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百年诺贝尔物理学奖
二十世纪是一个伟大的时代,人类在这个世纪取得了方方面面的长足进步,尤其是物理学的进展更是日新月异,不过在世纪初人们可不是这样想的。就如开尔文爵士所言。当时人们认为二十世纪的物理学是晴空万里,只有两朵乌云,做些小修小补就可以了。拉格朗日曾经说牛顿太幸运了。大自然唯一的真理被他发现了。那么二十世纪的其他物理学家似乎是太不幸了。因为对他们来说已无真理留给他们。至少当时间人们看起来是如此。

当时人们为何如此自信,那得归功于伟大的麦克斯韦,自牛顿创立三定律奠定了经典力学的基础,也标志着现代物理学初具规模,随着时代的发展历经一代又一代人的努力终于到麦克斯韦而至大成。

       站在法拉第,高斯,安培等人的肩膀上麦克斯韦提出了物理学史上最具美感的理论——麦克斯韦方程组。四个简洁的方程解释一个学科,把科学的美展示的淋漓尽致。下面的方程也许大家看起来玄乎,其实去掉微分符号,物理本质就是高中的法拉第,安培,库伦定律。当然有关位移电流的方面似乎大家理解起来有些困难。

热学这个看似因有独立的理论体系的学科随着麦克斯韦的努力,用统计学的办法建立起了统计物理学。终于发现热学规律其实也可以用牛顿三定律来解释。

        而光学方面因为菲涅尔等人的卓越贡献光的波动理论已趋于完善。再加上麦克斯韦的电磁波理论取代了机械波理论,一切似乎都已趋向大成。

        物理学所有的学科都已建立在牛顿定律和麦克斯韦方程组牢不可破的基础上,还有什么可以做的呢,似乎只需要把那两朵乌云扫开就可以了。不过那两朵乌云终于引发了物理学史上翻天覆地的革命。而我们就从历年的诺贝尔物理学奖出发去领略20世纪物理学上那些激动人心的时刻

PS:我的这篇文章希望用尽量通俗的语言说明二十世纪人类物理学的成就,尽量少用公式。如果有哪里看不懂请发短消息

注:两朵乌云指得是以太的存在性和黑体辐射的紫外灾难。图片:

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1901

X射线的发现

获奖者:W.C.伦琴 (德国人)

评价:伦琴于1895年在研究阴极射线时发现了这种射线不过终他一生他也没有弄明白其中的原理,当然他也不需懊恼难过,这超越了他的时代,而这次发现似乎在启示人们,大自然还有更多的X因素,我们才只知道了点皮毛而已

应用价值:这个应该都知道吧

1902

塞曼效应的发现和研究

获奖者:H.A.洛伦兹、P.塞曼(荷兰人)

评价:所谓塞曼效应是说原子光谱线的光谱线分裂,塞曼于1896年观察到此现象后由他的导师洛伦兹用传统的电磁理论解释此现象(洛伦兹终其一生都在修补经典物理,相对论里的公式也是洛伦兹提出来的,但他只求如何迁就传统无法有爱因斯坦般打破一切的勇气,当然这并不表示他不伟大),因此两人共同获得了1902年的物理学奖。不过这也是传统理论最后的威风了,随着人们的研究的深入发现反常塞曼效应,电磁理论已经无能为力必须求助量子力学。而洛伦兹这个经典理论的修补匠也难扶大厦于不倒。

应用价值:计算荷质比,测量电子磁场等

注:所谓光谱就是,就是某种原子的电子被激发后吸收或释放的固定某几种波长的光线,是当时一种物质的一个基本特征,很多元素的发现就是通过分析光谱得到的。至于物理解释需要通过能级的理论才能很好的证明

1903

放射性的发现和研究

获奖者:A.H.贝克勒尔(法国人)

        P.居里、M.居里(法国人)

评价:现在大家可谓谈核色变,不过对于认识这个世界来说确是一大进步,当伦琴的x射线的论文和照片被贝克勒尔看到后,他深受鼓舞猜想X射线的机制是否和可见光一样。于是就致力于荧光和磷光的实验。不过无心插柳柳成荫。最终发现了穿透力比X射线更强的放射性粒子(α,β,γ)。而且通过发射性反应发现原子也是可以转化的,这打破了原子是最小的反应单位的传统理解,而居里夫人发现青铀矿的放射性比纯粹的氧化铀强四倍多,而猜测其中有另一种放射性物质,而开始了艰苦的提炼沥青的历程。这个故事想必大家并不陌生。

不过科学的道路并不平坦并且充满危险,就像当年做风筝试验而献身的科学家一样。由于早期没有意识到放射性物质的巨大损害,贝克勒尔健康受到严重损害,于五十多岁离开了人世。

1904

从事气体密度的研究并发现氩元素。

获奖者:J.W.瑞利(英国)

评价:随着科学不断的向前发展人们已很难向牛顿那样在物理学的各个方面取得成就。而瑞利恐怕是20世纪为数不多的几个全能科学家之一。他的研究几乎包括物理学的各个领域,其中一朵乌云紫外灾难就和瑞利有关此外在光学上也有巨大成就,关于衍射的瑞利判据可以说是制作照相机,望远镜的基础。

而他发现氩元素的经历可以说几乎被各种教科书反复引用,由于他抓住了不同方法测量氮气密度那极小的完全可以被忽略的误差(五千分之一),导致了惰性气体的发现,他也在诠释他的名言一切科学上的最伟大的发现,几乎都来自精确的量度。

1905

阴极射线的研究

获奖者:勒纳德(德国)

评价:接下来的两个都和阴极射线有关,而勒纳德的获奖让人明白跟好一个老板多么重要,勒纳德曾经给物理学家赫兹作助手,而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,当时阴极射线轰击这快铝箔时,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,一边是按普通方法产生的阴极射线;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,勒纳德因此在一条指明的路上发明了勒纳德窗的装置,并通过这个装置对阴极射线做出了许多重要研究。

相对于他的物理成就,他的品德一直被人怀疑。他爱慕荣耀,一直觉得自己怀才不遇(尽管他获得了很多荣誉)。而且他还是希特勒的物理学顾问

注:阴极射线实际上是高速电子流,它的发现就是下面那位老兄的功劳

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1906

气体导电

获奖者:J.J.汤姆孙(英国)

评价:所谓气体导电产生的就是阴极射线,关于阴极射线的本质争论已久,而汤姆孙用实验证明了阴极射线就是带电粒子,而且计算出了阴极射线的质荷比,并将这种粒子命名为电子。他还建立了最早的原子模型,枣糕式模型。

汤姆孙少年得志,年仅27岁就担任著名的卡文迪许实验室主任并培养了一大批伟大的物理学家。当然他也培养了他的儿子,成就了父子皆获诺贝尔奖的佳话

注:卡文迪许实验室建于187l~1874年间,是当时剑桥大学的一位校长威廉·卡文迪许私人捐款兴建的。由麦克斯韦负责建立,培养了大批物理学家:瑞利,汤姆孙,卢瑟福等等

1907

光学精密计量和光谱学研究

获奖者:迈克耳孙(美国)

评价:关于物理学的两朵乌云有一个就是以太的存在性,而迈克尔孙就是最成功的证明以太不存在的人(虽然他也不想)。所谓以太论就是说空间中存在一种物质以太,是一种绝对静止的参考系,光就是通过这种介质传播的。不过迈克耳孙和莫雷和作作了著名的实验否定了以太的存在,因为实验证明光朝各种方向相对于地球的传播速度相等。

应用:试想要测量光相对于地球公转的速度,那是何等悬殊的数值必须有精密度极高的器材才行。因此迈克耳孙干涉仪利用光波波长作为测量单位也是测量上的革命。把人类的测量精度提高了两个数量级。也为后来的光学测量的基础

1908

照片彩色重现

获奖者:G.李普曼(法国人)

评价:关于照相技术的革新曾经两次获得诺贝尔奖, 李普曼通过利用不同波长的干涉图样的不同,记录了彩色(其实不同的颜色的光就是波长不同而已)信息。虽然这种方法现在被淘汰。但是李普曼让我们看到了彩色的照片。其实光的干涉不仅可以记录彩色信息还可记录立体信息,这点会在日后的全息照相中提及。

光的干涉:干涉是两个同频率,有相同振动方向(或分量),存在固定位相差(即固定的距离),的波互相加强或减弱的现象,和衍射一样是波的基本属性,由托马斯.杨首先发现。

1909

无线电报的发明

获奖者:G.马克尼(意大利人)、 K.F.布劳恩(德国人)

评价:这次的发明和上次一样有很强的实用色彩,无线电报就是通过无线电磁波作载体来通信。在今日的社会可谓无人不知无人不晓。毫无疑问无线通信是人类历史的革命,使世界大大的变小了。这两人都是在应用物理学上有突出成就的人,马克尼发明并不断改良了无线电报系统的传播距离并最终实现了越洋电报。布劳恩通过坚强的物理基础对通信系统装置进行了改进。两人相比较可以说马可尼像个发明家而布劳恩是一位科学家。

1910

气夜状态方程

获奖者:范德瓦耳斯(荷兰)

评价:气态方程PV=nRT是我们中学常用的一个公式。可惜这是针对理想气体而言。对于实际情况还是有很大的出入。而范德瓦耳斯提出了新的方程:(P+a/V2)(V-b)=RT;其中,P、V和T分别代表气体的压强、体积和温度,R是气体常数,a代表分子之间的相互吸引,b为分子的体积,且a,b对于不同的气体有不同的值。根据这个方程计算的结果与实验数据符合的很好。为了纪念他把分子间力称为范德华力,这个名词我在化学课上可是听了无数遍

