1901年诺贝尔物理学奖 - cc 0 support

1901年诺贝尔物理学奖 - cc 0 support 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1901年 伦琴—X射线的发现 1901年～首届诺贝尔物理学奖授予德国物理学家伦琴,Willhelm Konrad Ro tgen, 1845-1923), 以表彰他在1895年发现的X射线。 1895年～物理学已经有了相当的发展～它的几个主要部门-牛顿力学、热力学和分子运动论、电磁学和光学～都已经建立了完整的理论～在应用上也取得了巨大成果。这时物理学家普遍认为～物理学已经发展到顶了～以后的任务无非 是在细节上作些补充和修正而已～没有太多的事情好做了。 正是由于X射线的发现唤醒了沉睡的物理学界。它像一声春雷～引发了一系列重 大的发现～把人们的注意力引向更深入、更广阔 伦琴 的天地～从而揭开了现代物理学的序幕。 1902年 洛伦兹 塞曼—塞曼效应的发现和研究 1902年诺贝尔物理学奖授予荷兰莱顿大学的洛伦兹,Hendrik Antoon Lorentz, 1853-1928,和荷兰阿姆斯特丹大学塞曼,Pieter Zeeman, 1865-1943,,以表彰他们在研究磁性对辐射现象的影响所作的 特殊贡献。 磁性对辐射现象的影响也叫塞曼效应～是塞曼在1896年发现的。它 是继法拉第效应和克尔效应之后又一项反映光的电磁特性的效应。塞曼 效应更进一步涉及了光的辐射机理～因此人们把它看成是继X射线之后 物理学最重要的发现之一。 洛伦兹 洛伦兹是荷兰物理学家～他的主要贡献是创立了经典电子论～这一理论能解释物质中一系列的电磁现象～以及物质在电磁场中运动的一些效应。由于塞曼效应发现时及时地从洛伦兹理论得到了解释～由此所确定的电子荷质比与J.J.汤姆孙用阴极射线所得数量级相同～相互间得到验证～因此1902年洛伦兹与塞曼共享诺贝尔物理学奖。 塞曼也是荷兰人～1885年进入莱顿大学后～与洛伦兹多年共事～并当过洛伦兹的助教。塞曼对洛伦兹的电磁理论很熟悉～实验技术也很精湛～1892年曾因仔细测量克尔效应而获金质奖章～并于1893年获博士 学位。他在研究辐射对光谱的影响时～得益于洛伦兹的指导和洛伦兹理塞曼 论～从而作出了有重大意义的发现。 1 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1903年 贝克勒尔 皮埃尔?居里 玛丽?居里—放射性的发现和研究 1903年诺贝尔物理学奖一半授予法国物理学家亨利〃贝克勒尔,Antoine Henri Becquerel ,1852-1908,～以表彰他发现了自发放射性,另一半授予法国物理学家皮埃尔〃居里,Pierre Curie ,1859-1906,和玛丽〃斯可罗夫斯卡〃居里,Marie Sklodowska ,1867-1934,,以表彰他们对贝克勒尔发现的辐射现象所作 的卓越贡献。 亨利〃贝克勒尔是法国科学院院士～擅长于荧光 和磷光的研究。1895年底～伦琴将他的初步通信: 《一种新射线》和一些 X射线照片分别寄给各国著 名的物理学家～其中包括法国的庞加莱 ,H.Poincare,。庞加莱是著名的数学物理学家、贝克勒尔 法国科学院院士。1896年1月20日法国科学院开会～ 他带伦琴寄给他的论文～并展示给与会的科学家。这件事大大激励 了亨利〃贝克勒尔的兴趣。他问这种穿透射线是这样产生的,庞加居里夫妇 莱回答说～这一射线似乎是从阴极对面发荧光的那部分管壁上发出的。贝克勒尔推想～可见光的产生和不可见X射线的产生或许是出于同一机理。第二天他就开始实验荧光物质会不会产生X射线。然而～贝克勒尔最初的一些实验却是失败的。正在这个时候～庞加莱在法国一家科普杂志上发表了一篇介绍X射线的文章～文章有一次提到荧光物质是否会同时辐射可见光和X射线的问题。贝克勒尔读到后非常很受鼓舞～于是再次投入荧光和磷光的实验～终于找到了铀盐有这种效应～他用厚黑纸包了一张感光底片～纸非常厚～即使放在太阳下晒一整天也不至于使底片变翳。他在黑纸上面放一层铀盐～然后拿到太阳下晒几个小时～显影之后～他在底片上看到了磷光物质的黑影。然后他又在磷光物质和黑纸之间夹一层玻璃～也作出同样的实验～证明这一效应不是由于太阳光线的热使磷光物质发出某种蒸气而产生化学作用所致。于是得出结论:铀盐在强光照射下不但会发可见光～还会发穿透力很强的X射线。 贝克勒尔这一结论并不正确～一次偶然的机遇使他作出了真正的发现。 2 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1904年 瑞利—氩的发现 1904年诺贝尔物理学奖授予英国皇家研究所的瑞利勋爵,Lord Rayleigh ,1842 -1919,,以表彰他在研究最重要的一些气体的密度以 及在这些研究中发现了氩。 瑞利以严谨、广博、精深著称～并善于用简单的设备作实验而能获 得十分精确的数据。他是在19世纪末年达到经典物理学颠峰的少数学 者之一～在众多学科中都有成果～其中尤以光学中的瑞利散射和瑞利 瑞利 判据、物性学中的气体密度测量几方面影响最为深远。 1905年 勒纳德—阴极射线的研究 1905年诺贝尔物理学奖授予德国基尔大学的勒纳德,Philipp Lenard ,1862-1947,,表彰他在阴极射线方面所作的工作。 1888年～当勒纳德于海德堡大学在昆开,Quincke,的指导下工作 时～就在阴极射线方面作了最初的研究。他研究了赫兹关于这种射线与 紫外线相似的观点。为此他做了这个实验～观察阴极射线是否能象紫外 线一样通过放大电管壁的石英窗。他发现阴极射线不能穿过。但是1892 年～他在波恩大学担任赫兹的助手时～赫兹让他看了自己的一项新发现: 将一块被铝箔包着的含铀玻璃片放入电管中～当用阴极射线轰击这块铝勒纳德 箔时～铝箔下面发出了光。当时赫兹以为可以用一片铝箔将空间隔开～一边是按普通产生的阴极射线;而在另一边则是纯粹状态下的阴极射线。这个实验以前从未做过。赫兹太忙了～没有时间做这个实验～就让勒纳德做～就这样～勒纳德作出了“勒纳德窗”重大发现。 1906年 J.J.汤姆孙—气体导电 1906年诺贝尔物理学奖授予英国剑桥大学的J.J.汤姆孙爵士,Sir Joseph Thomon,1856-1940,～以表彰他对气体导电的理论和实验所作的贡献。 J.J.汤姆孙对气体导电的理论和实验研究最重要的结果是发现了电子～这是继X射线和放射性之后又一重大的发现。人们把这三件事称为世纪之交的三大发现。 汤姆孙 3 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1907年 迈克耳孙—光学精密计量和光谱学研究 1907年诺贝尔物理学奖授予芝加哥大学的迈克耳孙 , Albert Abrham Michelson ,1852 -1931,,以表彰他 对光学精密仪器及用之于光谱学与计量学研究所作的贡 献。 迈克耳孙是著名的实验物理学家。他以精密测量光的速度 和以空前精密度进行以太漂移实验而闻名于世。他发现的 以他的名字命名的干涉仪至今还有广泛的应用。 迈克耳孙 1908年 李普曼—照片彩色重现 1908年诺贝尔物理学奖授予法国巴黎大学的李普曼,Gabried Lippmann ,1845-1921,, 以表彰他基于干涉现象用照片重现彩色方法所作的贡献。 李普曼1845年8月16日生于卢森堡的霍勒利希(Hollenrich),双亲是法国人～后来他的家迁到巴黎～他在家中接受了早期教育。1858年他进入拿破仑中学～十年后进入综合师范大学。他的学业并不是很好～因为他只注重他感兴趣的科目～不重视他不喜欢的课程,因此他没有通过教 师资格的考试。1873年～他被任命为政府的科学使节～到德国学习科学李普曼 教育方法。在海德堡曾随库恩,Kuhne,和基尔霍夫一起工作～在柏林曾和亥姆霍兹一起工作。 1909年 马克尼 布劳恩—无线电报 1909年诺贝尔物理学奖授予英国伦敦马克 尼无线电报公司的意大利物理学家马克尼 ,Guglielmo Marcoin ,1874-1937,和德国阿尔 萨斯州特拉斯堡大学的布劳恩(Karl Braun ,1850-1918),以承认他们在发展无线电报 上所作的贡献。 布劳恩 马克尼 4 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1910年诺 范德瓦尔斯—气液状态方程 1910年诺贝尔物理学奖授予荷兰阿姆斯特丹大学的范德瓦尔斯 (Johannes Diderik van Waals,1837-1923),以表彰他对气体和液体的状 态方程所作的工作。 19世纪末～分子运动逐步形成一门有严密体系的精确科学。与此同 时实验也越来越精～人们发现绝大多数气体的行为与理想气体的性质不 符 范德瓦尔斯 1911年 维恩—热辐射定律的发现 1911年诺贝尔物理学奖授予德国乌尔兹堡大学的维恩(Wilhelm Wien ,1864-1928),以表彰他发现了热辐射定律。 热辐射是19世纪发展起来的一门新学科～它的研究得到了热力学和光谱学的支持～同时用到了电磁学和 光学的新技术～因此发展很快。到19世纪末～这个领域已经达到如此顶峰～以至于量子论这个婴儿注定要从这里诞生。 维恩 1912年 达伦—航标灯自动调节器 1912年诺贝尔物理学奖授予瑞典斯德哥尔摩储气器公司的达 伦(Nils Gustaf , 1869-1937),以表彰他发明了用于灯塔和浮标照明的储气器的自动调节器。 有文献记载～这一年的诺贝尔物理学奖原来拟授予美国的发明 家爱迪生和特斯拉线圈的发明者特斯拉,Nikolai Tesla,。这是 继1909年诺贝尔物理学奖授予马可尼与布劳恩之后从技术应用方达伦 面考虑顺理成章的事～但是据说特斯拉拒绝与爱迪生分享诺贝尔物理学奖～他曾经跟爱迪生在经济问题上发生过纠纷～因此诺贝尔物理学奖转而授予了达伦。 