博文
发明家达伦为什么获得了诺贝尔物理学奖？
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——2012年是达伦获得诺贝尔物理奖100周年，此文纪念这位研发自动化设备的先行者。
今年诺贝尔物理奖公布前，写了篇博文关于自动控制和诺贝尔物理奖，介绍了1912年瑞典人达伦因为自动化灯塔获得诺贝尔物理奖。博文的评论基本上一面倒地质疑那一届的物理奖，甚至认为这是历史上水平最低的物理奖。的确，从物理学的角度来看，这些评论是有道理的，因为达伦获奖的理由和物理学理论上的创新或实验上的新发现无关。
诺贝尔遗嘱中规定获奖人必须“对人类的福祉作出最大贡献”，物理奖要颁发给“作出了最重要发现或发明的人。”达伦因其“发明了与储气器一起使用的，用于灯塔和浮标照明的自动调节器”而获奖；这里储气器指乙炔罐，其获奖原因的英文陈述，见注 1。他的发明安全、可靠，同时大幅度有效地降低了海上航行的导航成本。他被世人誉为“水手的恩人”（此说法见注 2 文献）。他的获奖符合诺贝尔奖原则和条件。
达伦的灯塔系统－图片来自于 The Rotarian，扶轮社员，1938年10月，第47页
本文根据收集到的一些资料，试图解释当时在什么背景下，作为发明家的达伦获得了本该是为物理学家设立的诺贝尔物理学奖。同时也指出关于爱迪生和特斯拉的传言是不正确的。
在介绍弗里德曼的书之前，我们先来看看匈牙利人豪尔吉陶伊（Istvan Hargittal）的书《通往斯德哥尔摩之路》。该书中文译本，由节艳丽译，2007年上海世纪出版集团出版。 此书第97页称达伦获得诺贝尔物理学奖是 “受到误导的奖项”：
看了以上内容，大体上就知道了瑞典发明家达伦获奖是出于感情的原因，然而事情却不是看上去那么简单。关于“误导的奖项”，中文文献也有类似的说法，见注 4。
为更深入了解达伦为何获奖，首先得了解诺奖是如何运作的。诺贝尔组织由诺贝尔基金会、评奖机构以及由这些评奖机构选出来的小型的诺贝尔奖专业评委员会构成。基金会不参与评奖。诺奖评委会向评奖机构提交最初的推荐名单，而评奖机构则独立负责最后的决定。物理学奖和化学奖的评奖机构是瑞典的皇家科学院。五人的诺奖专业评委会由科学院选定，原则上可以不是皇科院院士（member），甚至不是瑞典人。物理学和化学奖可有下列人提名：
2.
评委会成员
3.
物理学和化学奖得主
4.
瑞典、丹麦、芬兰、冰岛和挪威的物理和化学领域的终身和助理教授
5.
其它国家指定大学的物理学和化学教授（每年所指定的学校不同）
6.
其它受到个人提名邀请的科学家
由于始于1901年的诺奖是由瑞典人颁发的，瑞典的科学界对物理学的态度直接影响或甚至支配物理奖的颁发。从《权谋》书中可见，1951年以前，专业委员会成员都来自瑞典。第一次世界大战结束前（1918年），实验物理学家是诺贝尔奖的宠儿，这和当时物理学家重视精密测量和能有“直接发现”的实验物理学，轻视理论物理学有重大关系，瑞典的物理学家也不例外。这一价值取向长期支配着诺奖的政治倾向，结果就是绝大多数奖都颁发给实验发现。
在1918年之前的物理奖委员会的五个成员中，只是在1910年以后有了一个数学物理学家。在1918年 M. 普朗克获奖之前，从1901年开始的十六次，也只有两次颁发给理论物理学家，1902年 H. 洛伦兹分享以及1906年
J.J. 汤姆逊。1909年， 发明家 G. 马可尼由于对无线电报发展的贡献分享了物理学奖。在偏好实验发现的倾向性下，1912年颁发给发明家达伦似乎也不足为怪、无可厚非。但这件事真正发生，并引起争议却不仅仅是对实验物理学的偏好以及《之路》提及的误导和感情原因。
科学院（即皇科院）和委员会都希望诺贝尔的遗产“理所应当地属于瑞典科学家。在找不到真正有价值的新近物理学发现后，科学院于是将得奖标准降低，以使得‘我们自己人’都能得奖。”在这种意愿下，物理学家们1910年很快推举了实验物理学家瑞典人 K. 昂斯特伦，该人1900－1910年在物理学专业委员会曾担任主席职务，不料委员会开始审议时，
昂斯特伦突然离世。1911年，物理学委员会和科学院准备让同年成为物理学专业委员会委员的瑞典眼科专家古尔斯特兰德获奖，因为他在眼球光学的工作。但卡罗林医学院抢先给了他一个医学奖。
1. 1908年，以阿氏为代表的委员会提名普朗克和魏恩（W.