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描述:劳厄图样

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1911

热辐射规律——维恩位移定律和建立黑体辐射的维恩公式

获奖者:维恩(德国)

评价:经过几年的安稳,经典理论的王国又开始了动摇。虽然维恩只是提出了关于黑体辐射在低频阶段的公式以及提出辐射的最大值的波长与温度的关系并没有提出量子力学的想法。但是关于黑体辐射的研究获奖标志着此问题受到了重视,而随着此问题的进一步研究,紫外灾难的发现。最终导致了量子论的发现,正如劳厄所说“他为我们打开了通往量子物理学的大门”

注:黑体就是一个只吸收外界电磁波不反射外界电磁波理想物体(现实不存在但可无限接近),黑体辐射就是在不同温度下它发射的电磁波强度和频率的分布曲线。而瑞利和金斯两人又用經典統計力學推出了一个在高频波段和实验明显不符的结论(物体辐射在高频阶段趋于无限大,也就是你盯着炉子看会把眼睛弄瞎),因为是从紫外频率开始所以叫紫外灾难

1912

太阳自动阀(用于白天关灯晚上开)和无人管理导航灯

获奖者:达伦(瑞典)

这次的的获奖没有深奥的理论和繁杂的方程,实现的理论很容易:导航灯就是高压可燃气体,而太阳阀就是利用吸收太阳的热来作为开关灯,他的获奖似乎在从另一方面诠释着物理。而他在获奖的第二年就在一次实验中炸瞎了他的眼睛,为科学献身。因此他被后人称为“工程界最难得的伟大人物”。

1913

物质低温性质的研究和液氦的制备

获奖者:昂尼斯(荷兰)

评价:热力学第三定律高速我们,绝对零度不可到达但可以无限接近。昂尼斯对人类对于低温的探索做出了开创性贡献。在他的带领下莱顿大学物理实验室将当时两种还未液化的气体实现了液化,从更广的范围证明了范德瓦耳斯(见1910)理论的正确性。并在研究物体低温特性时发现了超导(即电阻为零,如果能在常温下实现将是人类之大幸)现象。开启了物理学的一个重要新方向。

1914

发现x射线在晶体中的衍射

获奖者:劳厄(德国)

评价:关于X射线的本质,自发现起就争论不休。劳厄认为X射线是一种电磁波,并通过晶体的衍射来证明(因为所需的狭缝太小,用机器割绝对不行,所以用将晶体原子中的间隔作天然狭缝来形成光栅。形成了一系列斑点,称为劳厄图样。这个被爱因斯坦称为物理学最美的实验,证明了X射线的本质是电磁波

衍射:波的另一种重要性质,可以理解为波通过任何一个孔,产生的叠加或抵消效应。这也直接导致任何仪器都有一个分辨极限(即分辨率)。

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1915

X射线研究晶体结构方面所作出的杰出贡献

W.H布拉格(老)

W.L布拉格(小)

评价:帝国的朋友大多精通历史对那些虎父犬子的败类十分痛恨,不过在科学方面的才智似乎比政治更容易遗传,前面汤姆逊的儿子,居里的女儿女婿里就都曾获得诺贝尔奖。而布拉格父子确首创父子同时获奖的佳话。上文所提及劳厄图样证明了X射线是一种电磁波,但老布拉格确是一位此理论的反对者。绞尽脑汁设计了很多仪器想否定劳厄的结论,但小布拉格确与父亲观点相左,在父子的切磋探讨下导出了著名的布拉格公式,利用X射线的衍射现象来解释晶体结构。不过可惜的是英雄相轻,古今中外概莫如是。为了争谁作了主要贡献,即使亲如父子两人还是因此失和(让人像起了杨,李二位)

此外小布拉格于25岁获奖仍保持着最年轻的诺贝尔奖获得者记录

1916

未颁奖

1917

发现元素的次级X射线标识谱

巴克拉(英国)

评价:这次的颁奖依然是和X射线有关,巴克拉发现通过X射线照明物体会产生一种次级射线即只和物体本生属性有关,这标志着X射线和普通关非常相似。因为物体受到外界能量激发也会产生可见光(详见原子光谱)。不级如此通过这种射线的发现和布拉格公式的理论指导对研究原子内部结构有相当重要的意义。

1918

发现能量子(量子理论),从而对物理学的发展作出了巨大贡献

获得者:普朗克(德国)

评价:关于黑体辐射问题历经了多年的研究与探索,普朗克终于解决了维恩公式和瑞利金斯公式不能适用于全频段的问题。提出了适合与全频率的普朗克公式。不过他在推导作了一个他也无法理解的假设。光子的能量只能一份一份的传播(即只能是某个能量的整数倍)这和一般认为能量是连续的和可无限划分的思想产生了冲突。不过就是这个假设催生出了现代物理的一大基石。

  此外普朗克曾经说过一句关于科学真理的真理,它可以叙述为“一个新的科学真理取得胜利并不是通过让它的反对者们信服并看到真理的光明,而是通过这些反对者们最终死去,熟悉它的新一代成长起来。”这一断言被称为普朗克科学定律,并广为流传。

1919

发现极隧射线的多普勒效应和在电场作用下光谱线的分裂现象

获得者:斯塔克(德国)

评价:自从塞曼发现了强磁场可以使能级发生分裂后,大家就想既然磁场可以产生能级分裂那么电场也应该可以。不过包括塞曼本人在内的很多人都失败了。但斯塔克确是不费吹灰之力(他自己说的)发现了这个现象。对于此现象的解释是早期量子力学的重大胜利。

1920

发现镍钢合金的反常现象及其在精密物理学中的重要性

获得者:C.E.纪尧姆(瑞士人)

评价:研究铁镍合金的过程中,发现一种含有24%的镍和2%的铬的铁合金比组成它的铁或镍具有更好的可伸展性,而对于只含有镍的铁镍合金,如果在合金中多加一些镍,那么这种合金的伸展性比起组成它的金属要差。在对镍铁合金进行了系统的研究后,他获得了一种优质镍铁合金,并把它称为铟钢,这种合金含有36%的镍,它主要的特征是在加热时膨胀系数很小。

应用价值:这个发明应用非常广泛。包括我学的光学上用来作精密测量的F-P标准具就有使用。

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1921

发现了光电效应的规律

获得者:A.爱因斯坦(德国人)

评价:这次的颁奖或许是评委会最为艰难的一次,因为尽管爱因斯坦的相对论早已名扬天下但是评委会确始终难以理解这一理论。但是如果爱因斯坦没有获奖那么将会是一个更大的玩笑。所以就用光电效应的文章作为颁奖理由。其实就这一篇文章而言也完全足以获得物理学的至高荣誉。在这篇文章中他明确提出了光子概念。比起普朗克的含糊其辞。爱因斯坦前进了一大步。当然要是和他在相对论的成就相比要不算什么了。至于相对论大家喜欢讨论E=mc2(2是平方)不少科普书都对此推崇备至包括《时间简史》。其实大家只要记住光速是永恒不变的就可以了,无论你是在多快的地方去测量它都不会发生变化。通过这一基本假设推导出了一个新的世界。E=mc2只是其中的一部分。

1922

原子结构和原子辐射的研究

获奖者:N.玻尔(丹麦人)

评价:作为本世纪最伟大的科学家之一,他和爱因斯坦的连续获奖不知是否出于巧合。玻尔可以说对量子力学作出了开创性得贡献,他提出了一个量子化的原子模型。认为电子只能在某几个能级中运动,跃迁对氢原子谱线作了很好的解释。还有他所创建的哥本哈根学派对物理学产生了巨大影响,培养出了一批又一批的大师。

当然他的理论不是没有问题,薛定谔曾经问他:请问玻尔先生,既然电子只能在这几个轨道中运动,那么他从两者间跳变时在哪个地方。”

1923

基本电荷和光电效应的研究

R.A.密立根(美国人)

评价:密立根的名字大家不会陌生,高中时密立根油滴实验可是物理的经常的考点,不过用油滴实验来测量分子直径似乎有些“大才小用”。密立根通过此实验测量电荷那可是相当艰苦的工作。他作了几千次测量,一个油滴要盯住几个小时,可见其艰苦。这还不算,由于在此极端情况下数学上的一些公式已不适用还要自己推导另外的公式。所以密立根可以说无愧为20世纪最伟大的实验物理学家。

我们老师说在他的论文中对自己实验有些误差也如实坦诚。不过由于这些误差正好是电荷的1/3。所以很有可能和夸克模型有关。告诉我们一个实验物理学家就要忠于自己的数据。(经常改实验数据的某人面壁中)

注:夸克是比电子更小的基本粒子,基本电量为电荷的1/3或2/3

1924

X射线光谱学方面的研究和发现

K.M.G.西格巴恩(瑞典人)

评价:自巴克拉发现元素的次级X射线标识谱后不少科学家投入到了这项研究中。其中西格巴恩成就最高。由于他发明了分辨率极高的光谱仪。所以他对X射线的谱线研究最深入。他分析并确定了92种元素的原子所发射的标识X射线,以及对各种谱线也作了深入的分析

另外从伦琴开始,人们一直试图证明X射线是一种波长短的电磁辐射。1924年,西格班用棱镜演示X射线的折射获得成功,从而完成了这一历史使命。

1925

发现原子和电子的碰撞规律

G.赫兹(德国人)

J.弗兰克 (德国人)

