更新日期:2008/11/23 10:21 【中國時報　陳至中／專題報導】

天文學家追求大數字，物理學家則追求小數字。奧運競速比賽以千分之一秒（毫秒）定輸贏，照相機的快門能捕捉秒10（-６）（微秒），精密的雷射脈衝則能到達秒10（-12）（皮秒），可觀察到分子的運動。但科學家不以此滿足，目前物理學界最前沿追求的是秒（阿秒）的速度，小到連電子的移動，都能看的一清二楚。

　剎那0.018秒 阿秒再快1萬億倍

　阿秒有多快？佛家說的一「剎那」，相當於0.018秒，已如電光石火，一閃即過，但仍是一阿秒的1萬億倍。在1阿秒中，即便快如光速也只能走0.3奈米，相當於3個原子的距離。科學家不斷追求極小的事物及極短暫的變化，目前全世界最短的脈衝已達到80阿秒，但使用的是軟X光，無法打進物體裡，實用性較小；中研院則領先世界製出單一周期、波寬達440阿秒的紫外光，凝態物體皆能穿透。

　440阿秒、甚至是未來的阿秒脈衝，能對我們的生活有什麼幫助呢？中央研究院原子與分子科學所研究員孔慶昌舉例，半導體產業發展的28奈米製程半導體，要觀察電子在如此細微尺度的運動與變化，就需約100阿秒的脈衝，才能達到需要的解析度。

　高速物理發展項目 開創新世界

　在學術運用上，電子在氫核子繞1圈約需24阿秒。目前科技無法觀測，只能「想像」，未來若能發展出阿秒脈衝，就能認證目前所想像的模式，甚至改進、推翻、發展出另一套模式。

　「這是為後面100百年作準備！」孔慶昌說。100多年前（1888年）德國科學家赫茲證明電磁波的存在，實驗室的外頭，還在騎馬車、燃燒煤炭，連他自己都不確定他發現的「沒有線的波」，在日常生活中有任何應用。但現在人人拿著手機，電視、電台傳遞訊號，人們已無法想像沒有電磁波的世界。

　觀察電子的變化 推進電磁應用

　科學家的工作是先瞭解物理特性，之後才能有發明；而新的發明，也能改正過去錯誤的觀念。舉例來說，當初人們以為馬在急速奔跑時，必須要有一隻腿接觸地面，但快速照相技術發明後，證實馬事實上是騰空躍起，四隻腳都離開地面。貓舔牛奶時，亦不如一般想像是向外捲屈舌頭把牛奶盛進口中，而是向內彎曲，在舌底下方把牛奶帶進口中。這些都是在快速攝影技術發展出來後，才揭露在人類眼前的真相。

　分子、原子、電子的運動，是科學家熱中研究的項目，前中研院院長李遠哲即以分子動力學為題獲得諾貝爾獎。1970年代，科學家發明的雷射脈衝已可達到秒10（-12）（皮秒），可看到分子運轉時發生的過程；1990年代，進展至秒10（-15）（飛秒），科學家可觀察分子的震盪運動，及原子與原子核外的變化。但要看到原子分子內電子的變化，就需達到秒10（-18）（阿秒）。

　細胞DNA瞬間現形 解癌症之謎

　唯有觀察至如此細微，科學家才能在第一時間抓到電子與周邊交互作用的細節，目前只能觀察後續作用。有朝一日，雷射脈衝攝影技術發展至阿秒，將可看到細胞內DNA分子、電子的跳躍，使得DNA突變的瞬間現形，或許可以解開癌症之謎，這是指日可待的。

http://tw.news.yahoo.com/article/url/d/a/081123/57/19xrg.html