Wien）分享物理奖，由于米氏的的误导，科学院颁奖给法国的李普曼（G. Lippmann）
以上内容来自《权谋》前言和《之路》第一章。
一、早期重视实验物理学
二、皇科院与委员会的争斗
皇家科学院和物理奖委员会一直存在激烈斗争，1908年前后的代表人物是科学院的院士数学家米勒－塔夫（传说中的诺贝尔情敌，以下简称为米氏）和委员会中的物理化学家，1903年化学奖得主阿伦尼乌斯（以下简称为阿氏）。两人的共同点是努力在诺奖评选中“为理论打开门”。但两人历史上结怨甚深，以至于什么事情他们都要对着干。在1908年，由于米勒－塔夫的恶意散布不利于M. 普朗克获奖言论，直接导致阿氏支持的普朗克落选 。以后，米氏一直努力希望法国的庞加莱获得1910年或1911年的物理学奖；而阿氏强烈反对物理学奖颁发给庞，除了为反对而反对外，也可能是因早年的私人恩怨。庞加莱和米勒－塔夫曾一起反对阿伦尼乌斯成为斯德哥尔摩的物理学教授。终于使得众望所归的庞加莱直到1912年去世也没有获奖。为弥补对法国人的亏欠，阿伦尼乌斯提名居里夫人，从而在1911年使其获得化学奖，第二次获得诺贝尔奖（第一次为1903年分享物理学奖）。
三、发给“我们自己的人”
诺贝尔奖是依据瑞典发明家诺贝尔捐赠和遗嘱设立的国际性奖项。自1901年开始，瑞典人理所应当地认为诺贝尔奖就应该颁发给他们。时至今日，包括所有奖项在内，依据维基数据，瑞典人获奖数目排名第五，在美、英、德、法之后。在1912年之前，有四个瑞典人获诺奖，1903年 S. 阿伦尼乌斯的化学奖、1908年和平奖、1909年文学奖以及1911年生理与医学奖，理化学奖26人中瑞典的科学家只有一人。
在科学院无视来自国际上对庞加莱和普朗克的大力支持（最大数目的提名49和54见文献 2），一意要让他们自己人获奖的时候，一个合适的、符合他们心愿的瑞典发明家达伦出现了。
四、工程师和专业委员会之争
1912年物理奖的争斗不是发生在皇科院数学家米勒－塔夫和物理化学家阿伦尼乌斯，而是发生在皇科院身为工程师和应用科学家的院士们和专业委员会。“皇科院不顾诺贝尔物理学专业委员会的反对，一意要捧他们自己的人。”瑞典发明家、工程师达伦正是他们自己的人。以下来自《权谋》第四章4.1.2节：
皇科院1912年的反叛就是这样一个例子。皇科院不顾物理学委员会的意见，把奖发给了一个不合适的人。皇科院的院士包括许多工程师和应用科学家，他们许多人长久以来对颁奖的主导哲学心怀不满。他们觉得，诺贝尔的遗嘱使皇科院有义务把奖颁发给在实用问题上工作的人。在1911年12月召开的瑞典发明家的会议上，主席讲了据说是爱迪生做出的评语：如果他得了诺贝尔奖，他将拒绝接受，以这个行动来表示他对以前颁奖方式的抗议。瑞典的发明家和工程师们感到愤慨，他们自己的宠儿候选人谢林和德–拉瓦尔都没有得到化学奖。主席提议对皇科院抗议，他们得到了国际上发明家协会的支持。实际上，他和他的同事们不久就找到了另一种方式表达他们的不满。
五、达伦生逢其时
博文开始时已经提到，瑞典皇家科学院院士可以作为提名人。正是科学院院士“永贝里（Erik Johan Ljungberg），皇家科学院技术组头面成员，在1912年提名瑞典发明家达伦（Gustaf Dalen），因为达伦的自动化灯塔。这是达伦得到的唯一提名。”
首先回顾1908年－1913年物理奖专业委员会提名和获奖情况（来自《权谋》）：
2. 1909年， 由于阿氏和米氏的争斗，使得实验物理学家格兰奎斯特（Gustaf
Granqvist）渔翁得利，当选为专业委员会委员。正是由于他的影响，让应用物理学得了一个奖。发明家马可尼和实验物理学家布劳恩（F.