评价:这个实验我也曾做过,当然我用的是专门的现成仪器比他们条件好很多,不过结果确比他们差远了。这个实验通过用电子与水银蒸汽原子碰撞,一般发生弹性碰撞(即无能量损失)但能量达到一定程度后电子会损失某些分立的能量(4.9ev或整数倍)。说明了汞(水银)原子的电子存在能级且只吸收一些分立的能量。证明了玻尔原子模型

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1926

研究物质结构的不连续性,特别是发现沉积平衡

获奖者:J.B.佩兰(法国人)

评价:最驰名的工作是他对布朗运动的研究证实了分子的客观存在。布朗运动,是悬浮在液体中微粒的一种无规则运动。现在人们知道,布朗运动是由周围分子对这些微粒不断的、无规则的碰撞引起的。通过对布朗运动规律的研究佩兰又得出了测定阿伏加德罗常数的方法。

佩兰的研究结束了关于分子是否真实存在的长期争论。此争论可以上述到古希腊时期亚里士多德和德莫克里特关于物质是无限可分还是由基本粒子构成的争论。正如庞加莱所说:“佩兰确定原子数目的杰出工作,宣告了原子学说的胜利,……化学家的原子,现在是一个客观实体了。”

不过个人认为此时科学界正往原子内部结构探索。此时给证明原子理论的大师颁奖有些姗姗来迟的感觉

注:阿伏伽德罗常数是沟通宏观和微观的一个重要常数。即多少个原子量为N的原子(分子)质量为N g

1927

发现康普顿效应

通过蒸气凝结观察带电粒子径迹的方法

A.H.康普顿(美国人)  

C.T.R.威尔逊(英国人)

评价:康普顿发现散射后的X射线包含两种不同的波长成分:一种和入射X射线波长相同,称为不变线;另一种则大于入射X射线的波长,称为变线。这就是康普顿效应。为了对实验观察到的变线波长给予合理的解释,康普顿于1923年提出了一种新的量子理论。他认为,在康普顿效应中,一光子与一个自由电子发生了保持能动量守恒的弹性碰撞(只有粒子才能碰撞)。首次用实验证明了光的粒子性。

而威尔逊发明了能改成观测粒子轨迹的云雾室,并观察到康普顿效应后会的一个反冲电子。这是一项非常重要的发现:正电子、μ子、K0介子和Ξ­超子等都是通过拍摄它们在云雾室中的径迹而发现的。

1928

从事热离子现象的研究,特别是发现理查森定律

理查森(英国人)

评价:20世纪出无线电可以说是最重要的技术创新,马克尼和布劳恩早在1909年就获奖。而理查森对热离子现象的研究对无线电发射有最要的指导意义。它表明加热金属丝发射电子只是与金属丝本身有关与周围物质无关。为此他整整花了15年时间去证实他的理论。比法拉第还多5年。他的获奖名至实归

1929

发现物质波

德布罗意(法国人)

评价:继爱因斯坦提出光子说认为光具有波粒二相性后,一个法国年轻人走的更远,他提出了一切物质都具有波粒二相性。并提出了波长的计算关系。这个法国人在他的博士论文中发表了他的观点并获得了诺贝尔奖。更值得一提的是他的理论距离薛定谔方程只是一步之遥。

量子力学的第一个基本方程已经呼之欲出

1930

从事光散方面的研究,发现拉曼效应

C.V.拉曼(印度人)

评价:在X射线的康普顿效应发现以后,人们就开始想可见光是否能观察到这些现象。而拉曼就观察到了光在色散后部分光频率改变的性质并为光的量子理论提供了新的证据

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。因为生病没有作博士论文。所以只能去财政部(当时规定在科学文化界任职的印度人必须有英国博士学位)。所以他就找在自己的实验室研究并取得一系列成果。后被一所大学破例聘为教授。并取得了辉煌成果

此外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。(说实话这点我相当羡慕印度)

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1931

未颁奖

1932

海森堡

因创立量子力学和应用该理论发现氢的同素异形体

评价:作为量子力学重要的奠基人之一,海森堡用矩阵力学来和他的不确定性原理而闻名于世。虽然不确定原理的证明并不复杂但他确在挑战人的逻辑的最深层次。不确定原理告诉我们一个粒子不可能准确测出他的动量和位置。他们的误差乘积为一个常数。那么一个粒子是否存在一个准确的动量和位置。海森堡说,“如果人们要弄明白‘一个物体的位置’,例如一个电子的位置这个说法是什么意思,就必须指定一个用以测量‘电子位置’的实验,否则这个说法就没有任何意义。”

但宇宙是在我们观察后才存在还是它客观存在等我们观察,这是个问题

注:矩阵是线性代数里的东西,比较复杂就不做解释了

1933

发现原子理论新的有效形式

E.薛定谔(奥地利人)、P.A.M.狄拉克(英国人)

评价:这两位是量子力学的另两位宗师。 薛定谔提出的波动力学和海森堡的矩阵力学是量子力学殊途同归的两个形式(数学上等价)至今薛定谔方程仍是量子力学的基本方程(海森堡的方程难以理解目前大学教授量子力学基本用薛定谔的方程)。而狄拉克导出了薛定谔方程的相对论形式即狄拉克方程并预言存在反电子(电子带正电)。此外狄拉克创造出了狄拉克符号。差不多是在0的位置定义一个1除以0(虽然用的是极限的方法回避了矛盾但我觉得实际上就是1除以0)是对很多学科(自控。电子)都有影响。

1934

未颁奖

1935

发现中子

查德威克

评价:自从卢瑟福发现质子以来人们发现原子核的质量和质子质量不相等,这就表示原子核里还有其他的结构。他预言了中子的存。后来很多物理学家的研究都到了发现中子的边缘包括居里夫人的女儿艾伦娜·居里但都放弃了。但真理的窗户纸终会有人捅破。

查德威克1891年出生在英国柴郡,曼彻斯特维多利亚大学毕业。中学时代并未显现出过人天赋。他沉默寡言,成绩平平,但坚持自己的信条:会做则必须做对,一丝不苟;不会做又没弄懂,绝不下笔。因此他有时不能按期完成物理作业。而正是他这种不骛虚荣、实事求是、“驽马十驾,功在不舍”的精神,使他在科学研究事业中受益一生。 在前人的路上发现了中子。

中子的发现对认识原子核内部结构是一个转折点,具有重大的理论意义。在中子未被发现以前,人们对于原子核的内部结构不完全清楚,发现中子之后,人们才知道原子核是由中子与质子组成的。而且它对原子核的反应有重要的作用(会在后文提及)因此,一般认为,人类进入原子能时代的大门是被中子敲开的。

注:卢瑟福是非常著名的物理学家发现了质子,可惜拿的是诺贝尔化学奖。

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1936

发现宇宙射线

发现正电子

V.F赫斯 奥地利

C.D.安德孙 美国  

评价:宇宙射线的发现是非常偶然的。赫斯发现某种射线的强度在白天和夜间测量结果相同,因此赫斯断定这种射线不是来源于太阳的照射,而是宇宙空间。最初这种辐射被称为“赫斯辐射”,后来被正式命名为“宇宙射线”。 现在知道,宇宙射线就是能量很高的各种粒子。

而正电子的存在是由于狄拉克方程计算的结果中存在一个一组负能量解(即存在负能级,所以狄拉克预言存在正电子充满负能级。时电子(负)无法跃迁到负能级里去。

后来安德孙用威尔逊云室来发现了正电子,证明了狄拉克的预言。

1937

通过实验发现受电子照射的晶体中的干涉现象

C.J.戴维孙(美国)

汤姆孙 英国)

评价:自德布罗意提出物质波以来,关于物质波到底是什么形式众说纷纭。人们迫切想通过实验来观察到物质波的存在,而当时已知的动量最小的物质莫过电子(动量小那么波长就长一些波动性就容易表现,比如人的波长实在太短所以无法表现)

这两人通过晶体间距作缝隙(这就多亏前面某人的贡献了)观察到了晶体的衍射现象从而无可辩驳的证明了物质波的存在

1938

现用中子产生新的放射性元素和开展慢中子核反应的研究工作

费米(意大利后加入美籍)

评价:古代人梦想的炼金术首先被卢瑟福实现,他用高速α粒子(即氦核)轰击氮核,得到了氧核。这样人们实现了不同元素的转化。理论上有了点石成金的可能(不过即使真的能反应也比要贵N倍)。但由于α粒子带正电所以他不能作用于原子序数高的元素(即带的正电多,同性相斥)。而费米通过用慢中子反应实现了铀的裂变,为制取原子弹打下了基础。他也是人类第一座核反应堆的建立者。被称为中子物理学之父

不过诺贝尔奖这次摆了一个乌龙,当费米作做完铀核反应时以为自己得到的是一种新的93号元素。不过哈恩(1944年诺贝尔化学奖得主)却证明铀在反应时分成了两种已知元素。也就是诺贝尔奖搞错了。不过费米不愧有大科学家风范。此时此刻,费米考虑的不是个人的名誉得失,他在别人成就的基础上继续向前迈进。 在裂变理论的基础上,费米很快提出一种链式反应假说,为打开原子弹这个魔盒迈出了关键一步。

1939

发明和制造回旋加速器并用其产生人工放射性元素

劳伦斯(美国)

评价:加速器对于研究物理有非常重要的意义,比如制造中子和同位素。很多物理现象就是通过加速器加到一个高速度才可能实现。现在如火如荼的欧洲强子对撞机很大一部分就是加速器。而回旋加速器相对与直线加速器占地面积成本要小很多。所以在当时甚至现在起到了非常重要的作用。

不过回旋加速器的最大可加的速度有其极限。所以现在要想取得高速还得靠直线加速器。

1940

未颁奖

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1941

未颁奖

1942

未颁奖

1943

因发展分子束方法并测出质子磁矩

O.斯特恩(美国人)

