2018諾貝爾物理學獎揭曉！美法加三位科學家因激光研究獲獎

乾明 一璞 李根 發自 凹非寺

量子位 報道 | 公眾號 QbitAI

剛剛，2018年諾貝爾物理學獎揭曉！

獲獎者是：美國科學家亞瑟·阿什金（Arthur Ashkin）、法國科學家傑拉德·莫羅（Gérard Mourou），加拿大科學家唐娜·斯特里克蘭（Donna Strickland）。

評委會給出的獲獎原因是：表彰他們在激光物理研究領域的突破性發明 ！

激光物理通過新的裝置可對非常小的物體進行實驗，並實現難以置信的快速進程，先進的精密儀器正在開闢未知研究領域，並應用於工業和醫療領域。

新晉諾貝爾獎得主履歷

亞瑟·阿什金（Arthur Ashkin），1922年生，96歲。?美國科學家。

1922年生，96歲。?美國科學家。

因為光學鑷子，他獲得了諾貝爾物理學獎。

20世紀60年代後期，開始用激光操縱微粒的工作，為1986年光學鑷子的發明奠定了基礎。他還開創了光學俘獲過程，最終用於操縱原子，分子和生物細胞。

關鍵現象是光的輻射壓力 ; 這種壓力可以分解為光學梯度和散射力。Ashkin被許多人認為是光學鑷子領域之父。

Ashkin的工作為朱棣文「用激光冷卻和俘獲原子的方法」奠定了基礎，這項成果為朱棣文贏得了1997年諾貝爾物理學獎。

他在1992年從貝爾實驗室退休，經過40年的職業生涯，他在許多實驗物理領域做出了貢獻。

多年來，他撰寫了許多研究論文，擁有47項專利。

除了光學鑷子，Ashkin還因其在光學折射，二次諧波產生和纖維中的非線性光學方面的研究而聞名。

傑拉德·莫羅（Gérard Mourou），法國電氣工程和激光領域的先驅，密歇根大學超快光學科學中心創始人，開創了超快激光器及其在科學、工程和醫學領域的應用領域。他還是美國光學學會的會員，電氣和電子工程師協會的研究員。

20世紀80年代，他與Donna Strickland一起，他共同發明了一種稱為啁啾脈衝放大（CPA）的技術，後來用於製造超短脈衝，超高強度（太瓦）激光脈衝。

1994年，他和他的團隊在密歇根大學發現，自聚焦折射之間的平衡（見克爾效應）和自我衰減衍射通過電離太瓦強度在大氣中的激光束和稀疏創造了「細絲」，能夠充當波導，防止發散。

1999年，Mourou獲得IEEE David Sarnoff獎。

2004，他獲得IEEE LEOS量子電子獎；

2005，獲得Willis E. Lamb激光科學和量子光學獎。

唐娜·斯特里克蘭（Donna Strickland），加拿大物理學家，美國光學學會fellow。

1981年獲安大略省漢密爾頓麥克馬斯特大學工程物理學士，1989年在羅切斯特大學獲得光學方向的物理學博士。

現在是滑鐵盧大學副教授，主要研究領域是：開發了用於非線性光學研究的高強度激光系統。

曾獲Premier』s卓越研究獎。

之前大熱領域

2018諾貝爾物理學獎公布前，業界最看好的領域是光學和電磁學。

其中，素有「諾獎風向標」的引文桂冠獎，獲獎科學家也都來自上述兩大領域。

而熱中之熱，當屬成功觀測到半導體中的自旋霍爾效應的芝加哥大學教授大衛·奧沙隆（David Awschalom）和加州大學聖巴巴拉分校的阿瑟 C.戈薩德（Arthur C. Gossard）。

大衛·奧沙隆（David Awschalom），1956年生，62歲，美國凝聚態實驗物理學家。他最出名的是他在半導體自旋電子學方面的工作，是美國國家科學院和國家工程院的Fellow。

大衛·奧沙隆在伊利諾伊大學厄巴納 - 香檳分校獲物理學學士學位，其後在康奈爾大學獲物理學博士學位。

1991年，大衛·奧沙隆加入加州大學聖巴巴拉分校擔任物理學教授，並於2001年被任命為電氣和計算機工程教授。

阿瑟 C.戈薩德（Arthur C. Gossard），加州大學聖塔芭芭拉分校材料電氣與計算機工程教授。之前是AT＆T貝爾實驗室技術人員的傑出成員。

他在半導體和第一個調製摻雜量子阱中發展了第一個替代單層人造超晶格。也是量子限制斯塔克效應和霍爾效應的分數量化的共同發現者。

之前，阿瑟 C.戈薩德獲得的重要榮譽有：美國科學促進會（AAAS）紐科克利夫蘭獎、James C. McGroddy美國物理學會新材料獎，並早在2001年就成為了美國國家科學院院士。