Braun）由于对无线电报发展的贡献分享了物理学奖。
3. 1910年，阿氏为反对米氏提名庞加莱，使得范德瓦尔斯（J.D.
van der Waals）获奖（那一年只被一人提名）。
可以看到，获奖是因为有人支持（1909马和布、1910范），没有获奖是因为有人反对（1908普和魏，1910庞），再就是利益的均衡（提名多次，该给了，1911魏、1913卡）。根据据发表在 IEEE control systems magazine 的文章介绍（文献 1），1912年有17人被提名，包括两个是以前的物理奖获得者：
1902年 H. 洛伦兹和1906年 J.J. 汤姆逊，四个未来物理奖得主：1913年卡末林－昂内斯，1918年普朗克，1920年 C. 纪尧姆和1921年的爱因斯坦。
4. 1911年，魏恩得奖，诺奖没给普朗克。魏恩得奖当然很高兴，但他认为这个决定有点怪（指普朗克没有分享）。
5. 1912年，委员会提名卡末林－昂内斯，皇科院颁奖给达伦。
6. 1913年，卡末林－昂内斯获得物理奖。
达伦之所以获奖就是因为科学院工程师和应用科学家院士们（技术专家）的支持。以下来自《权谋》第四章4.1.2节：
与以前被提名的瑞典发明家不同，达伦的工作所用的都是已知的科学原理。虽然也需要相当的创造力，需要技术上的眼光，但是没有涉及科学性的技术研究。委员会对此很了解，对这个发明夸奖了一番，然后很快就掠过（ passed over）了这位候选人。但是在皇科院，工程师们引起了争辩。他们反对委员会所提的卡末林－昂内斯，因为他在氦气液化上的工作。另外，达伦新近在用乙炔时失明；他的亲密同事要表彰他，表彰他所代表的瑞典工程传统。那年除了卡末林－昂内斯、普朗克等人外，还有其他在国际上受到很大支持的人，但对皇科院很多人来说这都不重要。工程师们领导了一个对委员会和物理组的一个反叛。他们动员了大多数的院士，37对28，通过了他们的决议，对本地技术上的创造力表示感谢，也同时向一位受尊重的院士（注：可能指那位提名达伦的院士永贝里）致以敬意。这不是最后一次皇科院忽视了它的诺贝尔委员会和有关的专业组，而展现了皇科院据诺贝尔奖为己有的持续趋势。这个奖对皇科院的意义，可以说是诺贝尔从来没有梦想到过的。
于是，瑞典发明家达伦因为灯塔的自动调节器而获得了1912年的诺贝尔物理学奖。
值得注意的是，根据《权谋》，374页，第8个注释，爱迪生在1912年没有被提名物理学奖，因此如下传闻是不正确的：诺贝尔奖委员会于1912年评选出爱迪生和特斯拉为诺贝尔物理学奖得主。然而，由于商业竞争等原因，两人是死对头，特斯拉听说自己和爱迪生共同被选定为诺贝尔物理学奖获得者，更是公开表示拒绝共同领奖。最终，1912年的诺贝尔物理学奖颁发给了发明家达伦。
爱迪生在1915年被提名分享物理学奖，还有分享化学奖。
六、达伦的发明与生平
以下内容译自 IEEE 控制系统杂志 Clark 的文章（translated from the article of Clark 文献 1，以下图片来自于此文献），其它文献见注 2－3。
对许多国家来说，特别是瑞典，有着漫长的海岸线和众多岛屿，提供可靠的沿海照明系统一直是一个迫切问题。从1912年以后，若干沿海国家，由于采用达伦系统，已经显著地提高了海上导航的安全性，同时在导航设备运行和维护上，节省了大量资金。
