物理研究
 

诺贝尔物理学获奖的趣闻

时间:2016-04-16  来源:  作者:

诺贝尔物理学奖从1901年至今经历了百年历程。1901年12月10日德国物理学家伦琴在瑞典首都斯德哥尔摩首次获得此殊荣。
     除因战争中断的六年外,在这百年内共有165人次获奖,女性两人。成员分布在30多个国家和地区,大多数集中在欧美国家。在这百年内它激励了许多在物理科学发展道路上作出卓越贡献的物理学家向其目标冲刺,使诺贝尔物理学奖成为众多国际性科学奖中被举世公认为最具有权威的科学奖,而获得它则是一项极大荣誉。可以说诺贝尔奖对世界的科学事业的发展产生了巨大的影响。然而在这些授奖中发生过为人鲜知的趣闻,现介绍给读者以供鉴赏。
1、父子相继荣获诺贝尔物理学奖
英国物理学家J.J汤姆逊在对低压气体放电产生阴极射线本性的研究时,测出阳极射线携带的电荷的荷质比以及放在电场或磁场的偏转情况,引入先辈斯坦尼曾用过“电子”(电的最小自然单位)这一术语,于1897年4月向世人宣告,电子已被发现。随后在掌握大量的实验事实,果断地作出决断:不论是阴极射线、β射线还是光电效应产生光电流都是由电子组成的,证明了电子存在的普遍性。电子的发现打破了原子是不可再分割的最小单位的传统观点,拉开了人类探讨微观世界的序幕。人们也称他是“一位最先打开通向基本粒子物理学大门的伟人”。J.J汤姆逊于1906年获得诺贝尔物理学奖。但是当时获奖的原因,主要是为了表彰他在“气体导电方面的理论和实验研究”,并没有提到他关于证实电子存在的这一被物理学界后来认同为世纪之交的三大发现之一。
1925年德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子特别是电子上去,从而诞生了物质波的概念。1927年,戴维森等人用低速电子在晶体上衍射实验,J.J汤姆逊的独生子  G.P汤姆逊用高速电子在晶体上行射实验,分别成功证明了物质波的存在,观察到了电子的波动性,结果戴维森和G·P汤姆逊因此获得了1937年的诺贝尔物理学奖。有趣的是J.J汤姆逊和G·P汤姆逊父子俩,父亲认可电子是粒子、儿子证明电子是波,并相继荣获诺贝尔奖,实在是科学史上的一段佳话,用中国的俗话可谓是“老子英雄儿好汉”。

  2、在不同学科两获诺贝尔奖的唯一女性

  1896年法国物理学家贝克勒耳发现了天然放射性现象,引起人们极大兴趣,玛丽·居里于1897年也投入这一项研究工作,她选择了“放射性”作为她考取博士学位的论文题目。后对铀、钍等矿物的放射性进行了研究。并从大量沥青铀矿中分离出放射性更强的物质,于1898年发现两种元素钋和镭。取名为“钋”以表示玛丽的对祖国波兰的尊敬,镭——“放射”之意。由于放射性的发现,居里夫妇和贝克勒耳共获1903年诺贝尔物理学奖。

  1910年她和法国化学家德别爱尔诺一起分析纯镭元素,并确定了它的原子量和在元素周期表中的位置,她还测出氢和其它许多放射性元素的半衰期,整理出放射性元素衰变的系统关系,由于这些重大成就,又获得1911年诺贝尔化学奖。由此她成为第一个在不同学科两次荣获诺贝尔奖的科学家,也是全世界为数极少的几位两次荣获诺贝尔奖中的唯一女性。然而她不慕荣誉,不迷恋金钱。荣获重奖后,没想到给自己买顶新帽子,而是把奖金全部捐献一些科学团体、实验室或用它来接济穷学生。正如爱因斯坦所说,“在我认识的所有著名人物中居里夫人是唯一不为荣誉所颠倒的人。

  3、物理学家客串荣获了诺贝尔化学奖

  被后人尊称为“原子核物理学之父”的英国物理学家卢瑟福在1906年以他的原子核式模型开创了原子物理学的新领域。早在1898年卢瑟福经汤姆逊推荐到加拿大麦克吉耳大学任教,在加拿大工作期间,他研究了三族放射性元素——镭、钍、锕在放出射线后,会逐渐减弱其放射性强度,最后变成另一种元素,提出了原子自发蜕变理论。由于他对蜕变的研究获得1908年诺贝尔化学奖,他对自己不是获得物理学奖而是获得化学奖感到意外。在得奖演说中,他风趣地说过“我竟摇身一变成为一位化学家了”。

  后又于1919年,卢瑟福第一次用人工方法使原子核发生了转变,从而发现了质子。他还同时预言过中子和氢、氦的同位素的存在,中子果然被他的学生安得威克所发现,可以说这些发现都是划时代。今天看来,仅以1906年的原子核式模型授予他诺贝尔物理学奖也不过分。

  4、积怨之深拒绝分享诺贝尔奖

  美国发明家特斯拉一生共获得112项美国专利。他对物理学的主要贡献集中在解决交流电的应用上。那时在爱迪生推动下,直流电已普遍使用,但它有局限性,不能形成供电网络。交流电系统则可用高电压,小电流供电,然后利用变压器调节电流、电压来符合用户的需要。它的突出优点是可以利用细导的实现远距离送电。1888年,特斯拉发明了交流多相电力传输系统,并因此获得专利。这一系统的精华是一种简单易行的感应电动机。到了1895年,利用尼亚加拉瀑布已经以交流电形式发电功率达15000马力。他的工作却使提倡直流电的应用的爱迪生大为恼火,于是双方开展一场激烈竞争。为了证实交流电的安全性,特斯拉专门举行记者招待会,他让交流电从“特斯拉线圈”通过他的身体点亮了灯,在场的记者们个个看得目瞪口呆。特斯拉的胜利加速了交流电的推广和应用。特斯拉和爱迪生之间的矛盾是如此之深,以致当他知道自己将与爱迪生一起分享1912年的诺贝尔物理学奖时,他表示不接受授奖。最后这个年度的诺贝尔物理学奖便转发给了瑞典的物理学家达伦,以表彰达伦在发明灯塔与浮标照明用的自动调节器所作的贡献。

  5、“足球运动员”荣获了诺贝尔物理学奖

  丹麦物理学家波尔在1913年任哥本哈根大学编外教授,以发表了著名的论文《原子和分子结构》,质为他迈向森严的科学王国的伟大起点。1920年哥本哈根大学根据他的倡议成立了一个理论物理研究所,他是新成立的哥本哈根理论物理研究所所长。在他的周围聚集着许多有为的年轻理论物理学家,如海森堡、泡利,狄拉克等,他们互相磋商,自由讨论,不断创新,充满着集体主义和友善精神。环境没有拘束,工作集思广益,解决了许多现代物理学最深奥的课题,形成了著名的“哥本哈根学派”,而玻尔成为这一学派的领袖。在当时,哥本哈根可以说成为物理学家“朝拜的圣地”。

  波尔在接受卢瑟福的有核模型后遇到了无法回避的矛盾,他把爱因斯坦和普朗克的量子论与核式原子结构结合起来,提出三条假设,成功的解释了氢原子的发射光谱,因而获得1922年的诺贝尔物理学奖。玻尔在工作之余经常参加锻炼,年轻时他和他的兄弟是丹麦国家足球队的队员——国脚,当1922年在斯德哥摩给他授奖时,有一家丹麦报纸就这样风趣地报道说:授予“著名足球运动员玻尔”诺贝尔奖。