评价:接下来的实验比较专业,要用到自旋的概念。自旋是粒子的一种属性,存在一种角动量。但不是连续的只能取分立的几个值。用霍金的说法它表示粒子旋转几圈就会相同,例如自旋为一就是旋转360度会变成一样(大多数物体都是如此比如黑桃A)。自旋为2的话就是旋转180度变成一样(例如扑克方块Q)。自旋为1/2的话就得旋转两圈才能变成一样可以参考莫比乌斯环带)

斯特恩-革拉赫实验是物理史上的一个重要实验它证明了自旋的存在。无论是物理理论和实际应用这个实验都起到重要作用(马上就会提到)。

后来他经过探索他测出了质子和氘核的磁矩而且发现他们并不是人们理论推测的那样,说明质子可能还有内部结构

注:磁矩是用来描述角动量的,高中时应该知道对环型电流放入强磁场中会产生力矩就是磁矩。那里可以用来描述电流大小(电流表就依此原理),而对电子来说角动量(速度)就决定电流大小即磁矩。而自旋比较特殊是不存在转动轴就是粒子本生的属性

1944

发现测定原子核磁性的共振方法

.拉比(美国人)

评价:上面提到的自旋角动量只能是几个分立的值。而拉比在斯特恩-革拉赫实验的基础上测量出了让质子的角动量跃迁的方法(即往高的能级上跳)。而由此发展出的核磁共振技术相信我们大家都不会陌生。对人类健康起到了重要作用。

1945

发现不相容原理

W.泡利(奥地利人)

评价:前面两人用实验说明了粒子的自旋,其实在1925年泡利就提出了著名的不相容原理把自旋容纳到他的理论体系。其实这个理论是用来解释元素周期律。我们曾被告知:原子的第一层轨道最多有2个电子,第二层最多有8个,第三层最多18个(即2倍的n平方)。这一切的原理全在泡利的不相容原理。

不过泡利虽然是非常伟大的理论物理学家但实验却很糟糕。科学界有泡利效应的笑谈。据说有一次一个实验仪器不知道出了什么问题,后来又莫名其妙的好了。人们百思不得其解最后发现泡利那时正做火车经过那座城市。后来人们就把这种现象称为泡利效应

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1996

发现氦-3中的超流动性

戴维.李 美国

奥谢罗夫 美国

R.C.里查森 美国

评价:关于氦的超流动性前面已经提过,是由卡皮查发现并由朗道提供解释。不过根据朗道的理论氦的一种同位素氦-3是不具备超流动性但这与超导理论中的BCS(1972)理论矛盾。而上述三位在实验中发现了氦-3的超流动性解决了这一争端。并还可以通过此来验证理论物理的一些其他问题。

不过我想说的是氦-3看似遥远不过很有可能在将来成为我们日常生活中的必需品。因为它是实现可控核聚变的重要材料。将来能源问题的一个解决方案。由于此物质在地球含量低而在月球含量大。所以这也是各国探月计划的一个重点

1997

发明了用激光冷却和俘获原子的方法  

朱棣文(美籍华人)、W.D.菲利普斯(美国人)、C.科昂-塔努吉(法国人)

评价:利用激光冷却并捕捉原子的方法。打个比方,犹如以喷水的方式来使一个行进当中的小球静止下来,通过用大量光子撞击原子。控制原子的速度。使原子尽量静止从而使观察更容易。而且激光冷却也是冷却技术中产生温度最低的一种技术(所谓温度其实从微观角度看就是内部粒子的运动速度)

而那位朱棣文马上也将成为美国能源部长。

1998

劳克林(美国)、斯特默(美国)、崔琦(美籍华人)

发现了分数量子霍尔效应

评价:所谓分数量子霍尔效应就是在作量子霍尔效应的实验时在更低的温度和更强的磁场对霍尔效应进行研究,发现量子数的间隔在冯·克利青的基础上会出现更小的分立值。而

斯托尔默教授和崔琦教授在一九八二年做出此发现。而劳克林(laughing)一年后对此做出了解释。不过我们老师说劳克林的工作只是数学上的插数法。甚至有科学家说劳克林的获奖和他的名字一样可笑。

1999

阐明了物理中电镀弱交互作用的定量结构.

H.霍夫特(荷兰)、M.韦尔特曼(荷兰)

评价:电弱统一理论是20世纪最伟大的科学成就之一,而关于此理论有几个重要问题需要解决。格拉肖、温伯格和萨拉姆三人(1979)基本上解决了大部分问题。但仍有几个遗留问题需要解决。这两位对这一理论补上了临门一脚。使这一理论变得更加严谨,完整。

2000

因其研究具有开拓性,奠定资讯技术的基础,分享今年诺贝尔物理奖。  

阿尔费罗夫(俄罗斯人)、基尔比(美国人)、克雷默(美国人)

评价:终于碰到我熟悉的领域了。这次的发现一半是奖励基尔比关于集成电路。开启了集成电路的时代(我在课堂上看过他的样品照片,按现在的标准那是相当简陋)。他所属的德州仪器公司也一直是这方面的强者,不过令他比较郁闷的是他隔了40多年才获奖而发明晶体三极管的人则只隔了9年

奖金另一半则表彰另外两人对半导体基础元件有重大的发明和改进。

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1946

因发明产生很高压力的装置及利用这一装置在高压物理领域内所做出的贡献

布里奇曼(美国人)

评价:这次的物理学奖摆脱了量子力学那些深奥的东西,用玻尔的话说谁要是第一次听到量子理论时没有感到困惑,那他一定没听懂。而变得朴实起来。也许你不知道布里奇曼是如何做到他的贡献,但你一看就知道他在干什么。说实话做物理实验就是要没事找事找一些一般不可能出现的极限状况比如超高速之类的。而布里奇曼的高压正好帮助科学家们实现了一些极限情况,比如在高压下100度的冰。

1947

因对大气高层物理性质的研究,特别是发现了阿普顿层,获得了1947年度诺贝尔物理学奖。

E.V.阿普尔顿(英国人)  

评价:今天我们的手机为什么可以打遍全球而畅通无阻,这要多亏了阿普尔顿的贡献。话说当年马可尼第一次实现了越洋通信时。人们就怀疑天空中存在电离层,不过难以证明。阿普尔顿实现了天空中的反射波和地面传播的电波的干涉现象(干涉现象要求比较苛刻一般来说只有出自同一个波源),证明了电离层的存在。后来又发现了反射能力更强的高空电离层。

阿普顿的工作为环球无线电通讯提供了重要的理论依据,从此无线电事业进入了一个新纪元。阿普顿还开辟了对电离层以及该层受太阳位置和日斑活动的影响的研究领域。

1948

改进了威尔逊云雾室方法,并由此导致了在核物理领域和宇宙射线方面的一系列发现  

P.M.S.布莱克特(英国人)

评价:自威尔逊发明云雾室后给物理学家以有力的武器观察大自然。不过初期的云雾室无法自动控制。拍照效率很低基本上是瞎猫碰见死耗子,不过到布莱克特给云雾室增加了自动控制装置使效率大大提高。

1949

核力理论工作的基础上预言了介子的存在,获得了1949年度诺贝尔物理学奖。

汤川秀树(日本)

评价:根据量子力学的说法。电磁力是通过光子的作用产生的,那么原子核中的核力是否有类似的粒子呢。汤川秀树大胆推测认为这核力的交换是通过某种未知的粒子产生的。并且就算出这种粒子是电子质量的200到300倍介于质子和电子之间(质子质量约为电子的1700倍)。就称为介子。

汤川秀树关于存在介子的预言是一个可与狄拉克的正电子预言相媲美的理论上的辉煌成就。从他的理论提出,到p介子的发现,标志着人类对物质的认识又向前跨进了一大步,即从认识原子核进入认识基本粒子的领域。值得一提的是汤川秀树是土生土长的日本制造,从未到欧美留学,酷爱庄子,可以说也是作为日本的第一位诺贝尔奖得主也是东亚文明的骄傲。

1950

开发了用以研究核破坏过程的照相乳胶记录法并发现各种介子

C.F.鲍威尔(英国人)

评价:科学家在做实验时一般用乳胶来作记录,如果有粒子经过会留下痕迹。鲍威尔通过改善乳胶的灵敏度,取得了一系列重要成果,其中包括汤川预言的π介子以及u介子

正是由于此鲍威尔开创了物理学的一个新的分支学科——粒子物理学,鲍威尔因此也被誉为粒子物理学之父。后来还有很多科学家在鲍威尔的路上发现了新的粒子并获得诺贝尔物理学奖(毕竟基本粒子学是评审委员会的宠儿)

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1951

通过人工加速的粒子轰击原子,促使其产生核反应(嬗变)

J.D.科克罗夫特(英国人)、E.T.S.沃尔顿(爱尔兰人)

评价:此二人最大的贡献就是改善了加速器使粒子能获得更快的速度,并用这种新型的加速器实现了人类第一次完全由人工控制的方法使原子核发生嬗变。嬗变即原子核变成另一种原子核。

所谓工欲善其事,必先利其器。从前面的很多例子可以看出,重大的研究成果离不开对实验器材的改造,而对器材的成功改造正是一个国家综合国力的体现。

1952

因发展核磁精密测量的新方法及其有关的发现

F.布洛赫、E.M.珀塞尔(美国人)

评价:他二位的主要贡献就是分别用不同的方法独自提高了测量原子核磁矩的精度,对核磁共振技术的发展起到了重要技术。对人类认识微观世界,治愈疾病有最要作用

此外布洛赫提出了能带的理论,从物质的结构上阐明了导体,半导体,绝缘体的区别。

1953

发明了相衬显微镜

F.泽尔尼克(荷兰人)