5 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1913年 卡末林-昂内斯—低温物质的特性 1913年诺贝尔物理学奖授予荷兰莱顿大学大卡末林-昂内斯 (Heike Kamerlingh Onnes ,1853-1936), 以表彰他对低温物质特性的研究～特别是这些研究导致液氦的生产。 19世纪末～20世纪初～在低温的实验研究上展开过一场世界性的角逐。在这场轰动科坛的竞赛中～领先的是西北欧的一个小国--荷兰首都莱 顿的低温实验室。 卡末林-昂内斯 1914年 劳厄—晶体的X射线衍射 1914年诺贝尔物理学奖授予德国法兰克福大学的劳厄 (Max von Laue ,1879-1960),以表彰他发现了晶体的X射线衍射。 劳厄发现 X射线衍射是20世纪物理学中的一件有深远意义的大 事～因为这一发现不仅说明了对X射线的认识迈出了关键的一步, 而且 还第一次对晶体的空间点阵假说作出了实验验证,使晶体物理学发生了 质的飞跃。这一发现继佩兰(Perrin)的布朗运动实验之后,又一次向科 学界提供证据,证明原子的真实性.从此以后,X射线学在理论和实验方 法上飞速发展,形成了一门内容极其丰富、应用极其广泛的综合学科。 劳厄 1915年 亨利?布拉格 劳伦斯?布拉格—X射线晶体结构 1915年诺贝尔物理学奖授予英国伦敦大学的亨利?布 拉格(Sir William Henry Bragg ,1862-1942)和他的儿子 英国曼彻斯特维克托利亚大学的劳伦斯?布拉格,Sir William Lawrence Bragg, 1890-1971,,以表彰他们用X 射线对晶体结构的分析所作的贡献。 1912年～劳厄关于X射线的论文发表之后不久～就引起了 布拉格父子的关注。当时～亨利〃布拉格正在利兹大学当 物理学教授～劳伦斯?布拉格刚刚从剑桥大学卡文迪什实劳伦斯?布拉格 亨利?布拉格 验室毕业～留在实验室工作～开始从事科学研究。 1916年未授奖 6 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1917年 巴克拉—元素的标识X辐射 1917年诺贝尔物理学奖授予英国爱丁堡大学的巴克拉(Charles Glover Barkla,1877-1944),以表彰他发现了标识伦琴辐射。 巴克拉是第五位因研究X射线获得物理学奖的学者～在他之前有1901 年获奖的伦琴～1914年的劳厄和1915年布拉格父子。不到20年就有5 位诺贝尔物理学奖获得者～占当时总数的四分之一以上～由此可见～X 射线的研究成果在20世纪前20年中占有何等重要的地位。 巴克拉 1918年 普郎克—能量级的发现 1918年诺贝尔物理学奖授予德国柏林大学的普郎克,Max Karl Ernst Ludwig Plank ,1858-1947,,以承认他发现能量子对物理学的 进展所作的贡献。 1895年前后～普郎克正在德国柏林大学当物理学教授～由于鲁本斯,H.Rubens,的介绍～经常参加以基本量度基准为主要任务的德国 帝国技术物理研究所(Physikalisch Technische Reichsanstalt ,简 称PTR)有关热辐射的讨论。这时PTR的理论核心人物维恩(W.Wien)因 故离开PTR,PTR的实验研究成果需要有理论研究工作者的配合～普郎普郎克 克正好补充了这个空缺。 1919 年 斯塔克—斯塔克效应的发现 1919年诺贝尔物理学奖授予德国格雷复斯瓦尔大学的斯塔克 (Johnnes Stark,1874-1957),以表彰他在极遂射线中发现了多普勒效 应和电路中发现了分裂的谱线。 极遂射线是哥尔茨坦在1886年在含稀薄气体的放电管中发现的, 这种射线后来证明主要是由放电管中带正电的气体原子组成的,这些 带正电的原子在电场的作用下以很高的速度沿着射线运动。 斯塔克 7 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1920年 纪尧姆—合金的反常特性 1920年诺贝尔物理学奖授予舍夫勒国际计量局的纪尧姆(Charles Edouard Guillaume, 1861-1938), 以承认他由于他发现镍钢合金的反常 特性对精密计量物理学所作的贡献。 纪尧姆长期担任国际计量局局长,他发现的因瓦合金和艾林瓦合金 对精密计量有非常重大的意义。 纪尧姆 1921年 爱因斯坦—对理论物理学的贡献 1921年诺贝尔物理学奖授予德国柏林马克斯〃普朗克物理研 究所的爱因斯坦(Allbert Einstein ,1879-1955),以表彰他在理论 物理学上的发现,特别是发现了光电效应的定律。 众所周知,爱因斯坦是20世纪最杰出的理论物理学家。爱因斯 坦最重要的科学贡献是在1905年创建了狭义相对论。然而在颁发 1921年诺贝尔物理学奖时,却只字不提相对论的建立。诺贝尔委员 会特别申明,授予爱因斯坦诺贝尔物理学奖不是由于他建立了相对 论～而是“为了表彰他在理论物理学上的研究～特别是发现光电效爱因斯坦 应的定律”。 1922年 尼尔斯?玻尔—原子结构和原子光谱 1922年诺贝尔物理学奖授予丹麦哥本哈根的尼尔斯〃玻尔,Niels Bohr,1885-1962,～以表彰他在研究原子结构,特别是研究从原子发出 的辐射所作的贡献。 尼尔斯。玻尔 8 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1923年 密立根—基本电荷和光电效应实验 1923年诺贝尔物理学奖授予美国加利福尼亚州帕萨迪那加州理工 学院的密立根(Robert Andrews Millikan ,1868-1953)～以表彰他对 基本电荷和光电效应的工作。 1911年～为了确证电子为电荷的基本单位～密立根将油雾喷入水 平放臵的电容器两板之间～然后～他跟踪单个带电油滴在重力和带电 金属板的作用下在空气中的降落过程。但有时油滴可能会捕获一个离 子,密立根利用X射线管或放射源的照射在室中实现了这一点,～当密立根 油滴上的电荷因此而改变时～上极板对油滴的作用就会突然增加～油滴的速度也会随之改变。密立根通过调整电容器上的电压～使作用在油滴上向下的重力和向上的电力平衡～从而使油滴保持稳定状态。利用观察到的电压、油滴的密度、油滴自由下降的速度～密立根能够算出油滴上的电荷值。他发现～这些电荷值总是e的整数倍。 1912-1915年间～密立根利用复杂、精密的仪器和处于高真空中的样品～检验了爱因斯坦1905年提出的光电效应关系。在照射光的频率为f的情况下～他测量了遏止电子从金属中逸出所需的最小电压～验证了爱因斯坦关系～并首次对普朗克常数h直接运用光电学方法作了测定。 1924年 卡尔—X射线光谱学 1924年诺贝尔物理学奖授予瑞典乌普沙拉(Uppsala)大学的卡 尔〃西格班(Karl Manne Georg Siegbahn,1886-1978),以表彰他在X射线光谱学领域的发现与研究。 卡尔〃西格班是继巴克拉之后,又一次因X射线学的贡献而获得诺贝尔物理学奖的物理学家。 卡尔 1925年 弗兰克 G.赫兹—弗兰克-赫兹实验 1924年诺贝尔物理学奖授予德国格丁根大学的弗 兰克(James Franck ,1882-1964)和哈雷大学的G.赫 兹(Gustav Hertz ,1887-1975),以表彰他们发现原子 受电子碰撞的定律。 弗兰克 赫兹 9 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1926年 佩兰—物质结构的不连续性 1926年诺贝尔物理学奖授予法国巴黎索本大学的佩兰 (Jean Baptiste Perrin ,1870-1942),以表彰他在物质不连续 结构方面的工作,特别是对沉积平衡的发现。 佩兰关于物质不连续结构的工作,主要是他对布郎运动的 研究。 佩兰 1927年 A.H.康普顿 C.T.R.威尔逊—康普顿效应和威尔逊云室 1927年诺贝尔物理学奖的一半授予美国芝加哥大学的A.H. 康普顿(Arthur Holly Compton ,1892-1962) ,以表彰他发现以 他的名字命名的效应;另一半授予英国剑桥大学的C.T.R.威尔 逊(Charles Thomon Rees Wilsion ,1869-1959),以表彰他用蒸 汽凝聚使带电粒子的径迹成为可见的方法。 康普顿 1928年 O.W.里查森—热电子发射定律 1928年诺贝尔物理学奖授予英国伦敦大学的O.W.里查森(Sir Owen Willans Richardson ,1879-1959) , 以表彰他对热电子发射现象的工作,特别是发现了以他名字命名的定律. 里查森创立了电子和离子的发射理论～使无线电、电话、电视和X射线技术的迅速发展成为可能。最初～里查森直观地感到正、负电荷是直接从受热的固体金属丝本身发出的～而不是从附近的气体分子与受热物体的化学作用产生的。他应用分子运动论作了如下的假设:在热导体 内部的自由电子～只要它们的动能足以克服导体中正电荷的吸引～就有里查森 可能从导体的表面逸出。他成功地确定了金属电子动能随着温度增加而增加的关系。被他发现并以他的名字命名的“里查森定律”描述的就是电子发射对温度的依赖关系: 2 I = ASTexp(-W/KT)～ 其中I是电子发射的饱和电流～A为普适常数～T 是灯丝温度～W为金属的电子逸出功～K为玻尔兹曼常数。他坚持不懈地用实验检验这一定律～改进手泵用于获得真空～改进真空清除技术～热心于采用易拉长的钨丝作阴极等。 里查森花费了大约15年的时间在艰苦的热离子研究上～终于在1910年完成了他的论著:《受热物体的电发射》。令他高兴的是～他的热离子辐射基本方程经受了20世纪20年代的量子力学革命考验之后～继续保存了下来。 10 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1929年 路易斯?德布罗意—电子的波动性 1929年诺贝尔物理学奖授予法国巴黎索本大学的路易斯.