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诺贝尔奖与物理学 许自强，郎文秀 指导教师：陈浩 (沈阳师范大学 物理与科学技术学院 物理学) 摘　要: 诺贝尔奖是世界近代史上最久负盛誉的一项国际性大奖,从1901年颁发到2000年,已走过了整整一个世纪。百年来,无数科学家在各个学科领域内为人类创造了宝贵的文化和科学财富。了解和研究这段历程,可以使我们获得许多重要的借鉴与启迪。 关键词:诺贝尔物理学奖;物理学;一百年 0　引言 诺贝尔奖是以瑞典著名化学家诺贝尔的名字命名的包括自然科学和人文科学奖项的综合性、国际性大奖。它以诺贝尔的遗产的一部分兑为现金(共计920万美元),作为奖励基金,以其利息作为一年一度的奖金。按照诺贝尔的遗嘱,诺贝尔奖分设物理学、化学、生理和医学、文学、和平奖5个单项奖。到了1968年,瑞典银行在成立300周年时,决定设立诺贝尔经济学纪念奖金,每年由这家银行提供与当年诺贝尔奖金相同的金额,交给诺贝尔基金会统一使用。 自1901年首次诺贝尔物理奖颁发以来,现已经历了一个世纪。其间,除1916年、1931年、1940年、1941年、1942年,计五年停颁外,相继共颁发了94次,有159人次获此殊荣(巴丁一人获两次奖),其中,女物理学家2人。奖金由首次颁发的每项3.1万美元增加到1999年的每项94万美元。 诺贝尔物理奖,是当今举世公认的、物理领域的最高荣誉奖,起着评审和鉴定基础研究成果的重大作用。在一定意义上说,一个国家,获诺贝尔物理奖人数的多少与其相应综合国力的大小密切相关。 20世纪,从物理学科的研究领域看、是个划时代的微观、宇观世纪,在实验的基础上,建立了量子力学和相对论。由此,不但发展了量子化学、激光、半导体、等离子体、超导体、超级计算机、核能、宇宙学等。而且,给哲学还提供了深化和发展的素材。 实验,理论上的重大突破,必然要导致技术上的重大变革。当今,人们的物质文化生活,乃至思想观念正在发生着翻天覆地的变化,人类已由电子、核能时代,进入了信息化时代。 在这一划时代的历史进程中,诺贝尔物理奖的获得者,起了很重要的作用。因此,对百年来诺贝尔物理奖作一回顾与评析,是个十分有意的工作,做这个工作,必然要涉及到许多学科的 知识,我们深感力不从心,不妥之处难免,敬请相关学者指正。 1 诺贝尔物理学奖基本概况 诺贝尔物理学奖自1901年到2000年的一百年间,共计162人次获奖,见表1。 表1　诺贝尔物理学奖获奖者国家分布 共有16个国家的物理学家曾获此殊荣,其中美国人占44%,而南半球国家无一人获奖。 我们从中还可以看到,在第二次世界大战前的近40年间,德国共有11人获奖,居世界之最,可见当时世界科学研究的中心在德国。在第二次世界大战以后的60年间,美国人有67人次获得诺贝尔物理学奖,占二战后获奖中人数的58%。特别是80年代以后,大部分年份都有美国人获奖。 表2　诺贝尔物理学奖获奖者年龄分布 　　诺贝尔物理学奖获奖者平均年龄为52岁。其中英国物理学家布拉格于1915年获诺贝尔物理学奖时,年仅25岁,至今还保持着获诺贝尔奖年纪最轻的纪录。1978年获诺贝尔物理学奖的前苏联物理学家卡皮察已84岁高龄。 此外,1903年,居里夫妇获诺贝尔物理学奖,成为诺贝尔奖历史上首次双双获奖的夫妇。并且,居里夫人还于1911年获得诺贝尔化学奖。 美国物理学家巴丁以在半导体器件和超导领域做出的杰出贡献,分别于1956年和1972年两次获得诺贝尔物理学奖,成为世界上至今唯一一位在同一领域内两次获诺贝尔奖的伟大人物。 在诺贝尔物理学奖历史上,还有象布拉格、玻尔等父子双双获诺贝尔奖的传奇故事。 在诺贝尔奖获奖名录中,一些世界著名的高等学府尤其引人注目,见表3。 表3　获奖较多的著名高校 　　自1957年以来,先后共有5位华裔物理学家登上诺贝尔领奖台:1957年,31岁的李政道和35岁的杨振宁;1976年,40岁的丁肇中;1997年,49岁的朱棣文;1998年,59岁的崔琦。这是全球华人的骄傲。 2　百年诺贝尔物理学奖与20世纪物理学发展史 2.1　近代物理学的三大发现 阅读百年诺贝尔奖获得者的辉煌成就,似乎就是在阅读一部20世纪的物理学发展史。1901年,德国物理学家伦琴,因发现X射线而获得首届诺贝尔物理学奖,从此开始了现代物理学发展的光辉历程。到20世纪末,物理学看起来已达到相当完善的地步,一般物理现象似乎都能从相应的理论中得到说明。因此,相当多的人认为,物理学的基本框架已经构成,剩下的工作只是把一些物理常数测得更准确一些,把一些基本规律应用到各种具体的问题上去而已。1900年,著名物理学家开尔文在总结近百年来物理学所取得的成就时说:“在已经建成的科学大厦中,后辈物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。但是,在物理学晴朗天空的远处,还有两朵小小的令人不安的乌云。”这两朵乌云是指以太漂