上述這兩位科學家的發現，跟晶元能耗降低也緊密相關。

他們在2004年首次通過實驗，利用磁光克爾顯微鏡，在半導體材料砷化鎵的邊緣探測到了向上和向下的自旋電流分離的自旋霍爾效應。

但今年諾貝爾物理學獎最終頒給了光學領域的三位科學家。

近3年諾貝爾物理學獎得主

也一同回顧下最近3年諾貝爾物理學獎獲獎情況。

去年，引力波的發現全球刷屏，諾貝爾物理學獎也頒給了對LIGO探測器和引力波的觀測做出決定性的貢獻的美國科學家Rainer Weiss、Barry C. Barish和Kip S. Thorne。

其中，Rainer Weiss一人分得了一半的獎金。雖然他是個美國科學家，可是他出生於德國猶太家庭，因為被納粹迫害，全家逃往美國。在特朗普的反移民政策實施過程中，Rainer Weiss以85歲高齡站出來反對這一政策。

2016年，諾貝爾物理學獎頒給了David J. Thouless、F. Duncan M. Haldane和J. Michael Kosterlitz，頒獎理由是三人用於拓撲相變和物質拓撲階段的理論發現。

這三位科學家都出生在英國，並且都在美國的大學工作。

有趣的是，David J. Thouless讀康奈爾大學時的導師Hans Bethe是1967年諾貝爾物理學獎的得主，而Bethe的導師Arnold Sommerfeld還培養出了另外三位諾獎得主，包括量子力學的創始人海森堡（Werner Heisenberg）和泡利（Wolfgang Pauli），以及得拜（Peter Debye），師門集齊了5個諾獎得主。

再往前看，2015年的諾貝爾物理學獎獲獎者是日本科學家梶田隆章(Takaaki Kajita)和加拿大科學界Arthur B. McDonald，他們發現了中微子振蕩，表明中微子具有質量。

當然，諾貝爾物理學獎，不得不提的是閃耀的華人獲獎者們。

華人科學家閃耀

從諾貝獎開始頒發至今，一共有207人獲獎。

其中，全球華人諾獎成績單里佔據重要位置。自諾貝爾獎1901年首次頒獎以來，物理學獎是華人拿獎最多的獎項，共有6位華人科學家獲此殊榮。

楊振寧

1922年10月1日出生於安徽合肥，1942年畢業於西南聯大，1944年獲清華大學碩士學位，1945年得到庚子賠款獎學金赴美留學，獲芝加哥大學哲學博士學位。

1956年，31歲的李政道和35歲的楊振寧提出「李-楊假說」，成功挑戰愛因斯坦理論，被認為是現代物理學的重大突破，於1957年以美籍華人身份獲諾貝爾物理學獎。

在接受諾貝爾獎金的時候，由他代表致辭：「我深深察覺到一樁事實：在廣義上說，我是中華文化和西方文化的產物，既是雙方和諧的產物，又是雙方衝突的產物，我願意說我既以我的中國傳統為驕傲，同樣的，我又專心致於現代科學。」

「他們對所謂的宇稱不守恆定律的敏銳地研究，該定律導致了有關基本粒子的許多重大發現」

是最早的華人諾獎得主之一。

2017年8月26日，楊振寧正式放棄美籍，恢復中國國籍，成為中國公民。目前任教於清華大學。

李政道

1926年11月24日出生於上海，1943年考入浙大，1944年轉入西南聯大，1946年經吳大猷教授推薦赴美進入芝加哥大學，師從諾貝爾物理學獎獲得者、物理學大師費米教授。

1956年，與楊振寧共同提出宇稱不守恆理論，以美籍華人身份獲得1957年諾貝爾物理學獎。

「他們對所謂的宇稱不守恆定律的敏銳地研究，該定律導致了有關基本粒子的許多重大發現」

是最早的華人諾獎得主之一。

但楊振寧和李政道後來有了嫌隙：

1962年起，李政道與楊振寧都說自己是提出「弱相互作用中宇稱不守恆原理」的第一人。並因為這個事長期辯論。

1982年楊振寧發表文章，宣稱宇稱不守恆是當初自己一個人提出來的。1986年李政道發表文章指出楊振寧的說法與事實不合。

但楊振寧和李政道的諾獎消息，當時還是振奮了所有華人。包括後來首點陣圖靈獎華人得主姚期智教授，坦承自己受此影響後來選擇了物理學，更後來，也受楊振寧邀請，到清華任教。