德布罗 意(PrinceLouis-victor de Broglie ,1892-1987),以表彰他发现了电 子的波动性. 德布罗意提出的物质波理论成了许多科学家专攻的课题～奥地利物 理学家薛定谔正是在这一理论的基础上建立了波动力学。 路易斯.德布罗意 1930年 喇曼—喇曼效应 1930年诺贝尔物理学奖授予印度加尔各答大学的喇曼(Sir Chandraskhara Venkata Raman,1888-1970),以表彰他研究了光的散射和发现了以他的名字命名的定律。 在X射线的康普顿效应发现以后～海森堡曾于1925年预言:可见光也会有类似的效应。1928年～喇曼,右图,在《一种新的辐射》一文中指出:当单色光定向地通过透明物质时～会有一些光受到散射。散射光的光谱～除了含有原来波长的一些光以外～还含有一些弱的光～其 波长与原来光的波长相差一个恒定的数量。这种单色光被介质分子散射 喇曼 后频率发生改变的现象～称为并合散射效应～又称为喇曼效应。这一发现～很快就得到了公认。英国皇家学会正式称之为“20年代实验物理学中最卓越的三四个发现之一”。 喇曼效应为光的量子理论提供了新的证据。频率为ν的单色光入射到介质里会同0 时发生两种散射过程:一种是频率不变,ν=ν,的散射～即瑞利散射～是由入射光量0 子与散射分子的弹性碰撞引起的,另一种是频率改变,ν=ν?ν,的散射～即喇曼0R 散射～其中ν称为喇曼频率。散射光频率的改变是由于入射光量子与散射分子之间发R 生了能量交换～交换的能量,hν,由散射分子的振动或转动能级决定。后人研究表明～R 喇曼效应对于研究分子结构和进行化学分析都是非常重要的。 喇曼是印度人～是第一位获得诺贝尔物理学奖的亚洲科学家。喇曼还是一位教育家～他从事研究生的培养工作～并将其中很多优秀人材输送到印度的许多重要岗位。 1931年 未授奖 11 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1932年 海森伯—量子力学的创立 1932年诺贝尔物理学奖授予德国莱比锡(Leipzig)大学的海森伯 ,Werner Heisenberg ,1901-1976),以表彰他创立了量子力学～尤其 是他的应用导致了发现氢的同素异形体。 1925年～海森伯利用矩阵代数～建立了一套量子力学理论体系～ 这就是量子理论中的矩阵力学。7月29日～他写成了《关于解释运动 学和力学的量子理论》～标志着量子力学的正式创立～这一天也被称 为“量子力学诞生日”。 海森伯本人和其他物理学家用矩阵力学研究了原子和分子的光谱海森伯 特性～得到的结果与实验一致。特别应当指出的是～当海森伯用他的理论来解释氢分子光谱中强弱谱线交替出现的现象时～发现存在两种形式的氢:一是正氢～也就是2个氢核的自旋方向相同,另一中是仲氢～也就是2个氢核的自旋方向相反。后来实验证实了他的这个结论。 海森伯提出的“测不准原理”是量子力学中的一条重要原理。无论在物理学上～还是在哲学上～都产生了深远的影响。 1933年 薛定谔 狄拉克—原子理论的新形式 1933年诺贝尔物理学奖授予德国柏林大学的 奥地利物理学家薛定谔(Erwin Schrodinger ,1887-1961)和英国剑桥大学的狄拉 1984),克,Paul Adrien Maurice Dirac ,1902- 以表彰他们发现了原子理论的新形式。 薛定谔创立的波动力学与海森伯创立的矩阵 力学成为量子力学的“双胞胎”。这些理论现在 已经成为研究原子、分子等微观粒子的有力工具～ 薛定谔 狄拉克 并奠定了基本粒子相互作用的理论基础。 狄拉克最引人入胜的成就～就是他在纯数学物理的基础上建立起了狄拉克方程～并预言存在一种新的基本粒子——正电子。 狄拉克还与费米分别独立地提出自旋为半整数的粒子所服从的统计分布规律～即费米-狄拉克统计。这一统计已经成为研究基本粒子物理的基础。 1934年 未授奖 12 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1935年 查德威克—中子的发现 1935年诺贝尔物理学奖授予英国利物浦大学的查德威克(Sir James Chadwick ,1891-1974),以表彰他发现了中子。中子的发现具有 深远的影响。由此引起了一系列后果:第一是为核模型理论提供了重要 的依据～苏联物理学家伊万宁科(D.Ivanenko) 据此首先提出原子核是 由质子和中子组成的理论,其次是激发了一系列新课题的研究～引起一 连串的新发现,第三是找到了核能实际应用的途径。用中子作为炮弹轰 击原子核～比α粒子有大得多的威力。因为他像一把钥匙～打开了原 子核的大门。 查德威克 1936年 赫斯 C.D.安德森—宇宙辐射和正电子的发现 1936年诺贝尔物理学奖一半授予奥地利茵斯布拉 克(Innsbruck)大学的赫斯(Victor Franz Hess,1883-1964),以表彰他发现了宇宙辐射,另一半授 予美国加利福尼亚州帕萨迪那加州理工学院的C.D.安 德森(Carl David Anderson ,1883-1964)～以表彰他发 现了正电子。 赫斯 安德森 1937年 戴维森 G .P .汤姆孙—电子衍射 1937年诺贝尔物理学奖授予美国纽约州的贝尔电话 实验室的戴维森(Clinton Joseph Davission ,1881-1958)和英国伦敦大学的G .P .汤姆孙(Sir George Paget Thomson ,1892-1975),以表彰他们用晶体对电子衍射所 作的实验发现。 20世纪20年代中期是物理学发展的关键时期。波动 力学已经由薛定谔在德布罗意的物质波假设的基础上建 立起来～和海森伯从不同的途径创立的矩阵力学～共同汤姆孙 戴维森 形成微观体系的基本理论。这一巨大变革的实验基础自 然成了人们关切的课题～这就激励了许多物理学家致力于证实离子的波动性。然而～直到1927年～才由美国的戴维森和英国的G .P .汤姆孙分别作出电子衍射实验。虽然这时量子力学已得到广泛的运用～但电子衍射实验成功仍引起了世人的注意。 13 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1938年 费米—中子辐照产生新放射性元素 1938年诺贝尔物理学奖授予意大利罗马大学的费米(Enrico Fermi,1901-1954),以表彰他演示用中子辐射产生新放射性元素以及用慢中子引起的核反应的有关发现。 20世纪30年代是核物理学大发展的年代。自从卢瑟福1911年发现原子核和1919年实现了人工原子蜕变之后～中间经过沉闷的十年～物理学孕育着新的突破。30年代一开始,就以正电子、氘和中子这三大发现～又一次惊震了科学界。接着～1934年,约里奥-居里(Joliot-Curies)夫妇发现了人工放射性。加速器和计数器的发明和应用则大大加快了核物理 费米 学发展的进程。在此基础上～人们迫切需要掌握原子核蜕变的规律性～利用核物理学的成果为人类服务。当时虽然尚未预见原子能的巨大价值～但元素之间的相互转变有可能把人类带进新的世界～却早已是指日可待的了。 1939年 劳伦斯—回旋加速器的发明 1939年诺贝尔物理学奖授予美国加利福尼亚伯克利加州大学的劳伦 斯,Ernest Orlando Lawrence,1901-1958,,以表彰他发明和发展了回 旋加速器～以及用之所得到的结果～特别是人工放射性元素。核物理学 的诞生揭开了物理学发展史中崭新的一页～它不但标志了人类对物质结 构的认识进入了更深的一个层次～而且还意味着人类开始以更积极的方 式改变自然、探索自然、开发自然和更充分地利用大自然的潜力。各种 加速器的发明对核物理学的发展起了很大的作用～而劳伦斯的回旋加速 器则是这类创造中最有成效的一项。 劳伦斯 1940-1942年 未授奖 1943年 斯特恩—分子束方法和 质子磁矩 1943年诺贝尔物理学奖授予美国宾夕法尼亚州皮兹堡的卡内奇技术学院的德国物理学家斯特恩,Otto Stem,1888-1969,,以表彰他在发展分子束方法上所作的贡献和发现了质子的磁矩。 斯特恩 14 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1944年 拉比—原子核的磁特性 1944年诺贝尔物理学奖授予美国纽约州纽约市哥伦比亚大学的拉比,Isidor Isaac Rabi ,1898-1988,,以表彰他用共振方法记录了原子核磁特性。 拉比的最大功绩是发展了斯特恩的分子束法～并用之于磁共振。分子束磁共振在研究原子和原子核特性方面有独特的功能～后来形成了一系列的物理学分支。 拉比 1945年 泡利—泡利不相容原理 1945年诺贝尔物理学奖授予美国新泽西州普林斯顿大学的奥地利 物理学家泡利(Wolfgang Pauli,1900-1958),以表彰他发现所谓泡利不 相容原理。 不相容原理是量子理论中的重要原理～是1925年1月由泡利提出的。 这一原理可以表述为:对于完全确定的量子态来说～每一量子态不可能 存在多于一个粒子。泡利后来用量子力学理论处理了h/4π自旋问题, 引入了二分量波函数的概念和所谓的泡利自旋矩阵。通过泡利等人对量 子场的研究～人们认识到只有自旋为半整数的粒子,即费米子,才受不 泡利 相容原理的限制～从而确立了自旋统计关系。 1946年 布里奇曼—高压物理学 1946年诺贝尔物理学奖授予美国马萨诸塞州坎伯利基哈佛大学的布里奇曼(Percy Williams Bridgman,1882-1961),以表彰他发明了产生极高压强的设备～并用这些设备在高压物理领域中所作出的发现。 布里奇曼 15 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1947年 阿普顿—电离层的研究 1947年诺贝尔物理学奖授予英国伦敦科学与工业研究部 的阿普顿(Sir Edward Victor Appleton,1892-1965),以表彰 他对上层大气物理的研究,特别是发现了所谓的阿普顿层。