线电波一样是由电磁辐射组成的。这一理论奠定了基于发射器和接收器的现代通讯技术，今天的手机、电视和无线通讯的出现都得益于此。如果一台接收器或探测器被用于光的接收，那么它必须能够吸收辐射能量并发送信号。这种能量以量子信息包的形式出现。
100年前，爱因斯坦就提出了光子的存在，并发展出描述单个或几个光子如何从物质中反射出来的理论。但这些理论不能很好地解释有许多光子存在的集体行为。因此，从19世纪开始，物理学家们一直使用经典的光学公式来描述光的行为。
格劳伯说：“在20世纪60年代初，我认为这并不是最终的真理，应该有人更好地发展量子理论以全面实现其数学的可能性。”
天文学观察激发了格劳伯最初的兴趣。50年前，物理学家罗伯特·布朗和理查德·特惠斯对恒星天狼星进行观察，他们用两台完全相同但间隔20英尺的探测器计算来自天狼星的光子数。他们认为来自天狼星的光子会像雨点一样随意到达地球，但他们在两台探测器上看到的光子抵达模式却完全相同。
格劳伯和得克萨斯大学乔治·苏达尚等开始用电磁学中的量子力学来解释这种现象。在1963年发表的论文中，格劳伯描述了光子的聚集，即相干如何会在光子穿越地球时出现。这一理论也解释了电灯发射的漫射光与激光发射的强光间的本质区别，并奠定了量子光学的基础。今天，人们正在用这一理论来研制量子计算机和永远无法破译的量子密码。
10月4日上午，在哈佛大学召开的新闻发布会上，哈佛大学物理系主任说：“这是一个迟到的奖励，我认为罗伊发现了一座至今还能开采的金矿脉，他在这个新兴的领域中将继续发挥领导作用。”
麻省理工学院的物理学教授丹尼尔·克勒皮纳尔说：“你可以不用格劳伯的理论来发明激光，但你需要用格劳伯的理论来认识光的性质。”
格劳伯是一位哈佛人。他在哈佛大学完成了大学生活，并在1949年获得博士学位。1952年成为哈佛大学的助理教授，1956年获得终身教授职位，一直工作至今。如今，他成为第42个获得诺贝尔奖的哈佛大学教授。哈佛大学的校长劳伦斯·萨默斯说：“我们骄傲地宣布罗伊是我们的校友、杰出教授和诺贝尔奖获得者。”
诺贝尔奖让格劳伯顷刻间成为名人，但他没有忘记自己的学生，在开完庆功会后，他按计划参加了由9位大学新生参加的研讨会，向他们讲述原子弹项目的背景和历史。
千万年只差一秒
在格劳伯的理论提出20年后的1983年，约翰·霍尔霍尔和特奥多尔·汉斯发展出的以激光为基础的高精度测量技术，将光在真空中的速度精确地定义为每秒2.99792458亿米，并将光在2.99792458亿分之一秒内的传播距离定义为1米。根据这一技术，他们发展出以短脉冲激光为尺度超精确测量光的颜色或频率的光梳技术，可将时间的测量精度提高到小数点后15位，即千万年只差一秒。
所谓的光梳是指拥有一系列频率均匀颁布的频谱，这些频谱像是梳子上的齿或一把尺子上的刻度，可用来测量所有的未知频率。光梳技术可用于研究大自然中常数的稳定性，对时间的超精确测量可用于开发极为精确的时钟，并改进现有的全球定位系统。
瑞典皇家科学家在诺贝尔奖颁奖词中说：“他们对包括频率光梳在内的以激光为基础的精确光谱测量方面做出贡献。”
霍尔获奖的时间比劳格伯要早一些。他是科罗拉多时间10日4日凌晨3点得知获奖消息的。但是，这个消息对他来说实在是意外，因为他从未想过自己会获奖，他在接受诺贝尔奖基金会的官方网站采访时说：“这太令人惊奇了。我从未想象或企盼过获奖，这太出乎意料了。”“对我来说，最大的奖赏是有机会工作，建造很好的工具，将自己在上周或一个月前所做的工具组合起来；我能有这样的机会看见用越来越好的方法实施超精确的测量。这是我的动力，能够有钱来做这些事已经很了不起了，为此而获奖实在是意外。”他在当天的庆祝方式是“带太太外出用午餐”。
对汉斯来说，获奖却是意料之中的事，几年前他曾经认为自己有希望获奖。而当获奖的消息传来时，他却觉得“完全不可思议”。“我还在云雾中，我还没有平静下来”。但他没时间庆祝，他说：“我在慕尼黑的办公室接到了斯德哥尔摩打来的电话，而同事们正拿着香槟在门外等着我。不过我没有时间庆祝，因为必须按计划飞往旧金山。”他将飞往美国加州，参加加州大学伯克利分校于10月6日为庆祝激光发明人查尔斯·汤斯90岁生日举行的学术研讨会。
“或是天才的预言，或是绝对的荒谬”
20世纪70年代末，汉斯首次提出了用短脉冲激光作为尺子测量光的颜色的光梳技术。10月4日，霍尔在接受《纽约时报》采访时说，当他第一次看见汉斯的这篇论文时，他认为这个主意“或是天才的预言，或是绝对的荒谬”，他当时更倾向于认为这是个荒谬的想法。他说：“我根本看不出有什么方法可实现这一技术”。
这个技术需要用一个激光器发射出波长稳定的超短脉冲光。随着时间的流逝，霍尔的实验室和汉斯的实验室时而合作、时而竞争，一步步地推进工作。大约5年前，霍尔和他的同事解决了实现光梳技术的最后一个难题。
利用光梳技术，科学家可以精确测量原子和分子释放或吸收的光的颜色，从而鉴别其组成成分；光梳技术也可帮助科学家们制造更为精确的时钟，改进现有的全球定位系统，或者用于研究大自然中常数的稳定性，也可用于制造三维激光全息电影。克勒皮纳尔则说：“这项工作打开了光学和光学技术的新前沿，我们至今还无法猜测它最终的用途是什么。这听起来也许有些夸张，但我认为确实是这样的。”
诺贝尔奖基金会官方网站在采访汉斯时问：“这个奖对你意味着什么？”他回答说：“我认为这是一个科学家所能期望得到的最高褒奖。这不仅是对我个人的奖赏，也是对我们整个研究小组和支持我们工作的机构的认可。我认为对德国来说这当然也是一种标志，能吸引更多的年轻人进行科学研究，因为德国人已经不再是现代诺贝尔奖的幸运儿了。当然，德国在早年是做得非常好的。”他说这让他有更多的机会对自己专业领域外的事情发表意见，“但我将尽力避免如此。我将尽力让这个奖成为我们继续研究的动力，希望超越我在德国的官方退休年龄”。
霍尔非常乐意和诺贝尔奖基金会官方网站合作，向青年人介绍科学的故事，他说：“这是一个基本原则：一个成年人应该将自己从社会得到的爱和投资回馈给社会。”
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