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【2017诺贝尔奖】回顾诺贝尔奖

施郁 发表于  2017-10-02 20:06

诺贝尔奖的开端

诺贝尔奖是当代文化的风景线,覆盖人类文明很多领域,是这些领域中或大或小的里程碑。最初设立的奖项有物理学奖、化学奖、生理学或医学奖、文学奖和和平奖,后来加上经济学奖。

作为瑞典化学家和实业家的诺贝尔(Alfred Nobel)曾经对自己有个描述 [1]

“我不喜与人交往却十足地慈善,有好几方面不正常,却是个超理想主义者,我消化哲学比消化食物更有效(I am a misanthrope and yet utterly benevolent, have more than one screw loose yet am a super-idealist who digest philosophy more efficiently than food)。”

可见,诺贝尔是个富有理想主义和人文情怀的人。

瑞典科学院历史科学中心主任Tore Frängsmyr认为,正是诺贝尔的理想主义驱使他将自己的财富留给通过科学、文学和推进和平而为人类做出贡献的人。

1895年11月27日,诺贝尔签署了遗嘱,其中包括诺贝尔奖的设立。

次年12月10日,诺贝尔去世。2016年的颁奖日正好是他去世120周年。

诺贝尔奖章上的诺贝尔头像。

诺贝尔奖与现代物理同步

正当诺贝尔签署遗嘱时,德国维尔茨堡(Würzburg)的伦琴(Wilhelm Röntgen)正在确认他于11月8日的偶然发现:漆黑的房间里被黑纸包裹的阴极射线管使荧光屏发光。

伦琴没有告诉任何人他的发现。仔细核实7周后,伦琴确认了他的发现:X射线 [2]

12月22日,他用X射线拍下夫人的手骨。12月28日发表文章。

伦琴的实验室。

伦琴夫人手骨的X射线照片。

1901年,历史上第一个诺贝尔奖,也是第一个诺贝尔物理学奖,授予伦琴。

X射线的发现打开了现代物理大门,并旋即应用于医学、材料检测。

诺贝尔奖恰好设立于现代物理学革命的开端,陪伴了现代物理学和整个现代科学的发展。

本世纪的诺贝尔物理学奖

参照诺贝尔奖官方材料,我将本世纪以来诺贝尔物理学奖总结如下:

我发现,本世纪以来,获奖领域基本可以粗略归为四大领域:粒子物理、原子分子光物理、凝聚态物理和天体物理。每年的颁奖兼顾到不同领域,相邻年不授予同一领域。这一点增加了引力波直接探测与黑洞物理获得2017年诺贝尔物理学奖的可能性。

下面我们按照这四个领域,梳理一下诸位得奖人的获奖原因:

(1)原子分子光物理

  • 2001年得主Eric A. Cornell与Carl E. Wieman作为合作者,以及Wolfgang Ketterle,各自用激光冷却实现了原子的玻色-爱因斯坦凝聚,并研究了凝聚体的性质。
  • 2005年得主Roy Glauber提出光学相干的量子理论,John Hall 和Theodor Hänsch分别发展了激光精密光谱学,特别是光梳。
  • 2009年得主高锟对用于光通信的光纤中的光传输作出突破性贡献,Willard S. Boyle 和George E. Smith发明了成像半导体回路,即CCD传感器。
  • 2012年得主Serge Haroche 束缚并用原子操控光子的量子态,David J. Wineland束缚并用光子操控带电离子的量子态。

 

(2)天体物理

  • 2002年得主Raymond Davis Jr. 探测到来自太阳的中微子,Masatoshi Koshiba探测到来自超新星爆发的中微子,Riccardo Giaccon探测到来自宇宙天体的X射线。
  • 2006年得主John C. Mather 领导了COBE卫星对微波背景辐射的精密测量,George F. Smoot测量了辐射谱偏离黑体辐射谱的涨落。
  • 2011年得主Saul Perlmutter, 以及Brian P. Schmidt 和Adam G. Riess一组合作者,通过观察远处超新星发现宇宙的加速膨胀。

 

(3)凝聚态物理

  • 2003年得主Vitaly L. Ginzburg与已故的Lev Landau提出一个关于超导电性的唯象理论,Alexei A. Abrikosov用它研究了磁场中的所谓第二类超导体的性质,Anthony J. Leggett提出了氦-3超流的理论。
  • 2007年得主Albert Fert 和Peter Grünberg 分别发现了巨磁阻。
  • 2010年得主Andre Geim和Konstantin Novoselov从石墨中获得单原子层,即二维材料石墨烯。
  • 2014年得主赤崎勇和天野浩,以及中村修二,分别发明了蓝光发光二极管。
  • 2016年得主David J. Thouless与J. Michael Kosterlitz发现了拓扑相变,David J. Thouless又发现量子霍尔效应红的拓扑,F. Duncan M. Haldane提出反铁磁中的拓扑和无磁场的量子霍尔效应。

 

(4)粒子物理

  • 2004年得主David J. Gross和Frank Wilczek 作为合作者,以及H. David Politzer,分别提出强相互作用的渐进自由理论。
  • 2008年得主Yoichiro Nambu 提出粒子物理中的自发对称破缺的机制。  
  • 2013年得主François Englert 与已故的Robert Brout作为合作者,以及Peter W. Higgs,分别提出基本粒子获得质量的机制,这被最近CERN大型强子对撞机上的实验所证实。  
  • 2015年得主梶田隆章发现了大气中微子的振荡,Arthur B. McDonald证实了太阳中微子的振荡。与天体物理也相关。

(编辑:婉珺)

 

参考文献:

  1. A. W. Levinovitz, N. Ringertz, Noble Prize The first hundred years, World Scientific, 2001.

  2. A. Pais, Inward Bound, Oxford, 1994.

 

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全部评论(3)
  • 1楼
    2017-10-02 20:52 阿塞

    这也算一篇文章?。。。标签还是生物有没有搞错(还是第一次这么不正经地吐槽果壳)

    [2] 评论
  • 2楼
    2017-10-03 04:56 路小艾

    这为什么是生物?

    [1] 评论
  • 3楼
    2017-10-03 14:38 天降龙虾
    引用文章内容:我消化哲学比消化食物更有效

    然而他却没设哲学奖。。。难道他觉得哲学不好吃??

    [1] 评论

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施郁
施郁 复旦大学物理学系教授,果壳网科学顾问

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