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[转载]诺贝尔奖与日本人(3): 探寻进入21世纪以来获奖者激增的奥秘

已有 1136 次阅读 2017-8-7 16:42 |个人分类:他山之石|系统分类:观点评述|文章来源:转载

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诺贝尔奖与日本人(3): 探寻进入21世纪以来获奖者激增的奥秘
2017年07月06日
3个自然科学领域的获奖日本人多达22人

诺贝尔奖的价值就在于3个自然科学领域的获奖者。因为只有客观上任何人都无法否认的研究成果才能获此殊荣。这一奖项在全世界的科学家中都得到了广泛的认可。

附表中列出的,是到目前为止在物理、化学、生理学·医学领域这3个领域获奖的22名日本人的名单。其中,2008年度的获奖者南部阳一郎,以及2014年度的获奖者中村修二虽然已经加入美国籍,但出生和受教育都在日本,因此也被视为日本人而列入统计之中。

此外,遵照诺贝尔的遗嘱,诺贝尔财团往往将诺贝尔医学奖称为“生理学·医学奖”,在本文中将其称为“医学奖”。

截止2000年的20世纪中,日本仅产生了6位诺贝尔奖获得者,但进入21世纪(2001年)以来,获奖人数迅速增加了16人。为什么增加会如此迅速?其中的原因何在?这样的态势还能够持续多久?在这一系列文章之中,将会试着阐述这一问题。

自然科学领域日本的诺贝尔奖获得者


获奖年份

姓名

奖项

大学

研究生院

获奖理由

1

1949

汤川秀树

物理学奖

京都大学

京都大学

预言了连接原子核中质子与中子的粒子——“介子”的存在

2

1965

朝永振一郎

物理学奖

京都大学

京都大学

“超多时理论”和“重整化理论”、量子电磁力学领域的基础研究

3

1973

江崎玲于奈

物理学奖

东京大学


关于半导体、超电导体穿隧效应的研究、隧道二极管的研发

4

1981

福井谦一

化学奖

京都大学

京都大学

开创了“前线电子轨道理论”,对化学反应过程相关理论的发展做出贡献

5

1987

利根川进

生理学•医学奖

京都大学

京都大学

通过实验证实“人体内重组产生多样化的抗体基因的理论”而为遗传学、免疫学做出贡献

6

2000

白川英树

化学奖

东京工业大学

东京工业大学

“发现和研发导电性高分子(材料)”的分子电子学的开发

7

2001

野依良治

化学奖

京都大学

京都大学

“关于通过手性催化剂进行的不对称氢化反应的研究”有助于有机化合物的合成法发展

8

2002

小柴昌俊

物理学奖

东京大学

东京大学

通过观测到基本粒子中微子,开创了全新的天文学领域

9

同上

田中耕一

化学奖

东北大学


发明了用于生物高分子的同定及构造解析的方法

10

2008

南部阳一郎

物理学奖

东京大学

东京大学

发现“自发的对称性破缺(机制)”

11

同上

小林诚

同上

名古屋大学

名古屋大学

提出“小林-益川理论、通过发现CP对称性的破缺(现象)的原因而对基本粒子物理学做出贡献”

12

同上

益川敏英

同上

名古屋大学

名古屋大学

提出“小林-益川理论、通过发现CP对称性的破缺(现象)的原因而对基本粒子物理学做出贡献”

13

同上

下村修

化学奖

长崎医科大学


发现“绿色荧光蛋白质(GFP)”,对生命科学做出贡献

14

2010

铃木章

化学奖

北海道大学

北海道大学

成功研发“有机合成中的钯催化的交叉偶联反应”

15

同上

根岸英一

同上

东京大学

宾夕法尼亚大学

成功研发“有机合成中的钯催化的交叉偶联反应”

16

2012

山中伸弥

生理学•医学奖

神户大学

大阪市立大学

研发出iPS

17

2014

赤崎勇

物理学奖

京都大学


开发出蓝色发光二极管

18

同上

天野浩

同上

名古屋大学

名古屋大学

开发出蓝色发光二极管

19

同上

中村修二

同上

德岛大学

德岛大学

开发出蓝色发光二极管

20

2015

大村智

生理学•医学奖

山梨大学

东京理科大学

发现了治疗寄生虫的阿维菌素

药名请再核实

21

同上

梶田隆章

物理学奖

埼玉大学

东京大学

发现中微子存在质量

22

2016

大隅良典

生理学•医学奖

东京大学

东京大学

阐明“(细胞)自噬机制”

希望成为像爱迪生那样的发明家

1973年度的诺贝尔奖得主江崎玲于奈,是日本的第三位诺贝尔奖获得者,出身于企业的研究经历即便在当时也是极其罕见的。

大多数诺贝尔奖获得者都在大学里从事研究工作。一般来讲,在大学和科研机构间历经两三次工作变动,与此同时提升自身研究水平的情况比较普遍。而诺贝尔物理学奖获得者江崎玲于奈则相当罕见,是在企业之间进行工作变动而最终获奖的获奖者。