评价:由于人类的眼睛不能辨别物体的相位变化(即根据光的波动理论E=Asin(ax+b)人只能辨别A不能观察b )所以以前的显微镜只能观察不透明的物体。对于一般显微镜来说只有染色才可以观察。所以人们无法直接观察活细胞一直是生物学的一大遗憾。但泽尔尼克确想办法将光的相位变化的信息转化为振幅变化的信息。这样就是人眼可以识别了。实现人类观察未经染色物体和活细胞的梦想。

1954

在量子力学和波函数的统计解释及研究方面作出贡献  

发明了符合计数法,用以研究原子核反应和γ射线  

W. 博特(德国人)

M.玻恩  (德国人)

评价:自从德布罗意提出物质波以来,人们就在争论了物质波的实质是什么。比如有人设想波是大量粒子的密度变化产生的一种密度波。不过后来人们发现单个的粒子也会显示粒子性。又有人如薛定谔认为是一种波包(这个还是上维基自己看吧)。但是理论上又出现了明显的漏洞。

而玻恩提出了所谓粒子的波动性实际上是它概率分布的波动性。即在某些地方出现的可能性大另一些地方可能性小。而他的概率波理论和海森堡的不确定性关系,玻尔的互补性原理构成了量子力学的正统解释——哥本哈根解释

虽然哥本哈根解释在各方面应用取得了巨大成功。但由于过于重视数学推理,忽略了是否能在哲学上说得通。比如对于概率波,爱因斯坦有一句名言:我不相信上帝在玩骰子(I can't believe that the god plays the dice)。所以自提出起就遭到了很多批评与探讨。很多反对者都是对量子力学功勋卓著的人。如爱因斯坦,薛定谔,德布罗意。这些批评一方面让人们能人们对量子力学有更深的认识比如现在非常热门的量子信息理论就是这这中间提出来的。另一方面人们又在寻找更好的理论。我毫不怀疑有可能出现新的观点取代哥本哈根解释。

博特的主要贡献是提出了一种新的实验方法(符合计数法)。并由此证明能量和动量守恒定律在光子和电子碰撞中依然有效。1930年前后,宇宙线领域里的一些重要发现几乎都和符合法分不开。

1955

发明了微波技术,进而研究氢原子的精细结构  

用射频束技术精确地测定出电子磁矩,创新了核理论

P.库什(美国人)

W.E.拉姆(美国人)

评价:他们两位主要是对微观世界结构有了进一步的发展。氢原子是最简单的原子,而人类通过对他的研究掌握了很多关于基础知识。他们通过实验让人们对此有了新的认识,测量出了在量子力学中几个十分有用的常数。

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1956

从事半导体研究并发现了晶体管效应

W.H.布拉顿、J.巴丁、W.B.肖克利(美国人)

评价:晶体管的发明可以说是20世纪物理学的一件大事,标志着现代电子学的诞生。当大家正在使用电脑时不要忘了他们三位的功绩。因为晶体管是现代电路的基本元件,是构成数字电路的基础。大家的所有的电子产品无不以晶体管为基础(虽说现在使用mos管技术三极管用的很少。但虽然内部构造不同但他们的原理还是一样的)。而现代社会也因此以摩尔定律的速度成几何级数向前发展。可以说20世纪后半叶信息时代全球化,数字化带来的生产关系的社会巨变离不开他们三位对生产力的发展。

1957

发现在弱作用过程中宇称不守恒

李政道、杨振宁(中国)

评价:这次的获奖是值得我们中国人骄傲的一件事,证明了人类的最高智力殿堂也有我们的一席之地,不要跟我说他们是美籍华人,自己去看上面官网的截图。(因为当他们获奖时他们还都是中国人)无论如何他都为我们争了一口气。

要解释他们的理论首先说明物理定律有三个守恒1电荷守恒2宇称守恒3电子守恒。其中宇称守恒是说对于一个只有自旋方向相反的粒子其他什么都相同(形象的比喻就是照镜子)。那么物理定律对于二者是相同的。但当时实验出现了确出现了问题:实验上发现的q粒子与t粒子具有几乎完全一样的性质——相同的质量、相同的寿命、相同的自旋、相同的电荷……以致于人们不得不怀疑它们是否就是同一个粒子,然而它们在衰变时却表现出不同的性质。后来杨振宁,李政道两人证明。宇称守恒定律在弱相互作用下不成立。即那两个粒子由于自旋方向相反所以在弱相互作用下应表现出不同的性质。这项发明对粒子物理学是场革命1957年,拉比(1944年诺奖得主)评论道:“就某种意义上说,一个相当完善的理论结构从根本上被摧跨了,我们不能肯定这些碎片将怎样再组合在一起。”

注1杨李之争

不过文人相亲在科学界也未能免俗。牛顿和莱布尼兹为微积分的发明闹得不可开交。其中牛顿对莱布尼兹的所作所为简直让人不敢相信。这方面连作为英国人的霍金都对牛顿非常不屑。而布拉格父子以父子之亲也要计较这些东西(详见1915年)。

杨李二人为了谁的贡献更大而从当年挚友到了老死不相往来的地步,铸成李政道自己所谓的「中华民族」和物理学界的大悲剧。据我的物理老师上课分析很可能是李先提出想法然后主要靠杨振宁计算。所以李的物理感觉较好而杨的数学功底更佳。按照伯恩斯坦在〈宇称问题侧记〉(《纽约客》,1962年5月)的说法:“在现代物理学中,没有什么可以和李杨合作相比美的了”。至于具体内容网站上这方面的资料汗牛充栋大家可以自己查

这是我随便找的一篇文章

http://www.wyzxsx.com/Article/Class14/200610/11073.html

注2弱相互作用

科学家把力分为四种

引力,电磁力,弱相互作用力,强相互作用力

如何将他们统一是科学界的一大焦点(后面会涉及)

1958

发现并解释了切伦科夫效应

P.A.切伦科夫、I.E.塔姆、I.M.弗兰克(苏联人)

评价:切伦科夫在研究发自镭放射源的辐射穿入不同的液体并被液体吸收时发生的现象中发现的。在切仑科夫之前,也有人观察到当辐射穿入液体时,从液体中会放射出微弱的浅蓝色的辉光,但是他们把它归结为荧光。不过切伦科夫却发现是由入射的辐射引起的。

1937年,弗兰克(左图)和塔姆(右下图)对切仑科夫效应给出了理论解释。他们认为,切仑科夫发现的辐射是由于电子在介质中以大于光在介质中的速度运动时产生的,虽然在真空中无法有速度超过光速(否则与相对论矛盾)、但在介质中光速会减少v=c/n。n>1。所以粒子速度可能会超过光速。就会拖着一条发光的“尾巴”。

此外他们是苏联的第一个诺贝尔物理学奖。

1959

发现反质子

E .G. 塞格雷、O. 张伯伦(美国人)

评价:狄拉克曾预言的反电子已经被发现那么人们也相信会有反质子的存在,根据切伦科夫效应制成切仑科夫探测器用以测量高能粒子(毕竟要在介质中超过光速那不可能能量太低)

使高能物理学又有了新的武器

这两位美国人通过新的仪器设备和高超的实验技术证明了反质子的存在。

1960

发现气泡室,取代了威尔逊的云雾室

D.A.格拉塞(美国人)

评价:这次的科学进步取得的相当偶然,据说一天,他正在喝啤酒,眼睛注视着桌上的啤酒杯,看着那从杯底和杯壁表面不断上冒的一串串气泡,不久,气泡冒完了,格拉塞尔想,冒过气泡的啤酒酒里也许还会含有气体,他随手将一粒沙子放进啤酒杯中,只见沙子周围又有气泡冒了出来。接着他又放进许多沙子,杯中的啤酒竟象开了锅一样直冒气泡。

格拉塞尔从这次“偶然”的发现中得到了启发,要是用液态氢代替啤酒,装入密闭容器,当带电粒子穿过它时,沿途不也会产生一连串的小气泡,从而显示出粒子运动的轨迹来吗?于是,他立即动手试验,终于发明了气泡室。

相较于云雾室。气泡室的优点更多,它的空间和时间分辨率高,工作循环周期短,本底干净、径迹清晰,可反复操作。但也有不足之处,那就是扫描和测量时间还嫌太长,体积有限,而且甚为昂贵,不适应现代粒子能量越来越高、作用截面越来越小的要求。不过他还是为物理学家们又提供了一把利刃。

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1961年

用直线加速器从事高能电子散射研究并发现核子   R.霍夫斯塔特(美国人)

从事γ射线的共振吸收现象研究并发现了穆斯保尔效应   R.L.穆斯保尔(德国人)  

评价:有时候科学成果还真是靠钱烧出来的,理论上直线加速器虽然可以使粒子无限接近光速不过那成本是相当不菲,有的时候长达数公里。霍夫斯塔特由于在斯坦福所以就有使用这种仪器的机会。

当然人家能拿奖还是人家有真才实学(否则斯坦福那么多人怎么不得奖呢),他利用高能粒子测量出了原子核内部的质子和中子存在某种结构分布不是人们想象的为物质的基本结构(原子核带正电,当距离近到一定程度时,同由于性相斥会把质子弹开,但能量越高靠的就越近。也就更容易知道原子核结构)。

穆斯保尔效应主要是能够非常方便的实现原子核的共振(原理是因为可以去除原子核的反冲),起作用是测量两体系间特别微小的能量差,具有精度高,成本低的优点,应用非常广泛。涉及物理学许多分支以及化学、生物学、地质学、冶金学、材料科学、环境科学和考古学等等方面,形成了一门新的跨学科领域-穆斯堡尔谱学。