电 离层的研究对通讯事业有极大意义。电离层是从离地面约 50km开始一直伸展到约1000km高度的地球高层大气空域,其 中存在相当多的自由电子和离子,能使无线电波改变传播速 度,发生折射,反射和散射,产生极化面的旋转并受到不同程 阿普顿 度的吸收。 1948年 布拉开—云室方法的改进 1948年诺贝尔物理学奖授予 英国曼彻斯特维克托利亚大学的 布拉开(Lord Patrick M.S.Blackett ,1897-1974),以表 彰他发展了威尔逊云室方法,以及 这一方法在核物理和宇宙辐射领 布拉开 域所作的发现。 1949年 汤川秀树—预言介子的存在 1949年诺贝尔物理学奖授予日本东京帝国大学的汤川秀树 (YukawaHideki, 1907-1981),以表彰他在核力的理论基础上预言了介 子的存在。 汤川秀树是日本著名的理论物理学家～他于1935年在大阪写了一 篇划时代的论文～发表在《日本数学和物理学会杂志》上。尽管这篇 汤川秀树 论文还不够全面～但他有些重要的新思想极富有创造性～对未来物理 学的发展有着深远的影响。 16 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1950年 鲍威尔—核乳胶的发明 1950年诺贝尔物理学奖授予英国布利斯托尔大学的鲍威尔 ,Cecil Frank Powell ,1903-1969,,以表彰他发现了研究核过程的 光学方法～并用这一方法作出的有关介子的发现。 所谓研究核过程的光学方法～指的是运用特制的照相乳胶记录核 反应和粒子径迹的方法～这种特制的乳胶就叫核乳胶。 鲍威尔 1951年 考可饶夫 瓦尔顿 —人工加速带电粒子 1951年诺贝尔物理学奖授予英国哈维尔 ,Harwell,原子能研究署的考可饶夫,Sir John Douglas Cockcroft ,1897-1967,和爱尔兰都柏林大 学的瓦尔顿,Ernest Thomas Sinton Walton ,1903-1995,,以表彰他们在发展用人工加速 原子性粒子的方法使原子核蜕变的先驱性工作。 在从英国剑桥大学卡文迪什实验室出身的众多 诺贝尔奖获得者中～考可饶夫和瓦尔顿是其中两位得 奖比较晚的实验物理学家。他们在30年代初设计和考可饶夫 瓦尔顿 制造了第一台高压倍加器～并且成功地用之于产生人工核蜕变。他们先是让锂蜕变为氦～后来又让硼蜕变为氦～特别值得一提的是～他们成功不仅是由于技术上的进步～更重要 Gamov)的势垒穿透理论。 的是由于有理论的正确指导。这个理论就是伽莫夫(G〃 1952年 布洛赫 珀塞尔—核磁共振 1951年诺贝尔物理学奖授予美国加利福尼亚斯 坦福大学的布洛赫(Felix Bloch ,1905-1983)和美国 马萨诸塞州坎伯利基哈佛大学的珀塞尔(Edward Purcell ,1912-1997),以表彰他们发现了核磁精密 测量的新方法及由此所作的发现。 1945年12月～珀塞尔和他的小组在石蜡样品中 观察到质子的核磁共振吸收信号～1946年1月～布 洛赫和他的小组在水样品中也观察到质子的核感应 珀塞尔 布洛赫 信号。他们两人用的方法稍有不同～几乎同时在凝聚 态物质中发现了核磁共振。他们发展了斯特恩开创的分子束方法和拉比的分子束磁共振方法～精确的测量了核磁矩。以后许多物理学家进入了这个领域～形成了一门新兴实验技术～几年内便取得了丰硕的成果。 17 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1953年 泽尔尼克—相称显微法 1953年诺贝尔物理学奖授予荷兰格罗宁根大学的泽尔尼克(Frits Zernike ,1898-1966),以表彰他提出了相称法～特别是发明了相称显微 镜。 相称显微镜是一种特殊的显微镜～特别适用于观察具有很高透明度 的对象～例如生物切片、油膜和位相光栅等等。光波通过这些物体～往 往只改变入射光波的位相而不改变入射光波的增幅～由于人眼及所有能 量检测器只能辨别光波强度上的差别～也即振幅上的差别～而不能辨别 位相的变化～因此用普通的显微镜是难以观察到这些物体的。 泽尔尼克 1954年 波恩 博特—波函数的统计解释和用符合法作出的发现 1954年诺贝尔物理学奖一半授予英国爱丁堡大学的 德国物理学家波恩,Max Born,1882-1970,,以表彰他对 量子力学的基础研究～特别是对波函数所作的统计解释, 一半授予德国海得堡大学的博特(Walther Bothe,1891-1957),以表彰他提出了符合法和用这一方 法作出的发现。 波恩是著名的理论物理学家～量子力学的奠基人之 一。从1923年开始～他致力于发展量子理论～年轻的海波恩 博特 森伯当时是他的助教和合作者～1925年海森伯天才地提出其“关于运动学和力学关系的量子理论”～波恩当即看到海森伯理论的表达形式与矩阵代数相一致～随后他和海森伯、约旦合作发表了长篇论文～以严整的数学形式全面系统的阐明了海森伯的理论。 1955年 兰姆 库什—兰姆位移与电子磁矩 1955年诺贝尔物理学奖授予美国加利福 尼亚斯坦福大学的兰姆,Willis Eugene Lamb ,1913- ,,以表彰他在氢谱精细结构方面 的发现,另一半授予美国纽约州纽约市哥伦比 亚大学的库什(Polykarp Kusech ,1911-1993),以表彰他对电子矩阵所作的精密测定。 兰姆在氢谱精细结构的研究中发现了兰姆 位移,库什在精密测定电子矩阵中发现了反常 库什 兰姆 电子矩阵。两者都对量子电动力学的发展起过 重大的推动作用。 18 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1956年 肖克利 巴丁 布拉坦——晶体管的发明 1956年诺贝尔物理学奖授予美 国加利福尼亚州景山(Mountain View )贝克曼仪器公司半导体实 验室的肖克利,William Shockley ,1910-1989,、美国伊 利诺斯州乌尔班那伊利诺斯大学 的巴丁,John Bardeen ,1908-1991,和美国纽约肖克利 巴丁 布拉坦 州谬勒海尔,Murray Hill,贝尔电话实验室的布拉坦,Walter Brattain ,1902-1987,, 以表彰他们对半导体的研究和晶体管效应的发现。 晶体管的发明是20世纪中叶科学技术领域有划时代意义的一件大事。由于晶体管比电子管有体积小、耗电省、寿命长、易固化等优点～它的诞生使电子学发生了根本性的变革～它拨快了自动化和信息化的步伐～从而对人类社会的经济和文化产生不可估量的影响。 1957年 杨振宁 李政道—宇称守恒定律的破坏 1957年诺贝尔物理学奖授予美国新泽西州普林斯顿高 等研究所来自中国的杨振宁,1922-,和美国纽约哥伦比亚 大学来自中国的李政道,1926-,～以表彰他们对所谓宇称 定律的透彻研究～这些研究导致了与基本粒子有关的一些 发现。 杨振宁 李政道 宇称是描写粒子在空间反演下变换性质的物理量～有 正负之分～若在空间反演下波函数不变～则粒子具有正宇称,若改变符号～则为负宇称。粒子系统的宇称等于各粒子宇称的乘积～还要乘上轨道运动的宇称。如果粒子或粒子系统在相互作用前后宇称不变～就叫宇称守恒～它反映了物理规律在空间反演下的对称性。 19 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1958年 切连科夫 夫兰克 塔姆—切连科夫效应的发现和解释 1958年诺贝尔物理学奖授予苏联 莫斯科苏联科学院物理研究所的切连 科夫(Pavel A.Cherenkow ,1904-1990), 夫兰克,Ilja M . Frank,1908-1990, 和塔姆,Igor Y . Tamm,1885-1971, 以表彰他们发现和解释了切连科夫效 应。切连科夫效应指的是带电粒子在透 切连科夫 夫兰克 塔姆 明介质中以极高的速度穿过时～会发出一种特殊的光的效应～这是1934年由切连科夫发现的。 1959年 西格雷 张伯伦—反质子的发现 1959年诺贝尔物理学奖授予美国加利福尼亚州伯克利加州大学的西格雷,Emilio Segre ,1905-1989,和张伯伦(Owen Chamberlain ,1920- ),以表彰他们发现了反质子。 1955年西格雷和张伯伦发现了反质子标志着人类对反世界的认识又上了一个新台阶～这是狄拉克理论的一个胜利～也是人工加速带电粒 西格雷 子的努力所取得的又一项重大成果。 1960年 格拉塞—泡室的发明 1960年诺贝尔物理学奖授予美国加利福尼亚州利伯克加州大学的 格拉塞,Donald A . Glaser ,1926- ,,以表彰他发明了泡室。 泡室是探测高能带电粒子径迹的又一种有效手段,他曾在50年代以后一 度成了高能物理实验的最风行的探测手段设备,为高能物理学创造了重 大的发现。 格拉塞 20 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1961年 霍夫斯塔特 穆斯堡尔—核子结构和穆斯堡尔效应 1960年诺贝尔物理学奖授予美国加利福尼亚州斯坦福大学的霍夫斯塔特(Robert Hofstadter ,1915-1990),以表彰他在电子受原子核散射的先驱性研究及由此获得的核子结构的发现;另一半 授予德国慕尼黑技术学院和美国加利福尼亚州帕萨迪那州理工学 院 霍夫斯塔特 1962年 朗道—凝聚态理论 1962年诺贝尔物理学奖授予苏联莫斯科苏联科学院的朗道(Lev D.Landau,1908-1968)～以表彰他作出了凝聚态特别是液氦的先驱性理 论。 朗道 1963年 维格纳 玛丽?戈佩特,迈耶夫人 延森—原子核理论和对称性原理 1963年诺贝尔物理学奖 授予美国物理学家维格纳 (Eugene Paul Wigner,1902-1995)～以表彰他 对原子核和基本粒子理论～特 别是通过基本对称原理的发现 和应用所作出的贡献,另一半 维格纳 玛丽?