1869年11月30日，伦达出生于瑞典卡拉堡的斯滕斯托普。他的家庭在那里经营一间农场。在一所农业学校，他接受了早期教育，准备接替他的父亲成为一个农民。在农场工作期间，他的发明天赋已经显露出来。在1892年，他发明了一种装置，用于检测牛奶中的脂肪含量。他将他的发明介绍给古斯塔夫–德–拉瓦尔，一位著名的发明家和实业家（注：他就是上面皇科院工程师和应用科学院士们抱怨没有获得化学奖的其中一位）。拉瓦尔的公司，为高速蒸汽涡轮机制造一种新型的减速齿轮装置，该装置可被用于海上船只。拉瓦尔一生中有超过90项的专利注册，并建立了37家公司。拉瓦尔认识到达伦的发明能力，建议他在哥德堡的查尔姆斯理工大学学习工程。达伦接受了此建议，注册成了该大学的学生。
在他1897年返回瑞典之后，达伦继续蒸汽涡轮机的开发工作，部分资金由拉瓦尔的汽轮机公司资助，并在该公司做实验。利用涡轮机工作经验，达伦和同事亨里克·冯·塞尔辛（Celsing）创办了自己的公司，以期转化发明为有用的产品。他们工作的重要性在于将乙炔用到照明设备及加热装置上。和石油气燃烧相比，乙炔燃烧产生的火焰要明亮。在电出现之前，乙炔广泛用于街道照明。1902年，达伦将乙炔用于焊接这项技术介绍给瑞典人，虽然直到很晚它才被广泛的使用。
为偏远地区或移动的铁路和汽车安装照明或取暖设备，乙炔和石油气相比有显著的优势。但是，天然的易爆性质防碍了乙炔的这类使用，特别当乙炔被储存在压力容器里运输时。
在以前，石油气（通常称煤气）被用于海上照明，要求石油气燃烧持续产生约六秒钟的闪烁，以产生导航信号编码。如果和阀系统一起使用的话，一升的石油气能提供50次闪烁。达伦开发出一个可靠的系统，即一升乙炔能够提供几千次短暂但明亮的闪烁。较短的闪烁允许导航信号有一个较大的码字母集（coding aplhabet 注：从而能够传递更多信息）。
在1911年，AGA公司为巴拿马运河提供了一个灯塔系统。到1912年，越来越多的瑞典沿海和世界其它地方，已经安装了达伦的照明系统。达伦的系统可以对灯光进行自动操作，而且在一年或一年以上的时间里，不需要检查。
1912年9月，达伦担任AGA的总裁，继续他的处理乙炔实验。在一个特别危险的试验中，一个正在加热的气体收集器（乙炔罐）发生爆炸。在这起意外中达伦严重受伤，永久失明。这起事故的2个月后，1912年诺贝尔物理奖授予给达伦。
达伦因其“发明了与储气器一起使用的，用于灯塔和浮标照明的自动调节器”使他无愧于“航海者的恩人”这样的赞誉。
七、总结
瑞典发明家、工程师达伦之所以获得诺贝尔物理奖得益于那时的历史背景，但更主要在于他的命运和为人类作出的贡献。《权谋》书中结语部分（344页）提到：获奖人必须“对人类的福祉作出最大贡献”。“在诺奖的开头几年，提名人不知道怎样解读‘为人类造福’，另一些人用它来指技术或应用成果，委员会偶尔也会接受这种观点，例如他们颁奖给马可尼和布劳恩时。不满的瑞典的技术化学师和工程师们经常引用这句话来赞扬技术和工业上的成就。他们深知诺贝尔奖赋予人们威望方面的重要性。他们的抗争导致颁奖给达伦、博施和贝吉乌斯（注：1931年化学奖），迫使物理学委员会给理查森评奖（注：1928年物理学奖），并使委员会经常关注勒夏特列（注：Henri Louis Le Chatelier 法国化学家和工程师）。”
达伦获奖的原因就是因为有来自科学院工程师和应用科学家院士们（技术专家）的支持。皇科院（工程师）院士们对“为人类造福”的解读不同于专业委员会的委员们，前者认为“为人类造福”意味着直接或已经使人类受益，“技术或应用成果”，“即能满足知识的追求，又能服务社会的科学成就”，而专业委员会的委员们强调的是“有利于科学进步”，“终将使全人类受益”（二者的观点见第五、七部分标为暗红色的内容）。