1962

开创了凝集态物质特别是液氦理论  

朗道(苏联)

评价:朗道是苏联历史上最为著名的物理学家,其成就涉及物理学的各个方面。科学史上有所谓“朗道十戒”来概括朗道一生的成就。其实除此之外,朗道还有不少其他贡献如恒星坍缩的质量。就是恒星到什么质量变成白矮星,什么质量变中子星,以及什么质量变黑洞。

而液氦理论是十戒之一,当液氦降温降到一定的程度时密度会反常变小而不是变大(这很容易理解一般物体都是热胀冷缩)。而朗道开创了凝集态物质理论对此的解释有突出贡献。

朗道天赋过人,为人高傲,目空一切所以遭到了不少人的嫉恨。在苏联大清洗中也难逃厄运,好在有贵人相助(莫斯科物理问题研究所所长卡皮查和他的导师玻尔)而且由于他过于自负使得最早发现宇称不守恒的沙皮罗与诺贝尔奖失之交臂。不过当他得知此事后在杨李二位的基础上发展出弱相互作用下宇称电荷联合守恒(CP守恒,十戒之一)

而且朗道极为关心教育无论是从中学基础物理教育到最前沿的物理专业朗道都留下了有深刻影响的著作。他对学生要求极为严格他的学生要做大量的习题,毕业之前还要通过朗道难度极大的考试。他和列夫谢兹编写的物理学教程深度和难度都很大,被奉为20世纪物理学的经典著作。朗道的学生在进行科研工作之前都要通读此书,学生戏称其为“朗道势垒”。(势垒是物理学的一个概念,大家可以理解成一座高山)

不过就在朗道学术上最辉煌的时候一场意外的车祸结束了他的学术生涯。而诺贝尔评审委员会为避免遗憾破例当年在莫斯科为朗道颁奖,可以说朗道是20世纪最有个性的科学家。人类历史上最后一个全能物理学家。

1963

发现基本粒子的对称性以及原子核中支配质子与中子相互作用的原理   E. P.威格纳(美国人)

从事原子核壳层模型理论的研究 M.G.迈耶(美国人)、J.H.D.延森(德国人)

评价:虽说杨振宁和李政道发现了宇称不守恒但那只是在落弱相互作用下而言,在其他情况下宇称守恒还是物质普遍遵循的定律,而发现他的E. P.威格纳也就理所当然的获奖。

而后二人在解释原子核模型上成就突出,阐明了当核子(质子和中子)数目为幻数(2、8、20、28、50、82和126)时为什么原子核结构比较稳定

1964发明微波射器和激光器,并从事量子电子学方面的基础研究  

     C.H.汤斯(美国人)、N.G.巴索夫、A.M.普罗霍罗夫(苏联人)

评价:这次的发明可是我的本行,本人下学期马上就要学习的核心科目就是激光原理。不过激光对人类的贡献想必不用我多说。通信,医学,材料加工,军事都得靠它。而且如果没有激光很多光学实验还未必能方便的做出来。

正因为它有广泛的用途从提出概念和原理后世界上许多实验室都被卷入了一场激烈的研制竞赛,看谁能成功制造并运转世界上第一台激光器。 1960年,美国物理学家西奥多·梅曼在佛罗里达州迈阿密的研究实验室里,勉强赢得了这场世界范围内的研制竞赛。

1960年12月,出生于伊朗的美国科学家贾万率人终于成功地制造并运转了全世界第一台气体激光器——氦氖激光器。1962年,有三组科学家几乎同时发明了半导体激光器。1966年,科学家们又研制成了波长可在一段范围内连续调节的有机染料激光器。此外,还有输出能量大、功率高,而且不依赖电网的化学激光器等纷纷问世。

1965

在量子电动力学方面进行对基本粒子物理学具有深刻影响的基础研究  

朝永振一郎(日本人)、J. S . 施温格、R.P.费曼(美国人)

评价:科学家们根据量子力学理论推广到麦克斯韦方程中去发现会出现一些质量和电荷无穷大的点显然这不并不是我们观察到的。而此三人的贡献就是想办法除去这些点并使之与实验结果符合。

费曼被认为是美国出生的最伟大的理论物理学家其成就对现在的理论物理影响深远。此人有着强烈的好奇心,为人风趣,别具一格被称为“即是滑稽演员又是科学家。”而且并对历史学也有突出贡献,玛雅象形文字的破译就有他的功劳。

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1966

发现和发展研究原子中赫兹共振的光学方法

卡斯特勒(法国人)

评价:卡斯特勒的发现可以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。不过具体解释起来非常麻烦正如瑞典皇家科学院的一位发言人说:“要将此项工作解释给那些非科学家听几乎是不可能的。大概是通过施加一个作用来改变原子跃迁的能级分布,通过前后跃迁产生光的差别来研究原子的结构。(其实我也是似懂非懂)

此外还有以他名字命名的卡斯特勒奖主要是用来奖励固态物理学、原子与分子物理学研究中取得创造性贡献的人士。只有发展中国家的国民,并在本国生活与工作,年龄在40岁以下的学者(这条和数学诺贝尔菲尔兹奖差不多),才有申请这一奖励的资格。

    

1967

核反应理论的贡献,特别是发现恒星能源

H.A.贝蒂 (美国人)

评价:一直以来人们都对太阳的能源产生了极大的兴趣因为它是如此的持久,毕竟一个同等大小的煤球是只能支持几千年的。后来随着相对论的提出和聚变反应的发现人们认为太阳是聚变反应,但具体是如何产生的还不清楚。.贝蒂就提出了氢——氢循环和氢——碳循环的说法解释了谜团(虽然后面还有其他形式但主要是这两种)

而且根据此理论还可以解释我们这个世界上各种元素是如何起源的。

1968

通过发展液态氢气泡和数据分析技术,从而发现许多共振态  

L.W.阿尔瓦雷斯(美国人)

评价:高能(6.2GeV)质子同步稳相加速器首次运转时,识别到某些粒子。由于这些粒子的寿命远比理论模型所预言的产生时间长得多,因而人们将它们称为“奇异粒子”。但当时的仪器又无法观察他们。到了格拉泽发现气泡室后,事情有了转机。阿尔瓦雷斯对其发展了气泡室,并取得重要进展。

1969

对基本粒子的分类及其相互作用方面的卓越贡献

M.盖尔曼(美国人)

评价:这次依然给了在基本粒子上取得贡献的人,看来人类对微观世界的追求还真是执着。盖尔曼的主要贡献是发明了一种既能解释多重态中粒子的性质,又能预言新粒子存在的理论,这有点类似于门捷列夫在构造元素周期表的理论。而且在此基础上提出了夸克模型。这是现在人类解释原子核的模型。夸克是一种海鸟的叫声,表示他在提出这个观点时也觉得这个想法很荒谬。

1970

从事铁磁和反铁磁方面的研究   L.内尔(法国人)

从事磁流体力学方面的基础研究   H.阿尔文(瑞典人)

阿尔芬关于磁流体动力学的研究对于受控热核反应的发展,超音速飞行,为外空推进器提供动力以及飞行器重新进入地球大气圈时的制动都起着非常重要的作用。

而阿尔文提出的反铁磁性在电话学、磁带涂层、计算机的记忆磁芯和低损耗的高频率技术中都极其有用。

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1971

发明并发展了全息摄影法

D.加博尔(英国人)

评价:全息摄影法是照相术方面的成果第二次取得物理学的最高的成就。G.李普曼的成就重现了五彩缤纷的世界。而加博尔的工作则是让重现了立体图像。由于光波有两个信息就是大小(振幅)和位相。一般的照相术只能保留大小而会丢失位相信息(所以只能得到平面像)。而加博尔通过干涉的方法可以保留两方面的信息(当然里面的光路是相当复杂的,我上课听得头昏脑胀)使得光的信息完整保留。不过由于它过于精密对设备要求很高(比如平稳度非常高的平面)所以一般人很能看到全息图(我在实验室看过,一只很可爱的兔子)。不过它确实已进入我们生活的方方面面。比如全息防伪。就是你在不同距离看会出现不同的图案的防伪商标。

而且全息技术更具诱惑的是可以通过改变干涉条纹(就是全息的底片)来得到不存在的图像。所以相较于全息术,PS真是没啥技术含量。

1972

从理论上解释了超导现象  

J. 巴丁、L. N. 库柏、J.R.施里弗(美国人)

评价:1911年荷兰科学家翁纳斯(H.Kamerlingh Onnes,1853-1926)在测量低温下水银电阻率的时候发现,当温度降到零下269度附近,水银的电阻竟然消失了!从而发现了超导现象。而人们后来人们虽然发现了很多其他物质也有超导的性质但对此的理论并不十分清楚。而这三位科学家提出的所谓BCS(就是三人的名字)理论可以解释很大一批超导现象(主要是金属超导体。

此外值得一提的是巴丁曾在1956年因在晶体三极管的成就获得过诺贝尔物理奖。成为第一个在同一领域两获诺贝尔奖的科学家(鲍林和居里是在不同领域)。不过我个人以为其他的物理学家似乎更有资格获取这一荣誉(我不是说巴丁浪得虚名),如爱因斯坦,玻尔,朗道,杨振宁,费曼。

1973

通过实验发现半导体中的"隧道效应"和超导物质   江崎玲於奈(日本人)、I.贾埃弗(美国人)

发现超导电流通过隧道阻挡层的约瑟夫森效应  B.D.约瑟夫森(英国人)