戈佩特,迈耶夫人 延森 授予美国物理学家玛丽?戈佩 特,迈耶夫人(Maria Goeppert-Mayer～1906-1972)和德国物理学家延森(J.Hans.D.Jensen)～以表彰他们在发现核壳层结构方面所作的贡献。 21 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1964年 汤斯 巴索夫 普罗霍罗夫—微波激射器和激光器的发明 1964年诺贝尔物理学奖一半授予美国马萨诸 塞州坎布里奇的麻省理工学院的汤斯(Charles H.Townes～1915- )～另一半授予苏联莫斯科苏联 科学院列别捷夫物理研究所的巴索夫(Nikolay G.Basov～1922- )和普罗霍罗夫(Aleksandr M.Prokhorow～1916- )～以表彰他们从事量子电子汤斯 普罗霍罗夫 学方面的基础工作～这些工作导致了基于微波激射器和激光原理制成的振荡器和放大器。 1965年 朝永振一郎 施温格 费因曼—量子电动力学的发展 1965年诺贝尔物理学奖授予日本东京教 育大学的朝永振一郎(SinItrio Tomonaga～ 1906-1979)～美国马萨诸塞州坎布里奇哈佛大 学的施温格(Julian S.Schwinger～1918-1994) 和美国加利福尼亚州帕萨迪那加州理工学院 的费因曼(Richard Phillips Feynman～ 1918-1988)～以表彰他们在量子电动力学所作 的基础工作～这些工作对基本粒子物理学具有朝永振一郎 施温格 费因曼 深远的影响。 22 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1966年 卡斯特勒—光磁共振方法 1966年诺贝尔物理学奖授予法国巴黎大学～高等师范学校的卡斯特 勒(Alfred Kastler～1902-1984)～以表彰他发现和发展了研究原子中赫 兹共振的光学方法。 我们知道～原子能级在磁场中会发生劈裂～为辨认和了解这些磁支 能级～卡斯特勒等人发现和发展了双共振方法——即使原子的光学频率 的共振和射频电磁波,赫兹波,的磁共振同时发生的方法。对于原子激 发态的磁支能级之间的磁共振～由于激发态的粒子数非常少～不可能直 接观察到。当用一束极化的光来使原子激发时～并不是激发态的所有磁 卡斯特勒 支能级都能得到相等数目的粒子～而且这些磁支能级之间的辐射跃迁也不是各向同性的～在某个特定方向的辐射将是部分偏振的。此时～若再施加一个射频场～引起磁支能级之间的辐射跃迁～那么通过研究重新发射的光就可以探测激发态中磁支能级的射频跃迁。对于原子基态的能级之间的共振～因信号非常微弱～难于直接观察～当用一束极化的光照射时～只有其中一个磁支能级吸收光跃迁到激发态～然后激发态又会自发辐射回到基态～这样就增加了基态各磁支能级之间的布居数～极大地增强了磁支能级之间的磁共振信号。卡斯特勒的方法大大增加了探测磁共振信号的灵敏度～使人们多了一个研究原子能级结构的精密手段～而且从他的工作中已经产生了有价值的实用仪器～例如～在一万年中误差仅为一秒的原子钟和能够测量像地球周围磁场那样弱的磁场的磁强计。 1967年 贝特—恒星能量的生成 1967年诺贝尔物理学奖授予美国纽约州康奈尔大学 的贝特(Hans A.Bethe,1906- )～以表彰他对核反应理论 所作的贡献～特别是涉及恒星能量生成的发现。 贝特是一位多产的物理学家。他在量子力学、固体理 论、原子核物理、粒子物理和天体物理等方面都做出了重 要贡献:1929年他详细研究了晶体场理论～被誉为晶格场 理论之父,1936年他首先计算了核谱中的能级密度,1947 贝特 年他独立地提出质量重整化的概念来解释能级的兰姆位移, 1951年他给出了描述两个相互作用粒子系统的贝特-萨佩特方程等等。在美国核物理学界～贝特享有很高威望。 23 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1968年 阿尔瓦雷斯—共振态的发现 1968年诺贝尔物理学奖授予美国加利福尼亚州大学的阿尔 瓦雷斯,Luis W.Alvarez,1911-1988,,以表彰他对基本粒子物 理学的决定性贡献～特别是发现了许多共振态～这些发现是由 于他发展了氢泡室技术和数据分析方法才成为可能的。 共振态是早先对寿命极端的一类强子的通称。在研究原子核的 三叔和反应过程中～往往会出现这样一种“共振”现象:当入 射粒子能量取某一确定值时～散射或反映的截面突然变大～截阿尔瓦雷斯 面随能量的变化曲线和力学中的共振曲线完全相似。用量子力 学可以证明～这种共振现象的出现是由于在该能量附近～入射粒子与原子核结合成为一个亚稳复合核。经过一定时间后者亚稳复合核衰变为末态粒子。阿尔瓦雷斯把这类粒子称为共振态。共振态和稳定强子一样具有类似的量子数～诸如自旋、宇称、同位旋、奇-20-24-s,异数和粲数等等～只是它可以通过强相互作用衰变。由于其寿命一般短到1010因此根据不确定原理～不稳定的粒子没有确定的质量～所以其质量的不确定度相当大～一般为几十到几百MeV。 1969年 盖尔曼—基本粒子及其相互作用的分类 1969年诺贝尔物理学奖授予美国加利福尼亚州帕萨迪那加州理 工学院的盖尔曼,Murray Gell-Mann,1929-,～以表彰他对基本粒子 及其相互作用的分类所作的贡献和发现。 30年代初始～原来把原子核看成是仅仅有电子和质子组成的简单观 念～让位于更复杂的模型～其中包括了中子～后来又包括了其他粒子。 50年代前～质量处于质子和电子间的介子不断被发明～这个领域陷入 了十分混乱的境地。再后来～又发现了超子～有些介子的寿命比当时 盖尔曼 得到公认的理论所预言要长的多。 1970年 阿尔文 奈尔—磁流体动力学和新的磁性理论 1970年诺贝尔物理学奖一半授予瑞典斯德哥尔 摩皇家技术研究院的阿尔文,Hannes Alfven,1908-1995,～以表彰他对磁流体动力学的 基础工作和发现～及其在等离子体不同部分卓有成 效的应用,另一半授予法国格勒诺布尔大学的奈尔 ,Louis Neel, 1904-- ,,以表彰他对反铁磁性和 阿尔文 铁氧体磁性所作的基础研究和发现～这些研究和发 现在固体物理学中有很重要的应用。 奈尔 阿尔文是磁流体动力学的创始人 24 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1971年 伽博—全息术的发明 1971年诺贝尔物理学奖授予英国伦敦帝国科技学院的匈牙利裔 物理学家伽博(Dennis Gabor,1900-1979),以表彰他发明和发展了全 息术。 伽博是在激光器还未出现前的40年代发明全息术的。当时他正 在一家公司的研究室里工作～该公司制造电子显微镜需要提高分辨 率。 伽博 1972年 巴丁 库伯 施里弗—超导电性理论 1972年诺贝尔物理学奖授予美国伊 利诺斯州乌尔班那德伊利诺斯大学的巴 丁,John Bardeen,1908-1991,、美国罗 德艾兰州普罗威顿斯,Providence,布朗 大学的库伯,Leon N.Cooper,1930-- , 和美国宾夕法尼亚州宾夕法尼亚大学的 巴丁 库伯 施里弗 施里弗,John Robert Schrieffer,1931-- ,～以表彰他们合作发展了通常称为BCS理论的超导电性理论。 巴丁1908年5月23 日出生于美国威斯康星州的麦第逊。他在麦第逊接受前期教育～后入威斯康星大学机电系～20岁时大学毕业～现有三年在匹兹堡的一个公司工作～从事地球物理方面的研究。后来又进入普林斯顿大学学习数学物理～在这里受教于著名物理学家维格纳,E.Wgner,～从此涉足固体物理学。1945年受聘于贝尔实验室～由于研制成功半导体晶体管～与肖克利和布拉坦共享1956年诺贝尔物理学奖。 25 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1973年 江崎玲於奈 贾埃沃 约瑟夫森—隧道现象和约瑟夫森效应的发现 1973年诺贝尔物理学奖一半授予 美国纽约州约克城高地,Yorktown Heights,IBM瓦森研究室中心的江崎玲 於奈,Leo Esaki,1925-- ,～美国纽 约州斯琴奈克塔迪,Schenectady,通 用电气公司的贾埃沃,Ivar Giaever,1929-- ,,以表彰他们分别在 有关半导体和超导体中的隧道现象的约瑟夫森 贾埃沃 江崎玲於奈 实验发现,另一半授予英国剑桥大学的 约瑟夫森,Brian Josephson,1940-- ,～以表彰他对穿过隧道壁垒的超导电流所作的理论预言～特别是关于普遍称为约瑟夫森效应的那些现象。 江崎玲於奈1925年3月12日出生于日本大阪的一个建筑师家庭里～1938年～江崎进入同志社中学～三年后父亲去世。江崎自幼就表现出对科学的浓厚兴趣～喜欢阅读科学家传记故事～立志要做像爱迪生和马可尼那样的发明家～小时自己动手制作电动火车和汽车模型。1940年～他以优异成绩越级进入京都第三高等学校。1944年初提前毕业～为维持生计勤工俭学～做晚间家庭教师。他认真学习了数学和物理课程～并自学物理学专著。 1974年 赖尔 休伊什—射电天文学的先驱性工作 1974年诺贝尔物理学奖授予英国剑桥大学的赖尔 ,Martin Ryle,1918-1984,和休伊什,Antony Hewish,1924-- ,,以表彰他们在射电天文学方面的先 驱性工作～赖尔获奖是由于它的观测和发明～特别是综 合孔径技术的发明,休伊什则是由于他在发现脉冲星所 起的决定性作用。 赖尔1918年9月27日生于英格兰萨塞克斯郡的布 赖尔 休伊什 莱顿～父亲是皇家陆军卫生队的少校～英国著名的医生～赖尔受他的影响～小时候喜欢独自思考～善于动手～学过木工手艺～长大后参加制造帆船和航海活动。在中学时代～他对无线电非常感兴趣～自己动手制造发射机～参加业余无线电爱好者活动站。1936年赖尔进入牛津大学基督教会学院学习物理。