丁肇中

1936年1月27日生於美國密歇根州安娜堡，祖籍山東日照。

1959年獲美國密歇根大學物理學學士和數學學士學位，1962年獲密歇根大學物理學博士學位。

1974年，發現新的複合粒子－J粒子。

以此在1976年獲得了諾貝爾物理學獎。

「在發現新的重基本粒子方面的開創性工作」

《新聞周刊》評論稱：「J粒子的發現，是基本粒子科學的重大突破，對於近半個世紀以來物理學家努力尋找解釋的自然4種力的作用，具有重大意義和貢獻。」

值得一提的是，丁肇中是首次用中文在頒獎典禮發表演講的科學家。

朱棣文

1948年2月28日生於美國聖路易斯，祖籍江蘇太倉。

他1970年於羅切斯特大學獲學士學位，1976年於加州大學伯克利分校獲物理學博士學位。

1997年以關於原子和粒子的激光冷卻的研究，獲得諾貝爾物理學獎。

「發展了用激光冷卻和捕獲原子的方法」

這項技術，可以用來做精確測量，特別是做「重力測量」；人們還可以利用此技術做成重力分析圖，由此解開地球上的許多謎團。

2009年受奧巴馬提名成為美國能源部部長，2013年卸任。

崔琦

1939年2月28日出生於河南寶豐，1967年獲芝加哥大學物理學博士。

1998年，以「分數量子霍爾效應」研究成果獲得諾貝爾物理學獎。

「發現一種帶有分數帶電激發的新的量子流體形式」

電子量子流體現象的發現是量子物理學領域內的重大突破，為現代物理學許多分支中新的理論發展做出了重要貢獻。

目前任教於普林斯頓大學電機工程系。

高錕

1933年11月4日出生於上海，籍貫江蘇金山，英籍華人。

1965年獲倫敦大學學院機電工程博士。1970年回香港任香港中文大學電子系創系教授，1987年上任香港中文大學校長。

2009年，因「有關光在纖維中的傳輸以用於光學通信方面」作出突破性成就，獲得諾貝爾物理學獎。

「在光傳輸於纖維的光學通信領域突破性成就」

他的研究為人類進入光導新紀元打開了大門。

2018年9月23日，高錕在香港逝世，享年84歲。

OMT：沒有諾貝爾加持的霍金

今年3月14日，英國著名物理學家史蒂芬·霍金去世，享年76歲。他是全球最為知名的物理學家，主要研究領域是量子物理和宇宙學。

霍金也被譽為」愛因斯坦之後最傑出的理論物理學家」。

在統一20世紀物理學的兩大基礎理論——愛因斯坦創立的相對論和普朗克創立的量子力學方面走出了重要一步。

因此，霍金獲得科學界最高獎項諾貝爾獎應該也是情理之中的事情。

但終霍金一生，並未得到諾貝爾物理學獎青睞。

對於該「遺憾」——可能是霍金的，也可能是諾貝爾物理學獎的。

最核心的原因是霍金的研究不太好通過實驗驗證。

而諾貝爾物理獎的授予對象必須經過實驗或實踐的證明。

無論是霍金和彭羅斯共同證明的愛因斯坦廣義相對論中的「奇性定理」，還是霍金在1974年提出「霍金輻射」假說，都有劃時代意義，顛覆了物理學界的認知，但暫時都無法被證實。

霍金也親自回應過諾獎缺失：因為我的黑洞蒸發（霍金輻射）還沒有被觀測或者實驗所證實。

但即便如此，不會影響霍金在全球科學領域的地位。更多人相信，就像在愛因斯坦提出廣義相對論整整一百年後，科學家才直接探測到引力波的信號一樣，霍金的假說和預言，被證明只是需要時間。

2018年諾獎議程

最後，介紹一下2018年諾貝爾獎的公布議程：

10月1日，公布諾貝爾生理學或醫學獎

10月2日，公布諾貝爾物理學獎

10月3日，公布諾貝爾化學獎

10月5日，公布諾貝爾和平獎

10月8日，公布諾貝爾經濟學獎

期待明天的諾貝爾化學獎，量子位依然會第一時間送上詳盡報道。

今天先醬~

—完—

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