评价:隧道击穿是二极管(其实应该说PN结比较准确)反向被击穿的二种方式。虽然人们理论(根据量子力学,一个粒子是有可能穿过能量比它高的势垒)上很早预言了它的存在但是,却没有观察到它。而江崎玲於奈从半导体中意外观察到了它的存在。加埃沃(左图)长期致力于隧道效应的研究。1960年于超导中发现了此现象。二者分别为为隧道二极管的和超导理论提供了理论

依据

而当约瑟夫森年仅20多岁的时候就在J. 巴丁、L. N. 库柏、J.R.施里弗的基础上发展了超导理论为后来的超导的发展提供了基础。值得一提的是我们炎黄子孙在这次大发展中取得了骄人的成绩旅居海外的朱经武教授(现香港科大校长)和台湾的吴茂昆还是北京大学的诸位教授们超导实现温度的提高功不可没(超导一般是在低温下进行比如第一次发现的超导现象就是接近绝对零度,而如何在室温下实现超导温度是一个关键问题)

1974

从事射电天文学方面的开拓性研究

M.赖尔、A.赫威斯(英国人)

评价:天文学无疑是上世纪中叶最为流行的学科。随着美苏冷战空间技术的进展一日千里。而六十年代天文学更是出现了井喷似的发展涌现了60年代天文学四大发现——星际分子,类星体,微波背景辐射和脉冲星。而在这背后离不开射电望远镜的发展。射电望远镜主要是通过收集恒星发出的电磁波来观测而不是一般望远镜的可见光。所以对测量(某些产生非热辐射的天体,虽然不发出可见光,但往往发出强烈的射电辐射)或有很多宇宙尘埃的形体有非常重要的作用。而且为了克服电磁波造成的分辨率下降(原因会在讲电子显微镜中提及)。M.赖尔还创造性得用巧妙的方法使用合成孔径技术使得孔径增大,电磁波造成的损失得以弥补。(孔径通俗的说就是望远镜镜框的大小)至于A.赫威斯则是利用射电望远镜发现脉冲星(四大发明之一)而获奖

1975

从事原子核内部结构方面的研究

N. 玻尔B.R.莫特尔森(丹麦人)、J.雷恩沃特(美国人)

评价:此次评奖又回归了纯理论物理上去。这三位的贡献是提出了“原子核集体运动模型”指出了原子核内部中所有核子都会转动和振动。进一步揭示了原子核内部结构的秘密,描绘出更接近原子核结构实际的物理图像。

另外这位玻尔就是那位伟大的物理学家尼尔斯玻尔的儿子

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1976

发现了后来称为J/ψ的新粒子

B. 里克特(美国人)、丁肇中(美籍华人)

评价:粒子物理学的从1932年正电子开始就是诺贝尔奖的常客,到了50年代,陆续发现了反质子、π介子的发现都获取了这一至高荣誉,其盖尔曼的夸克模型理论,解释了这些粒子,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,无事可做了。然而,正是在这一短暂的沉静时期,1974年里克特、丁肇中非别独自发现了一种新的粒子。并把夸克的种类从3种增加到4种(现在已知有六种)。

注:J/ψ子的名字其实只是二组人发现后取名不同造成的

1977

从事磁性和无序系统电子结构的基础研究

P.W. 安德逊  J.H. 范弗莱克(美国人)、N.F.莫特(英国人)

评价:莫特开拓了作为固体物理新领域的非晶态物质电子过程的研究,被誉为这个新的分支学科的奠基人。范弗莱克从量子力学的角度解释一些磁性因此被誉为“现代磁学之父”。安德逊建立了著名的“安德逊模型,对于解释一些物理基本问题有重大意义诸如超导临界温度。(即超导体电阻突然消失的温度称为临界温度)

1978

从事低温学方面的研究 P.卡皮察(苏联人)

彭齐亚斯、R.W.威尔逊(美国人)  发现宇宙微波背景辐射

评价:卡皮察他发现温度低于一个值时流过狭缝的液态氦的流速与压差无关,并得出结论:温度低于那个值,液态氦是超流动的,液体内部以及液体与器壁之间都没有摩擦力。卡皮察是苏联物理学的领袖人物。是朗道的良师益友。

可以说在道德和学术皆为楷模。朗道由于树敌太多在斯大林时期曾被陷害怀疑是德国间谍而被克格勃带走。卡皮察后来亲自给斯大林写信并且说自己在液氦方面的研究只有朗道能帮助自己,并以辞职作威胁。为朗道的最终获释提供了巨大帮助(当然还有很多其他人也出了力包括玻尔)

正如朗道所言:“后来是在那些年月,卡皮查的举动需要大勇、大德和水晶般纯洁的人格。”他以后始终对卡皮查怀着感激之情,曾经这样评价卡皮查:“他拥有一个科学家可能向往的一切:他的著作得到首肯,他有才华横溢的门生……但卡皮查依然孜孜不倦地从事科学研究,他的好奇心和创造力依然无穷无尽……”

.威尔逊发现的微波背景辐射是天文学60年代四大发现之一,说明宇宙本身并不是一个安静的体系。他会通过宇宙本身发出的电磁波。应该是“大爆炸宇宙起源会留下射电噪声残余物”为大爆炸学说提供依据

大爆炸学说:大爆炸学说是关于宇宙起源最为流行的说法,简单的说即宇宙是从一个无限小的一个点经过一次大爆炸形成了我们今天的世界

预言存在弱中性流,并对基本粒子之间的弱作用和电磁作用的统一理论作出贡献

S. L.格拉肖、S. 温伯格(美国人)、A. 萨拉姆(巴基斯坦)

评价:科学家把这个世界划分为四种力,强相互作用力,弱相互作用力,电磁力和引力而科学家一直将把这四种理论的合而为一建立统一场理论视作终极目标。而此三人的工作就是把弱相互作用力,电磁力统一起来为统一理论迈出了关键一步。这项成就是被誉为20世纪物理学的巅峰成就。更值得一提的是这里面也有杨振宁的功劳其杨——米尔斯理论是推导这个理论的关键一步。可以说杨振宁也无愧为20世纪最伟大的物理学家之一。

发现中性K介子衰变中的宇称电荷(CP)不守恒

J.W.克罗宁、V.L.菲奇(美国人)

评价:杨振宁,李政道提出宇称不守恒是对物理学美感的极大破坏。不过人们后来发现在弱相互作用下还是满足宇称,电荷联合守恒。但是事实确是残酷的。人们发现在某种情况下CP守恒也是不成立的。似乎上帝所创造的世界不是那么简单被了解的。基本粒子理论也从宇称(P)守恒,进到普遍的CP(即用它的反电荷在取它的镜象遵循的物理定律不变)守恒,再进到更加普遍的CPT(基本粒子的电荷,宇称两个性质都换成相反的,并倒转时间箭头,所得到的粒子将与原来的粒子遵循同样的物理规律。)守恒,标志着它们的普遍性程度的不断提高也标志着人们对物质的理解更加深入。

注:因为一个亚原子事件看起来既可以是在时间中向前推进,也可以是在时间中向后倒退。

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1981

因发展高分辨率电子能谱仪并用以研究光电子能谱和作化学元素的定量分析 K.M.西格巴恩(瑞典人)量仪器

对发展激光光谱学和高分辨率电子光谱不做出贡献   N.布洛姆伯根、A.肖洛(美国人)

评价:,高分辨率电子能谱仪是通过光电效应,用粒子轰击物体产生电子,然后通过分析这些的动能可以知道它在化合物中的结合能。由于对同一种化合物它的各个电子化合能是一定的。所以可以根据此来确定化合物的状态

布洛姆伯根被公认为是非线性光学的奠基人。一般来说一个东西只要是非线性的都是很复杂的。而很多时候激光在介质中传播就是如此。不过布洛姆伯根能创建这项学科可见他的伟大。而肖洛则是通过非线性光学对激光光谱学的研究有重大贡献。另外他还曾是研究激光器的先驱。

1982

因建立相变的临界现象理论,即重正化群变换理论

K.G.威尔逊(美国人)

评价:先解释一下什么叫临界相变理论。一个物体有一些不同的状态比如固态,液态,气态等。我们知道在不同气压下物体的沸点和凝固点不同就形成了相变曲线。其实不止是固液汽三态。物质的很多性质都有类似的地方。比如超导存在临界温度,物体的铁磁性和顺磁性的变化的临界温度(居里点)它们在临界点都有很多类似的性质。这就令人有理由猜想关于任何临界点有相似的性质。这就是临界相变理论。

   苏联著名物理学家朗道曾经就此理论提出过此方面的理论。不过随着实验精度的提高。朗道的理论并不准确。威尔逊将量子力学中的重整化群方法应用到相变理论中,也取得了丰硕的成果。不过离这一理论的最终完成还有很长的距离

1983

从事星体进化的物理过程的研究  

S.昌德拉塞卡、W.A.福勒(美国人)

评价:昌德拉塞卡的最大贡献在于发展了白矮星的理论。提出了昌德拉塞卡极限(即白矮星质量的最大值)成功地解释了恒星的晚期演化,因此对宇宙学做出了重大贡献。

贝特提出了太阳和恒星的能源主要来自它们内部的氢碳的聚变反应来完成(1967年诺贝尔奖)。福勒解决了当氢完成聚变后恒星如何反应的问题,而且也解决了各种元素如何产生的问题。(通过聚变和超新星爆炸产生)

这次两人的获奖是因在天体物理领域方面的研究而获诺贝尔奖的第8位和第9位科学家。 其实说明了人类的两个追求目标。一个是想了解至大的宇宙。另一个是想了解至小的基本粒子。