1939年～他一毕业就被拉特克列夫,Ratcliffe,教授招到卡文迪什实验室的电离层无线电研究小组～准备攻读博士学位。在卡文迪什实验室～他开始接触到雷达天线的工作～在50cm波长上对CH雷达天线的方向图进行模拟测试～还进行了当时新式的八木天线的设计。 26 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1975年 阿格?玻尔 莫特森—原子核理论 1975年诺贝尔物理学奖授予丹麦哥 本哈根尼尔斯〃玻尔研究室的阿格〃玻 尔,Aage Bohr,1992-,和美国纽约州哥 伦比亚大学的雷恩沃特,L.James Rainwater,1917-1986,,以表彰他们发 现了原子核中集体运动和粒子运动之间 的关系以及在此基础上发展了原子核结 构的理论。 阿格?玻尔 莫特森 雷恩沃特 原子核理论研究的一项重要成果就 是建立正确的、能反映原子核内部运动的模型理论。自从发现质子和中子以来～先后提出了好几种核模型～这些核模型各具特色～从不同侧面反映原子核的某些现象和某些性质～每种模型都只能解释一定范围内的实验事实。这是因为原子核内部的运动规律太复杂了～以至于人们还没有办法用现有的概念和数学来包揽有关原子核的一切属性～何况迤今为止～人们对原子核的认识还在不断增加～随着人们认识水平的提高～理论概括的范围随之扩大。由于这项工作在原子核物理学中占有核心地位～因此几十年来不断把诺贝尔物理学奖授予在这方面有特殊贡献的物理学家。例如～1938年授予提出气体模型理论的费米～1963年授予维格纳、戈佩特-迈耶和延森～1975年则授予阿格?玻尔、莫特森和雷恩沃特。 1976年 里克特 丁肇中—J/ψ粒子的发展 1976年诺贝尔物理学奖授予美国加利福尼亚州的 斯坦福直线加速器中心的里克特,Burton Richter,1931-,和美国马萨诸塞州坎伯利基麻省理工 学院的丁肇中,Samuel C.C.Ting,1936-,,以表彰他 们在发现一种新型的重要的基本粒子中所作的先驱性 工作。 粒子物理学的发展可以从1932年正电子的发现 说起～到了50年代～陆续发现了反质子、π介子、里克特 丁肇中 反?粒子等等三十多种新粒子～其中稳定的有七种。-16寿命大多长于10秒。后来又发现了许多寿命更短的粒子～这些粒子也叫做强子共振态～是通过强相互作用衰变的。 盖尔曼的夸克模型理论～解释了这些强子共振态～其预言-的Ω粒子又被实验证实。这时粒子物理学似乎已经达到了顶峰～没有什么事情可做了。然而～正是在这一短暂的沉静时期～1974年同时有两个实验小组～宣布发现了一种寿命特别长～质量特别大的粒子。 27 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1977年 P.W.安德森 莫特 范弗莱克--电子结构理论 1977年诺贝尔物理学奖授予美 国新泽西州缪勒山,Murray Hill, 贝尔实验室的P.W.安德森,Philip W.Anderson,1923-- ,、英国剑桥 大学的莫特,Nevill Mott,1905-1996,和美国哈佛大学 的范弗莱克,John Van Vleck,1899-1980,～以表彰他们对 P.W.安德森 磁性和无序系统的电子结构所作的莫特 范弗莱克 基础理论研究。 P.W.安德森1923年12月13日出生于美国伊利诺斯州的印第安纳波利斯,Indianapolis,。父亲是伊利诺斯大学的植物学教授～在他父母的亲友中有许多物理学家～他们激发了P.W.安德森对物理的爱好。中学毕业后～进入哈佛大学～主修数学。可是不久第二次世界大战爆发。P.W安德森在此期间应招入伍～被分配去学习电子物理～不久派遣到海军研究实验室建造天线。这项工作使他对西方电器公司和贝尔实验室有所了解。战争结束后～P.W.安德森返回哈佛大学～就下决心向物理学家学习～作一名物理学家。在这些物理学家中～以电子结构理论著称的磁学专家范弗莱克是他最敬佩的物理学家之一。他和范德莱克曾经一起在军事部门工作过～范弗莱克是哈佛大学的著名教授～正是范弗莱克的指引～P.W.安德森后来决心把自己的研究方向定位在固体的电子结构和现代磁学～在范弗莱克的指引下研究了微波和红外光谱的压力增宽。他为了用分子间相互作用解释这些谱线在高密度下增宽的现象～借助于洛伦兹等人的理论发展一种更普遍的方法～运用于从微波到红外和可见光的光谱学。他还根据已知的分子作用计算出了初步的定量结果。 1978年 卡皮查 彭齐亚斯 R〃威尔逊—低温研究和宇宙背景辐射 1978年诺贝尔物理学奖一半授予 苏联莫斯科苏联科学学院的卡皮查 ,Pyotr L.Kapitsa,1894-1984,,以 表彰他在低温物理学领域的基本发明 和发现,另一半授予新泽西州霍姆德 尔贝尔实验室德裔物理学家彭齐亚斯 ,Arno A.Penzias,1933-- ,和R〃威卡皮查 彭齐亚斯 R.威尔逊 尔逊,Robert W.Wilson,1936-- ,～以表彰他们发现了宇宙背景微波辐射。 卡皮查是俄国人～1894年7月9日出生在彼得堡附近的喀琅施塔得～父亲是一位军事工程师～母亲从事高等教育研究。1918年卡皮查毕业于彼得堡工学院～在彼得堡科技研究所电机研究室约飞领导的小组工作～表现了出色的才能。他与谢苗诺夫合作～提出一种方法:用非均匀磁场干扰原子～以确定原子的磁矩。这个方法不久在斯特恩-盖拉赫实验得到了发展和应用。 28 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1979年 格拉肖 萨拉姆 文伯格—弱电统一理论 1979年诺贝尔物理学奖授予美 国马萨诸塞州坎伯利基哈佛大学的 莱曼实验室的格拉肖,Sheldon L.Glashow,1932-- ,、英国伦敦帝 国科技学院的巴基斯坦物理学家萨 拉姆,Abdus Salam,1926-1996,和 美国马萨诸塞州坎伯利基哈佛大学 的温伯格,Steven 格拉肖 萨拉姆 文伯格 Weinberg,1933-- ,,以表彰他们在 发展基本粒子之间的弱电相互作用理论的贡献～特别是预言了弱中性流。 有人说～相对论和量子理论是20世纪物理学最重要的成果～而把电磁力和弱力统一在一起的弱电相互作用理论则是20世纪的最高点～这无疑是恰当的评价。 1980年 克罗宁 菲奇—C-P破坏的发现 1980年诺贝尔物理学奖授予美国伊利诺斯州芝加哥 大学的克罗宁,James W.Cronin,1931-- ,和美国新泽西 州普林斯顿大学的菲奇,Val L.Fitch,1923-- ,～以表 彰他们在中性K-介子衰变中发现基本对称性原理的破 坏。 1956年～李政道和杨振宁提出:在弱相互作用中宇 称P是不守恒的～几个月后～宇称不守恒定律得到了吴健 雄等人的实验验证。因此李、杨在1957年获诺贝尔物理克罗宁 菲奇 学奖。 29 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1981年 布隆姆贝根 肖洛 凯.西格班—激光光谱学与电子能谱学 1981年诺贝尔物理学 奖的一半授予马萨诸塞州坎 伯利基哈佛大学的布隆姆贝 根,Nicolaas Bloembergen,1920-- ,和美 国加利福尼亚州斯坦福大学 的肖洛,Arthur L.Schawlow,1921-- ,,以表 彰他们在发展激光光谱学所 作的贡献,另一半授予瑞典布隆姆贝根 肖洛 凯.西格班 乌普沙拉,Uppsala,大学的 凯.西格班,Kai M.Siegbahn,1918-- ,,以表彰他在高分辨率电子能谱学所作的贡献。 布隆姆贝根的主要工作是在激光光谱学、非线性光学、核磁共振以及电子顺磁共振等领域。他的科学成就是多方面的。特别是～他对激光光谱学的发展是从一条独特的道路上做出的。 1982年 威尔逊—相变理论 1982年年诺贝尔物理学奖授予美国纽约州伊萨卡康奈尔大学的K. 威尔逊,Kenneth G.Wilson,1936-,,以表彰他对与相变有关的临界现象 所作的理论贡献。 在日常生活中～也可从经典物理学中～我们知道～物质可以存在于 不同的相中。我们知道～如果改变压强或温度之类的参数～就会发生从 某一相到另一相的转变。只要足够的加热～液体就会变成气体～也就是 从液相变成气相。金属达到一定的温度会熔化,永久磁体达到一定温度就 K.威尔逊 会失去磁性。这些只是几个关于相变的大家熟悉的简单例子。 30 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1983年 钱德拉赛卡尔 W.A.福勒—天体物理学的成就 1983年诺贝尔物理学奖一半授予美国伊利诺斯州 芝加哥大学的钱德拉赛卡尔,Subrahmanyan Chandrasekhar,1910-1995,,以表彰他对恒星结构和演 变有重要意义的物理过程的理论研究,另一半授予加利 福尼亚州帕萨迪那加州理工学院的W.A.福勒,William Alfred Fowler,1911-1995,,以表彰他对宇宙中化学元 素的形成有重要意义的核反应的理论和实验研究。 钱德拉赛卡尔是另一诺贝尔物理学奖获得者喇曼 钱德拉赛卡尔 W.A.福勒 ,Sir Chandrasekhara Venkata Raman,的外甥～1910 年10月19日出生于巴基斯坦的拉合尔～1930年毕业于印度马德拉斯大学～后在英国剑桥大学学习和任教。1937年移居美国。 ?01984年 鲁比亚 范德米尔—W和Z粒子的发现 1984年诺贝尔物理学奖授予瑞士日内瓦欧洲核 子研究中心,CERN,的意大利物理学家鲁比亚,Carlo Rubbia,1934-- ,和荷兰物理学家范德米尔,Simon van der Meer,1925-- ,～以表彰他们在导致发现弱?0相互作用的传播体W和Z的大规模研究中所起 的决定性贡献。 这里所谓的大规模研究方案～就是指的在欧洲核 子研究中心的质子-反质子对撞实验。