百年诺贝尔物理学奖探析

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1、百年诺贝尔物理学奖探析摘要：分析了100年诺贝尔物理学奖的获奖项目和记录，由此阐述了物理学思想的内涵和可借鉴的研究方法，同时指出了评审诺日尔物理学奖获奖项目的失误以及由此带来的遗憾．关键词：诺贝尔奖，物理学诺贝尔物理学奖自1901年开始颁奖已有100年的历史．100年来，诺贝尔物理学奖颁奖94次，有164人次获奖．它基本上奖励了物理学领域的最高层次的科研成果，引导了物理学发展的方向，蕴函了物理学发展的历史．回顾分析诺日尔物理学奖的获奖项目和记录，能领悟到它的科学价值和科学精神［‘］，能感悟到它的有益启示，还能回味到它的遗憾．这

2、对于把握物理学的发展脉博、确立科研创新方向、借鉴科研方法和制定科研战略具有重要意义．1分析1．1诺贝尔物理学奖的国别分析100年来，164人次诺贝尔物理学奖获奖者分布上个国家，其中美国73人次，占获奖总人数的44．5％；德国和英国各有21人次获奖，各占获奖总人数的12．8％；法国有11人次获奖，占获奖总人数的6．7％；俄国和荷兰各有8人次获奖，各占获奖总人数的4．9％；瑞典有4人次获奖；瑞士、丹麦、意大利、日本各有3人获奖；加拿大、奥地利各有二人获奖；印度和巴基斯坦各有1人获奖．很明显，100年来，诺贝尔物理学奖主要集中在美、

3、德、英，法4个经济、科技与教育发展水平较高的发达国家，4个国家共有126人次获奖，占获奖总人次的76．8％．这说明，一个国家的经济、科技与教育的发展水平与获得诺贝尔科学奖并不是没有关系的．有趣的是，前50年（1901～1950年，其中6年未颁奖）颁奖44次，共有48人次获奖，欧洲有37人次，占77％，美国9人次，只占18．75％．但1950年后，美国开始扶摇直上，遥遥领先．这一获奖人次多少的变化，意味着20世纪50年代的物理学发展中心由欧洲转移到了美国，也反映了美国科技进步极具代表性的特点．1．2诺贝尔物理学奖获奖项目工作性质

4、的分析按诺贝尔物理学奖获奖项目的工作性质区分，大致可分为重大科学发现、重大理论突破、重大技术与方法发明三大类．重大科学发现方面有86人次获奖，占获奖总人数的52．4％；重大理论突破方面有44人次获奖，所占比例为26．8％；重大技术和方法发明方面有34人次获奖，所占比例为20．7％．重大科学发现的获奖项目占总获奖项目的一半以上，充分说明物理学是20世纪科学革命的重头戏，是20世纪科学发展的主导学科．值得注意的是，在这些重大获奖项目中，绝大多数都与物理实验有关，纯理论研究很少，就是获奖的重大理论研究也是大量实验事实的总结，再用数学

5、公式简洁表达的结果．1．3分阶段的诺贝尔物理学奖获奖项目的学科分析头25年（1901～1925），诺贝尔物理学奖主要反映出从19世纪末、20世纪初以来发生的现代物理学革命的洪流，即描写高速运动现象的相对论理论的创立以及描述微观客体特性的量子论的提出和量子论初期的一系列发展成果．如X射线、天然放射性、电子的发现；阴极射线、原子结构、黑体辐射的研究以及量子概念的提出等都获得了诺贝尔物理学奖，反映了物理学这一时期的发展方向．1926～1950年的25年间，诺贝尔物理学奖主要授予的项目有：中子和正电子、核分裂、人工放射性的发现；X射线

6、性质、粒子波动性、人工放射性的研究和证明；矩阵力学、波动方程和量子力学的相对论方程、泡利不相容原理以及介子存在的预言等．反映了这一时期是量子物理学和原子核物理建立、发展的时期，同时孕育着粒子物理学的建立．所以，这一时期是现代物理学辉煌发展的一个重要时期．在1951～1975年的25年中，诺贝尔物理学奖的授奖项目主要集中在原子核物理学和粒子物理学方面．如量子电动力学重正化理论；实现原子核人工植变、原子壳层模型和原子核的集体运动模型；K介子奇异性质的研究；弱相互作用不守恒、奇异量子数和粒子八重态分类法以及K介子衰变时CP不守恒的发

7、现等名这一时期也有凝聚态物理学的获奖项目．如半导体、激光器、液氦理论、超导理论的研究；三极管效应、穆斯堡尔效应、约瑟夫森效应、隧道效应的发现等．百年诺贝尔物理学奖的最后25年（1975～2000），粒子物理学的获奖项目仍然占较大的比重，而凝聚态物理学与天体物理学的得奖项目也十分令人瞩目．粒子物理学的获奖项目主要集中在基本粒子的发现，如J/ψ粒子、中微子、τ轻子的发现等．凝聚态物理学的获奖项目则比较广泛，如低温物理学。光谱技术和激光光谱技术、高温超导体的研究以及量子化霍尔效应、分数量子化霍尔效应的发现等．在大作物理学方面的获奖项

8、目有：宇宙中形成化学元素的核反应以及恒星结构和演化理论的研究，宇宙微波背景辐射的发现和证实广义相对论引力的理论获奖．1．4获奖者做出代表性工作时的年龄和获奖时的年龄分析图2诺贝尔物理学奖获得者获奖年龄分布（平均年龄：52．2岁）图1诺贝尔物理学奖获得者做出代表性工作时的年龄分