分享

[2017诺贝尔奖]回顾诺贝尔奖

 远方红叶 2017-10-06

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。

参考文献:

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

A. Pais, Inward Bound, Oxford, 1994.

nobelprize.org

如在其他平台看到此文章被盗用,请告诉我们(文章版权保护服务由维权骑士提供)

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多