CERN是研究基鲁比亚 范德米尔 本粒子的国际中心～有13个欧洲国家参加～他跨越 两个国家--瑞士和法国的边界～创建于1952年。来自各个国家的物理学家和工程师通力合作～在这里贡献自己的才能。三十年过去了～由意大利的鲁比亚和荷兰的范德米尔?0为首的庞大的实验队伍～终于取得了硕果～发现了W和Z粒子。人们说:是范德米尔使这项实验方案成为可能～而鲁比亚则使这项实验方案得到了预期的成果。这是因为要?0实现在粒子对撞实验中产生W和Z必须具备两个条件。一个条件是对撞的粒子必须具?0有足够高的能量转变为质量～从而产生重粒子W和Z,另一个条件是碰撞的次数必须足够多～才会有机会观测到极罕见的特殊情况。前者是鲁比亚的功劳～后者是范德米尔的功劳。鲁比亚曾建议用CERN最大的加速器--SPS～作为正反质子的循环存储环。在存储环中～质子和反质子沿相反的方向作环形运动。这些粒子在环中以每秒十万周的速率绕环旋转。反质子在自然界,至少是在地球上,是不能自然产生的。但在CERN却可从另外的加速器--PS产生。反质子可以存储在一个特殊的存储环中～这个存储环是由范德米尔领导的小组建立的。 31 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1985年 冯?克利青—量子霍尔效应 1985年诺贝尔物理学奖授予德国斯图加特固体研究马克斯.普朗克研究所的冯?克利青,Klaus von Klitzing,1943-,,以表彰他发现了量子霍尔效应。 霍尔效应是1879年美国物理学家霍尔研究载流导体在磁场中导电的性质时发现的一种电磁效应。他在长方形导体薄片上通一电流～沿电流的垂直方向加磁场～发现在与电流和磁场两者垂直的两侧面产生了电势差。后来这个效应广泛应用于半导体研究。一百年过去了。1980年一种 新的霍尔效应又被发现。这就是德国物理学家冯?克利青从金属-氧化物冯?克利青 -半导体场效应晶体管,MOSFET,发现的量子霍尔效应。 1986年 恩斯特?鲁斯卡 宾尼希 罗雷尔—电子显微镜与扫描隧道显微镜 1986年诺贝尔物理学奖一半授予德 国柏林弗利兹-哈伯学院 ,Frize-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft,的恩斯特. 鲁斯卡,Ernst Ruska,1906-1988,,以表 彰他在电光学领域作了基础性工作～并设 计了第一架电子显微镜,另一半授予瑞士 鲁西利康,Ruschlikon,IBM苏黎世研究恩斯特?鲁斯卡 宾尼希 罗雷尔 实验室的德国物理学家宾尼希和瑞士物理学家罗雷尔,Heinrich Rohrer,1933-- ,～以表彰他们设计出了扫描隧道显微镜。 研制电子显微镜的历史可以追溯到19世纪末。人们在研究阴极射线的过程中发现阴极射线管的管壁往往会出现阳极的阴影。1897年布劳恩设计并制成了最初的示波管。这就为电子显微镜的诞生准备了技术条件。1926年布什,H.Busch,发表了有关磁焦距的论文～指出电子束通过轴对称电磁场时可以聚焦～如同光线通过透镜时可以聚焦一样～因此可以利用电子成像。这为电子显微镜作了理论上的准备。限制光学显微镜分辨率的主要因素是光的波长。由于电子束波长比光波波长短的多～可以预期运用电子束成像的电子显微镜可以得到比光学显微镜高得多的分辨率。 32 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1987年 柏诺兹 缪勒--高温超导电性 1987年诺贝尔物理学奖授予瑞士IBM研究 实验室的德国物理学家柏诺兹,J.Georg Bednorz,1950-,与瑞士物理学家缪勒 ,K.Alexander Muller,1927-- ,,以表彰他们 在发现陶瓷材料中的超导电性所作的重大突 破。 高临界温度超导电性的探索是凝聚态物理 学的一个重要课题。自从发现超导电性以来～柏诺兹 缪勒 人们逐渐认识到超导技术有广泛应用的潜在价 值～世界各国花了很大力气开展这方面的工作。但是超导转变温度太低～离不开昂贵的液氦设备。所以～从卡末林-昂内斯的时代起～人们就努力探索提高超导转变临界温度Tc的途径。 1988 莱德曼 施瓦茨 斯塔博格—中微子的研究 1988年诺贝尔物理学奖授予美国伊 利诺斯州巴塔维亚,Batavia,费米国家 加速器实验室的莱德曼,Leon M.Lederman,1922-- ,、美国加利福尼 亚州蒙顿维,Mountain View,,数字通 讯公司,Digital Pathways,Inc,的施 瓦茨,Melvin Schwartz,1932-- ,和瑞 士日内瓦欧洲核子研究中心的斯坦博格莱德曼 施瓦茨 斯坦博格 (Jack Steinberger,1921-- ),以表彰他们在发展中微子束方法以及通过μ子中微子的发现显示轻子的二重态结构所作的贡献。 中微子的研究在粒子物理学中占有重要地位。他原来是一个假设的粒子。1931年～泡利从研究β衰变的能谱出发～提出了中微子的假设～当时几乎没有人能够想象～怎么去“捕捉”这一神秘莫测的“粒子”。因为中微子是中性的～所以用于测量带电粒子的所有办法～对它都无效。它与物质的相互作用又极弱～甚至可以穿过整个地球而不被任何物质吸收。所以长时期以来～中微子只是在理论家的计算中出现～而实际上根本无法证实它的存在。1934年～费米根据泡利的假设～提出了原子核中的中子衰变成质子～同时放出一个电子和中微子的β衰变理论。费米的理论指出原子核β衰变的相互作用～不同于电磁相互作用～是一种"弱相互作用。费米的理论计算与实验结果符合得很好～间接地证明了中微子的存在。即使如此～人们仍然不知道～如何真正地去测量它。 33 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1989年 拉姆齐 德默尔特 保罗—原子钟和离子捕集技术 1989年诺贝尔物理学奖的 一半授予美国马萨诸塞州坎伯 利基哈佛大学的拉姆齐,Norman F.Ramsey,1915-- ,～以表彰他 发明了分离振荡场方法及用之 于氢微波激射器及其它原子钟, 另一半授予美国西雅图市华盛 顿大学的德默尔特,Hans 拉姆齐 德默尔特 保罗 G.Dehmelt,1922-- ,与德国波 恩大学的保罗,Wolfgang Paul,1913-1993,,以表彰他们发展了离子捕集技术。 1989年三位诺贝尔物理学奖获得者都是在原子物理技术方面作出过杰出贡献的物理学家～他们创造性的发展了精确的计量方法～大大改进了实验的技术水平～使许多以前无法进行的实验得以实现～并达到前所未有的精确程度。由于他们的工作～科学界有可能对一些基本物理定律进行更深入的检验～从而提高了人类认识物质世界的能力。 1990年 弗里德曼 肯德尔 里查德?泰勒—核子的深度非弹性散射 1990年诺贝尔物理学奖授予美国 马萨诸塞州坎伯利基麻省理工学院的弗 里德曼,Jerome I.Friedman,1930-,、 肯德尔,Henry W.Kendall,1926-,和斯 坦福大学的加拿大物理学家理查德〃泰 勒,奖励他们在60年代末、70年代初对 于电子和质子及束缚中子深度非弹性散 射进行的先驱性研究～这些研究对粒子弗里德曼 肯德尔 里查德.泰勒 物理学中夸克模型的发展起了重要作用。 这是继霍夫斯塔特于1961年～丁肇中和里克特于1976年～菲奇和克罗宁于1980年～鲁比亚和范德米尔于1984年以及莱德曼、施瓦茨和斯坦博格于1988年之后～实验粒子物理学又一次荣获自然科学中的最高嘉奖。这件事说明了实验粒子物理学家在当代物理学中占有相当重要的地位。 1991年 德然纳—液晶和聚合物 1991年诺贝尔物理学奖授予法国的德纳然(Pierre Gilles de Gennes,1932-- ),以表彰他把研究简单系统中有序现象的方法推广到 更复杂的物理态，特别是液晶和聚合物所做的贡献。 德然纳用数学方法描述磁偶极子、长分子或分子链是怎样在特定 条件下形成有序态的，并阐明了当这些物质从有序态过渡到无序态发 生了些什么事情。例如，在加热磁体时，就会发生这类有序-无序的变 德然纳 化。而由无序到有序的转变往往发生在确定的温度下，有时也出现跳 跃式的变化，这就是在临界状态下的相变，对于铁磁体来说，这个温度就是所谓的居里点。 34 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1992年 夏帕克—多斯正比室的发明 1992年诺贝尔物理学奖授予瑞士日内瓦欧洲核子研究中心的夏帕 克(Georges Charpak,1924-- ),以表彰他对高能物理探测器～特别是多 斯正比室的发明和发展。 从1959年起～夏帕克在欧洲核子研究中心工作～这是欧洲建立在 瑞士日内瓦州的粒子物理实验室。在那里～夏帕克发明了多斯正比室。 这一开创性成果发表于1968年。由于他在这方面的工作～粒子物理学 家才能够把他们的兴趣集中在非常罕见的粒子之间的相互作用～这类相 互作用往往可以揭示物质内部深层次的奥秘。 夏帕克 1993年 小约瑟夫〃泰勒 赫尔斯—新型脉冲星 1993年诺贝尔物理学奖授予美国新泽西州普林斯顿大学的赫尔斯,Russell A.Hulse,1915-- )和小约瑟夫〃泰勒,Joseph H。 Haylor,Jr,1941-- ),以表彰他们发现了一种新型的脉冲 星～这一发现为研究引力开辟了新的可能性。 赫尔斯和泰勒是在1974年用西印度群岛波多黎各的 300m射电望远镜发现这种新型脉冲星的。当时泰勒在阿墨 斯特,Amherst)麻萨诸塞大学任教授～赫尔斯是他的研究 生。脉冲星是一种质量比太阳大而半径大约只有十几公里 的快速旋转的“宇宙信标”,假如有一个人站在脉冲星上～赫尔斯 小约瑟夫〃泰勒 其重量会比在地面上大千亿倍,。 1994年 布罗克豪斯 沙尔—中子谱学和中子衍射技术 1994年诺贝尔物理学奖一半授予加拿大 安大略省,Ontario)翰密尔顿(Hamilton)马克 马斯特大学的布罗克豪斯,Bertram Niville Brockhouse,1918-- ),以表彰他发展了中子普 学,另一半授予美国马萨诸塞州坎伯利基麻省 理工学院的沙尔(Clifford Glenwood Shull)。 