1984

对导致发现弱相互作用的传递者而在场粒子W±和Z 0的大型工程作出了决定性贡献  

C.鲁比亚(意大利人)、S. 范德梅尔(荷兰人)

前面说过弱电统一理论是20世纪物理学的巅峰成就(1979),量子力学的观点中力是通过粒子的碰撞产生的,而S. L.格拉肖、S. 温伯格、A. 萨拉姆提出的理论提出弱力的携带粒子为w+,w—,Z0。不过由于当时的设备不允许所以一直未得到证实。终于欧洲核子研究中心在C.鲁比亚和S. 范德梅尔的领导下做出了此重要发现。进一步证明了弱电统一理论的正确性

1985

发现量子霍耳效应,获得了1985年度诺贝尔物理学奖

K. 冯?克里清(德国人)

评价:所谓霍耳效应其实我们在高中物理题见过很多此。;两个平行平板加一个竖直的磁场,然后有电流通过。就会因为有洛伦兹力的作用会形成电势差,还会形成一个等效电阻

而量子霍尔效应就是在某些情况下,电阻不是连续变化的而是为分立的值。其实这一现象当时已有很多人发现但是却没引起重视。只有冯?克里清作了坚持不懈的研究。

当有人问冯·克利青,量子霍耳效应是不是一个偶然的发现?他解释说量子霍耳效应作为一个普遍规律而存在的重大想法是在1980年2月5日凌晨突然闪现出来的,但它是基于长期研究工作之后的一个飞跃。“通过测量大量的不同样品,才第一次可能认识这样一种特殊的规律,而这种平凡重复的测量简直弄得我们感到乏味,我们反复变化样品,变化载流子浓度,将磁场从零扫描到最大……。终于我们发现了这样的特殊规律,所以这一结果的取得是长时间努力工作的结果,这些测量的曲线无时不在我的脑子里盘旋着,反复思考着。”

或许坚持也可能是创造力

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1986

在电光学领域做了大量基础研究,开发了第一架电子显微镜   E.鲁斯卡(德国人)

设计并研制了新型电子显微镜--扫描隧道显微镜 G.比尼格(德国人)、H.罗雷尔(瑞士人)

评价:光学仪器的分辨率看似玄乎其实取决于两个东西一个是所用来探测的波长(如光波,微波),另一个是孔径(通俗的说差不多即是所用的镜子的大小)。所以要提高分辨率只能从两个方面下手。一是像哈勃望远镜那样作个直径几米的镜子(当然也有前面谈到的孔径合成技术,但那对灵敏度有影响)。不过那成本,那重量不是一般地方可以承受的。所以要从波长入手,而实物粒子的波长比电磁波的波长要小很多,而电子是我们最熟悉的实物粒子,所以电子显微镜是科学家们一直想实现的目标。而上述三人或实现或发展了电子显微镜技术,让人类的眼睛提高了上千倍。

1987

发现氧化物高温超导体

J.G.贝德诺尔斯(德国人)、K.A.米勒(瑞士人)

评价:超导是一项极具诱惑力的技术,自发现起就引起了人们的广泛关注。关于它的理论研究曾连续两次获得诺贝尔奖。但不得不说超导的临界温度提高的并不快。从1911年到1986年,75年间从水银的4.2K提高到铌三锗的23.22K,才提高了19K(1k为1摄氏度)。但是从1986年起超导出现了飞跃似的发展。以美国、日本和中国为中心的全球性的“超导热”研究中心。在短短的3个月内,Tc从33K迅速提高到100K以上。超导也开始进入到实际应用的阶段(磁悬浮列车)。

而这个开端就是贝德诺尔斯K.A.米勒提出钡镧铜氧化合物的高温超导性。

1988

发现μ子型中微子,从而揭示了轻子的内部结构 L.莱德曼、M.施瓦茨、J.斯坦伯格(美国人)

评价:说道中微之就得先谈谈中子(你不要问我中子是什么)。因为科学家们发现中子在衰变成质子和电子(β衰变)时,能量会出现亏损。物理学上著名的哥本哈根学派鼻祖尼尔斯·玻尔(1922)据此认为,β衰变过程中能量守恒定律失效。

不过泡利(1945)却认为这是因为反应是产生了一种新的粒子,不过它的穿透力很强(可以穿过地球)我们无法观察到它。所以中微子假说就是物理学上的一个重要问题。毕竟这关系能量守恒可是物理学的根本所在。1962年,美国哥伦比亚大学的莱德曼、施瓦茨和斯坦博格等人,想到可以用加速器来产生中微子并发现中微子有两种除β衰变产生的电子中微子还有一种m中微子,他们对中微子做出了开创性的研究,甚至为后来建立弱电统一理论奠定了基础。

1989

创造了世界上最准确的时间计测方法--原子钟,为物理学测量作出杰出贡献  

N.F.拉姆齐(美国人)

因发展离子捕集技术   H.G.德默尔特、 W.保罗(德国人)

评价:首先问一下大家知道一秒钟是怎么定义的吗?

1秒钟是铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9 192 631 770个周期的持续时间。

大家可能听不懂,这个没关系。但是我想说关于定时通过这种方法是最准的,而拉姆齐就是在研究这项技术上做出了突出贡献。把一秒的精度提高了万亿分子一是(顺便说一下,主要单位的精度以质量的单位千克的误差最大,大概是万分子一到十万分子一)

而另外的两位对另外的一个物理常数的测量有重大贡献。

这三位诺贝尔物理学奖获得者都是在原子物理实验技术方面做出过杰出贡献的物理学家。他们创造性地发展了精确的计量方法,大大改进了实验的技术条件,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

因对电子与质子和束缚中子深度非弹性散射进行的先驱性研究以及因此而对粒子物理学中夸克模型的发展起了重要作用

J.I.弗里德曼、H.W.肯德尔(美国人)、R.E.泰勒(加拿大人)

评价:这次实验又是SLAC(斯坦福直线加速器中心)的杰作,有钱真是好呀。他们发现了粒子的非弹性碰撞(存在动能损失的碰撞),并首次从实验证明了夸克模型的存在。而这个电子-质子深度非弹性散射实验引起了粒子物理学的一系列新进展(包括丁肇中的发现),使粒子物理学进入了“夸克-胶子”时代。

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1991

因把研究简单系统中有序现象的方法推广到更复杂的物质态,特别是在研究液晶和聚合物方面所作的贡献,获得了1991年度诺贝尔物理学奖。

皮埃尔·德让纳(法国人)

评价:德让纳的大名可能大家没听过不过他有一个极为威风的名号“当代牛顿”。

这是因为他的研究的影响涉及物理,化学,生物多个理论。他提出了一种“软物质”的概念包括液晶、聚合物、胶体、膜、泡沫、颗粒物质、生命体系等。他把简单系统中有序现象的方法推广到比较复杂的物质形式,特别是推广到液晶和聚合物的研究中,从而获得诺贝尔奖。

1992

开发了多丝正比计数管

G.夏帕克(法国人)

评价:这次的荣誉属于那些为实验物理做出重大贡献的人,一般物理学需要记录粒子的轨迹。常用的记录方法是各种照相法,图片要靠特殊的测量工具进行分析,工作过程缓慢而又劳累。所使用的正比计数管确定粒子位置的精度大约是1厘米,不能满足粒子物理实验中记录粒子径迹的高精度和大面积覆盖的要求。夏帕克发明的多丝正比室解决了上述困难,得到的空间分辨率可达到1毫米或更小。70年代中期开始,他在多丝正比室的基础上发展了具有更高径迹定位精度的漂移室,进一步推动了粒子物理实验的发展。

1993

发现一对脉冲双星,为有关引力的研究提供了新的机会

R.A.赫尔斯、J.H.泰勒(美国人)

评价:要说脉冲双星就得先谈谈脉冲星,脉冲星的发现是60年代天文学四大发现之一于1974年获奖。说白了脉冲星其实是快速旋转的中子星(恒星演变的一种形态),至于脉冲双星当然就是两颗互相环绕的脉冲星,他的发现可以通过计算轨道对爱因斯坦的广义相对论做出非常严密的实验证明。而且还有可能在计时方面提供比原子钟更准确的方法。

1994

在凝聚态物质的研究中发展了中子散射技术

BN.布罗克豪斯(加拿大人)、C.G.沙尔(美国人)

评价:由于慢中子的大小和能量和凝聚态物质比较接近而且可以和原子核直接发生作用(有些和电子作用)所以也被认为是探测凝聚态物质(把固态、液态和 介于两者之间的各种状态,以及只有在低温下 才存在的特殊量子态,还包括稠密气体的物态统称为物质的 凝聚态)的好材料。

布罗克豪斯和沙尔各自独立开发的中子散射技术,对探测凝聚态物理学的发展起了促进作用,取得了重大成果。而凝聚态物理学由于应用前景广阔,实验技术成熟,可以说是当今物理学最热门的分支

1995

因检测到了中微子,共同分享了1995年度的诺贝尔物理学奖。弗雷德里克·莱因斯(美国)

因发现了t轻子  马丁·佩尔(美国)

评价:中微子的发现其意义我在前面讲过,不过这里的这位才是第一个发现中微子的人而1988年获奖几位是发现的另外一种中微子。除了中微子物理学还有一个轻子的概念,指轻子就是不参与强相互作用的有半整数自旋(如1/2,3/2,5/2等)的粒子;轻子都是物质的基本粒子(从现在的观察水平看)而t轻子则是人类发现的第三种轻子。而轻子,中微子和夸克是人类目前发现的三类基本粒子,可以说是这次的发现是基本粒子领域的又一重大进展。

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