和20世纪初相比，从事应用科学的工程师和发明家们已经不需要获得诺贝尔奖来证明他们“对人类的福祉作出最大贡献”，以及他们是“作出了最重要发现或发明的人”。在工程界已经有许多和诺贝尔奖相比肩的奖项，比如
IEEE Control Systems Award，尽管奖金数目还不能和诺奖相提并论。
注 1：关于达伦获奖原因，有百年历史的 AGA公司的说法：the Swedish Royal Academy of Sciences awarded him the Nobel Prize in Physics for his “inventions of self-operating regulators, which in combination with gas accumulators can be used to light lighthouses and light buoys." 而诺贝尔委员会的获奖原因是：“for his invention of automatic regulators for use in conjunction with gas accumulators for illuminating lighthouses and buoys"。其英文没有AGA的通俗易懂。
注 2：The Rotarian，扶轮社员（知道扶轮是读陈省身传记时知道他读的中学叫扶轮中学，不知道二者有何关系），1938年10月，第47页，Encyclopedia of World Biography、Nobel Prize Winners in Physics , 2008，第78页，作者：Arun Agarwa 都有“航海者的恩人”“the benefactor of sailors”的说法。百度百科也有“工程界中最难得的伟大人物”、“航海者的恩人”，见那里的参考文献。对于第一种说法，博文作者没有查到英文文献，授奖词中达伦身份是“chief engineer"。
注 3：关于达伦的工作，一个较为详细的介绍见百度百科，也见博主刘亚俊的博文：1912年的诺贝尔物理学奖，科学导报的博文：从居里夫人的获奖过程看诺贝尔物理奖，也提到达伦获奖情况。达伦获奖原因，见当年的诺贝尔授奖词。
注 4：中文期刊《物理》2002年第10期，百年诺贝尔物理学奖探析，作者：仲伟纲,丰建淑。其中 3.3 节选错项目，提到达伦的获奖，给出的评论：“但雷达和喷气马达这两项不知要重大多少倍的发明却没有得到青睐，达伦的德国同行们就讥讽地说：开罐头的起子也有资格获得诺贝尔奖?”很遗憾作者没有给出详细的文献来源。博文作者猜测可能来自于达伦也发明了 AGA Cooker。此外似乎雷达的发明在1912年以后，等等。
文献 1：Clark, R.N. "Nils Gustaf Dalén (1869-1937): Inventor, experimenter, engineer, and nobel laureate." IEEE control systems magazine (2003). v. 23 (4), pp. 68–70.
文献 2：E. Crawford, The Beginnings of the Nobel Institution; The Science Prizes, 1901-1915. Cambridge, U.K.: Cambridge Univ. Press, 1984, page 90.
https://blog.sciencenet.cn/blog-669170-625560.html
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