大约四五十年前～这两位诺贝尔物理学奖 布罗克豪斯 沙尔 获得者分别在加拿大和美国的核反应堆工作。从那个时代起～他们独立地致力于中子散射技术的开发～并运用这一技术于凝聚态物理的研究～取得了重大成果～对凝聚态物理学的发展起了促进作用。 35 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1995年 佩尔 莱茵斯—中微子和重轻子的发现 1995年诺贝尔物理学奖的一半授予美国加州 斯坦福大学的佩尔,Martin L.Perl,1927-- ),奖 励他发现了轻子 ～另一半授予美国加利福尼亚州 欧文,Lrvine,加州大学的莱茵斯,Frederick Reines,1918-- ,,奖励他检测到了中微子。 佩尔和莱因斯是对轻子物理学做出重大贡献 的两位物理学家。这是继鲍威尔,1950年发现π 介子,～张伯伦与西格雷,1959年发现反质子,～ 佩尔 莱茵斯 丁肇中与里克特,1976年发现J/φ粒子,～鲁比?o亚和范德米尔,1984年发现W ,Z 粒子,～莱德曼、施瓦茨和斯坦博格,1988年发现 中微子有不同属性,～夏帕克,1992年发明多斯正比室,等人之后～国际科学界又一次将诺贝尔物理学奖这一殊荣授予实验高能粒子物理学领域的科学家～人数占本世纪后半叶的总领奖人数的12%。从这一统计数字可以看出～50年代以来～实验高能粒子物理学的成就非常突出～是物理学界引以为豪的领域之一。 1996年 戴维?李 奥谢罗夫 R.C.里查森—发现氦-3中的超流动性 1996年诺贝尔物理 学奖授予美国纽约州伊 萨卡,Ithaca)康奈尔大 ,David 学的戴维?李 M.Lee,1931-- ),美国加 利福尼亚州斯坦福大学 的奥谢罗夫,Douglas D.Osheroff,1945-- )和 R.C.里查森,Richard 戴维?李 奥谢罗夫 R.C.里查森 C.Richardson,1937-- ),以表彰他们发现了氦-3中的超流动性。 这三位低温物理学家原来是康奈尔大学一个低温研究所组的成员。戴维?李1952年在哈佛大学获硕士学位～1959年在耶鲁大学获物理学博士学位～然后到康奈尔大学任教～以后就一直留在那里～1968年成为正教授。 36 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1997年 朱棣文 科恩-塔诺季 菲利普斯—激光冷却和陷俘原子 1997年诺贝尔物理学奖授予美 国加州斯坦福大学的朱棣文 ,Stephen Chu,1933-,～法国巴黎 的法兰西学院和高等师范学院的科 恩-塔诺季,William ) 以表彰他们在发D.Phillips,1948- 展用激光冷却和陷俘原子的方法方 面所作的贡献。 朱棣文 科恩-塔诺季 菲利普斯 激光冷却和陷俘原子的研究～是 当代物理学的热门话题～十几年来成果不断涌现～前景激动人心～形成了分子和原子物理学的一个重要突破口。 1998年 劳克林 施特默 崔琦—分数量子霍耳效应的发现 1998年诺贝尔物学理奖授予美 国加州斯坦福大学的劳克林,Robert B .Laughlin,1950-- )～美国纽约哥 伦比亚大学与新泽西州贝尔实验室 的施特默,Horst L.Stormer,1949-- ) 和美国新泽西州普林斯顿大学电气 工程系的崔琦(Daniel C.Tsui,1939-- ),以表彰他们发现 劳克林 施特默 崔琦 了一种具有分数电荷激发状态的新型量电子流～这种状态起因于所谓的分数量子霍尔效应。 量子流体早在研究极低温度状态下的液氦和超导体时就已有所了解。在这些领域里～已经有好几位物理学家获得过诺贝尔物理学奖。 例如～卡末林-昂内斯由于液氨的研究和超导电性的发现获1913年诺贝尔物理学奖,朗道由于液氦和超流理论获1962年诺贝尔物理学奖,巴丁、库伯和施里弗由于提出超导电性的BCS理论获1972年诺贝尔物理学奖,卡皮查由于发现氦的超流动性获1978年诺贝尔物理学奖,柏诺兹和缪勒由于发现高温超导获1987年诺贝尔物理学奖,戴维〃李奥谢罗夫和R.C.里查森则因为发现氦-3的超流动性获1996年诺贝尔物理学奖。这么多的物理学家受到如此殊荣～说明凝聚态物理学在20世纪有极大的发展～而低温和超导在这一领域内又有特殊重要的地位。分数量子霍尔效应正是继高温超导之后凝聚态物理学又一项崭新课题。 37 诺贝尔物理学奖获得者及简介 1999年 胡弗特 韦尔特曼—亚原子粒子之间电弱相互作用的量子结构 1999年诺贝尔物理学奖授予两位荷兰科学家杰拉尔 杜斯〃胡弗特(Gerardus't Hooft)和马丁努斯〃韦尔特 曼(Martinus Veltman)～以表彰他们在理论上解释了亚 原子粒子之间电弱相互作用的量子结构。 胡弗特 韦尔特曼 2000年 若尔斯?阿尔费罗夫 基尔比 赫伯特克勒默—半导体研究的突破性进展 2000年诺贝尔物理学奖授予三位 科学家～表彰他们在移动电话及半导体 研究中获得突破性进展。他们分别是俄 罗斯圣彼得堡约飞物理技术学院的若 尔斯?阿尔费罗夫、美国加利福尼亚大 学的赫伯特克勒默和德州仪器公司的 杰克?S基尔比。 他们的工作奠定了 现代信息技术的基础～特别是他们发明 的快速晶体管、激光二极管和集成电路 若尔斯?阿尔费罗夫 基尔比 赫伯特克勒默 (芯片)。 2001年 康奈尔 克特勒 维曼—玻色-爱因斯坦冷凝态的研究 2001年诺贝尔物理学奖由3位物理 学家共享。获得者为美国科罗拉多大学的 埃里克〃康奈尔,Eric A.Cornell,教授、 美国麻省理工学院的沃尔夫冈〃克特勒 ,Wolfgang Ketterle ,教授和美国科罗 拉多大学的卡尔〃维曼,Carl E. Wieman, 教授～他们的主要研究工作为原子物理领 域中的稀薄碱性原子气体的玻色-爱因斯 康奈尔 克特勒 维曼 坦冷凝态的研究和对冷凝物的早期基础 研究工作。 38 诺贝尔物理学奖获得者及简介 2002年 贾科尼 戴维斯 小柴昌俊—天体物理学领域的卓越贡献 2002年度诺贝尔物理奖 授予美国科学家雷蒙德〃戴维 斯、日本科学家小柴昌俊 (Masatoshi Koshiba)和美国 科学家里卡多〃贾科尼。 小雷蒙德〃戴维斯来自于 美国宾夕法尼亚大学物理天文 学系～小柴是日本东京大学初 级粒子物理国际研究中心已经贾科尼 戴维斯 小柴昌俊 东京大学的科学家～瑞典皇家科学院认为他们“在天体物理学 领域做出卓越贡献～尤其是他们发现了宇宙中的微中子”。另一位获奖的是美国华盛顿特区联合大学的里卡多〃贾科尼～以表彰他在天体物理学领域取得的卓越成就～尤其是他的研究引导发现了宇宙X射线源。 2003年 阿布里科索夫 金茨堡 莱格特—超导体和超流体理论上作出的开创性贡献 2003年诺贝尔物理学奖授予拥 有俄罗斯和美国双重国籍的科学家 阿列克谢〃阿布里科索夫、俄罗斯科 学家维塔利〃金茨堡以及拥有英国和 美国双重国籍的科学家安东尼〃莱格 特～以表彰他们在超导和超流体领域 中作出的开创性贡献。 超导电性和超流性是极端低温状金茨堡 阿布里科索夫 莱格特 态下发生的两种现象。目前～超导体 材料被广泛应用于核磁共振成像和粒子加速器等领域～而超流体则让人们更深入地了解物体在低温状态下的表现形式。 阿布里科索夫和金茨堡等人让超导电性“走”出了超低温世界～而莱格特的成就是对物体在低温下的超流性进行了解释～即液态氦的粘性为何会在低温下消失。 39 诺贝尔物理学奖获得者及简介 2004年 维尔茨克 格罗斯 波利茨—在夸克粒子理论方面所取得的成就 2004年诺贝尔物理学奖授予加 利福尼亚大学的戴维〃格罗斯、加利 福尼亚理工学院的戴维〃波利茨、麻 省理工学院的和弗兰克〃维尔茨克～ 以表彰他们发现了强相互作用理论 中的“渐近自由”现象。 由于戴维〃格罗斯、戴维〃波利 茨、弗兰克〃维尔茨克的发现～物理维尔茨克 格罗斯 波利茨 学家更接近于实现一个伟大的梦想～这就是为重力、电磁力、强作用力、弱作用力构建一个统一的理论～一个适用于所有物质的理论。 2005年 格拉布尔 哈尔 汉什—基于激光的精密光谱学发展贡献 对光学相干的量子理论的贡献 2005年诺贝尔物理学奖授予美国科学家奥伊〃格拉布尔(Roy J. Glauber) 、约翰-哈尔(John L. Hall )和德国科学家 特奥多尔〃汉什(Theodor W. Hänsch)。诺贝尔委员会在授予这三 位科学家诺贝尔物理学奖的文告中 称～奥伊〃格拉布尔是因光学相关量 子理论方面所取得的成就获奖的。约 翰-哈尔和汉什则是因包括光频滤波 技术在内的激光精确波谱检查方面 所取得的成就获奖的。委员会的文告奥伊〃格拉布尔 约翰〃哈尔 特奥多尔〃汉什 称:“哈尔和汉什所作出的重要贡献 使精确测量频率成为可能～人们现在可以构建非常亮的激光～使用光频滤波技术可精确测量各种颜色光的频率。这一技术使人们有可能对自然常数在一定时间的稳定性进行研究并研发非常精确的时钟及改进全球定位技术。” 2006年 马瑟 斯穆特—发现了宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性 2006年诺贝尔物理学奖授予美国科学家约翰〃马 瑟和乔治〃斯穆特～以表彰他们发现了宇宙微波背景 辐射的黑体形式和各向异性。 诺贝尔奖评审委员会发布的公报说～马瑟和斯穆 特的成果有助于研究早期宇宙～并能帮助人们更多地 了解星系和恒星的起源。他们借助美国宇航局COBE 卫星获得的信息～为有关宇宙起源的大爆炸理论提供 了越来越多的支持。 马瑟现年60岁～1974年获美国加利福尼亚大学约翰?马瑟 乔治?斯穆特 伯克利分校博士学位～现为美国宇航局戈达德航天中心高级天体物理学家。斯穆特生于1945年～1970年获美国麻省理工学院博士学位～现为加利福尼亚大学伯克利分校教授。他们将分享1000万瑞典克朗,约合140万美元,的奖金。 40