小时候,江崎被录音机里流淌出的音乐声所打动,也希望自己将来能够成为它的发明人美国的托马斯·爱迪生那样的大发明家。虽然在报考中学时受挫,但之后发愤图强,最终毕业于东京大学理学部物理学科。大学在读期间,目睹了美军发起的东京大空袭导致家园被毁,东京成为一片废墟。因此在毕业后,立志从事复兴日本的工作。出于这样的想法,他选择了进入企业,从事对工业(发展)有益的工作。

1947年从东京大学毕业后,江崎玲于奈进入了一家从事真空管制造的、名为神户工业的小企业。但由于公司经营情况不稳定,于是跳槽进入SONY的前身东京通信工业。在这里,江崎成为了一名半导体研究技术人员。江崎注意到,在制造半导体时,当作为原材料的锗中杂质较多时,电流会朝着反方向流动。对于中国助手测出的极其微弱的异常电流,江崎心怀疑问、开始了寻根究底的追查。

在实验过程中,江崎发现,在某一个时点之前,电流一直随电压上升而上升,但是随后便发现了电压上升而电流减弱的异常负阻现象。如果存在这样的负阻,那么就可以将其应用于开关(电路)、振荡(电路)、放大(电路)等方面,在工业上具有极高的利用价值。江崎从理论上证明了从量子力学角度可见的量子穿隧效应,制造出了江崎二极管。此时是1957年,江崎32岁,距离大学毕业整整10年。

凭借这一成果,江崎取得了梦寐以求的博士学位,并且在48岁时与美国人贾埃沃以及英国人约瑟夫森共同荣获诺贝尔物理学奖。

江崎玲于奈博士

江崎玲于奈博士(照片由读卖新闻提供)

进入IBM后,继续研发出划时代的发明

获得诺贝尔奖之前,江崎已经离开SONY,进入了美国IBM工作。在IBM的沃森(WATSON)研究中心从事下一阶段的研究实验,在这里,江崎有了具有划时代意义的发现,创立了半导体超晶格理论。

笔者是在1991年第一次从江崎那里了解到了这一研究成果的重要性。据江崎介绍,到了上世纪90年代,1970年发表的超晶格理论论文的被引用次数飙升,关于半导体超晶格的相关研究开发正在急速展开。

当时,从江崎夫人那里也听到了类似的话。江崎去参加欧洲的学术会议时,与会的数位诺贝尔物理学奖获得者都对他说“Leo(外国人称呼江崎的名字),你有可能再拿一次诺贝尔奖哦”。

所谓半导体超晶格,是指利用砷化镓、砷化铝等大量半导体薄结晶重叠起来形成的构造。通过使制造超晶格的物质种类和膜的厚度的组合发生变化,能够产生各种各样的量子效应。目前,利用这一物质,可以制作出具有共振隧穿效应的三极管等,也能够将其应用于激光振荡二极管等中。

加州大学伯克利分校的中村修二教授(2014年诺贝尔物理学奖获得者)在世界上率先制造成功了蓝色发光二极管,他也是在了解江崎理论的基础上,作为发光层而将较薄的铟、镓、氮薄膜进行多层重叠,最终实现了多重量子阱结构,从而取得了成功。

江崎于1970年,在世界上率先将超晶格的基本理论加以总结,将超晶格理论发表在国际半导体物理学会等处。从1984年前后开始,一系列相关论文被世界各国研究人员引用的次数急速增加。

1998年,江崎获得了第14届日本国际奖,获奖理由是“人工超晶格结晶概念的创立和实现带来的、对于新功能材料发展的贡献”。这一奖项的获得者,有很大机会可以成为诺贝尔奖的有力竞争者。江崎也因为此次获奖而备受关注,人们都猜测江崎也许梅开二度,再获诺贝尔奖。

作为筑波大学的校长,对大学教育倾注热情

1992年,江崎当选为筑波大学校长,从事了6年的日本大学管理运营工作。基于自身的感受,他从日美的比较文化和比较教育论出发,在日本应有的发展方向等方面积极发声。

通过讲座和论坛的形式,江崎有很多机会与高中生和大学生面对面进行交流。下面想要介绍的,就是交流时他曾经提到的“为获诺奖要做到‘5不’”。

1、不为已取得的进展和面临的障碍所困。

2、尊敬大师固然重要,但不要过度崇拜他们。

3、舍弃那些无用的东西,只选择对自己有用的部分。

4、坚持自己,不人云亦云,不能逃避挑战。

5、无论何时都不能失去最初的感性和对知识的好奇心。

这5条建议中,包含了打破日本科研领域根深蒂固的日本式的上下级关系及其带来的弊端,为了发挥创造性而坚持个人主义的内容。关于这“5不”,江崎评论说“这不是通向成功的充分条件,而仅仅是必要条件”。他说,一旦确定了激励自己前进的榜样(努力的方向),人生就会朝着好的方向发展。

江崎还提到“以前提到有教养的人,往往指的是读书万卷、由此掌握了大量知识和智慧的人,但是现如今,单纯拥有大量知识已经不能称之为是有教养的人了”。他说,在不断汲取新知识的同时,努力提升自身的人,才称得上是真正有教养的人。


文/ 马场炼成(科学记者)




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