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想拿诺贝尔奖应该做什么样的物理? 精选

已有 25172 次阅读 2014-10-6 09:52 |个人分类:谈点正事|系统分类:教学心得|关键词:诺贝尔奖,物理| 物理, 诺贝尔奖


做什么样的科学才可能得诺贝尔奖?这个问题其实不用诺贝尔委员会来回答,大凡做过点科研的人都懂得种瓜得瓜、种豆得豆的道理。至少,相信每一位发表过论文的研究生都明白:做什么样的科学注定了能发表什么样的文章。诺贝尔物理学奖得主肖洛曾鼓励研究生:你不必知道所有的物理,但你必须知道别人不懂的物理(You need not know whole physics but you must know that physics which is not known to others.)。做别人不懂的物理,大概是拿诺贝尔奖的前提条件。

物理学的分支领域众多,每个分支领域都有别人不懂的物理,那么哪个领域最有可能诞生诺贝尔奖呢?在第108个诺贝尔物理学奖即将在斯德哥尔摩开奖之际,《物理世界》绘制了一张图表,总结了一百多年来诺贝尔物理学奖在其划分的七个分支领域的分布情况,发现了一些有趣现象并得到了一些有趣规律,对发烧友预测诺奖或对有志者规划诺奖,应该都有帮助。

在物理学科,诺贝尔委员会最钟爱的领域是核物理和粒子物理,这个领域的诺奖数占全部物理学诺奖的近三分之一。第一个诺贝尔物理学奖就诞生在该领域——伦琴发现X射线。也许有人会说,伦琴发现X射线时做的是原子物理。的确,一些X射线可能来自于原子过程,而其他X射线却是因为轫致辐射——这会让人考虑粒子物理。伦琴的实验是把电子加速到靶面并产生辐射,所以可以认为这是一个粒子物理实验。最近(2013年)的诺贝尔物理学奖也在该领域——授予恩格勒和希格斯,奖励他们预言了希格斯玻色子。《今日物理》杂志预测今年的诺奖仍可能在粒子物理领域,将授与中微子震荡,由日本人收入囊中。从第一个物理学诺奖至今,核物理和粒子物理领域持续产生诺奖,其中,1950年代和1960年代甚至创造了产生诺奖的“黄金时期”。

凝聚态物理是一个庞大的物理学领域,但令人惊讶的是,直到1913年才有机会产生第一个诺奖,当年昂尼斯因他的低温研究并产生液氦而获奖,而且,不同于核物理和粒子物理,凝聚态物理没有诺奖“黄金期”,自1913年以来,这个领域的诺奖近乎随年份均匀分布。也许,凝聚态物理学家们信奉“平平淡淡才是真”。

天文学、天体物理和宇宙学领域产生诺奖的时间更晚:1936年,赫斯因发现宇宙射线而分享一半奖金。该领域直到1967年才产生第二个诺奖,当年贝特因在恒星核合成方面的工作而获奖,从那年起,每十年才至少有一个诺奖授予研究天堂的人。仰望星空,还要脚踏实地呀!

一个十分有趣的趋势是,大致从1980年起,物理学诺奖似乎由五个分支领域轮流坐庄,这五个分支领域分别是:天文学、天体物理和宇宙学,凝聚态物理,应用物理,核物理和粒子物理,原子、分子和光物理。这是否意味着在过去的35年左右,诺贝尔委员会在搞平衡,试图把诺奖分摊到各个领域?如果诺奖轮流拿,那么今年应该轮到原子、分子和光物理了——可以把赌注押在美国科罗拉多大学女物理学家Deborah Jin身上,她在镄离子冷凝物方面做出了突出工作。物理学的一个尴尬是,迄今为止只有两位女性获得诺奖——1903年居里夫人和1963年格佩特。所有物理学家们都期待女性获奖人数不断增加,因为任何一种文明的传承,仅靠男人是不长久的。

再来看看每个诺贝尔物理学奖分别由几人分享。大约从1950年起,多人分享物理学诺奖越来越普遍。也许这是人们认识到了大多数科学是一个合作过程,或者,也许是物理学已变得如此复杂,以致单独一个人很难实现重大突破。最后两个独享的物理学诺奖已是二十多年前的事,法国物理学家盖纳斯和夏帕克分别独享了1991年和1992年的诺奖。

总体看,每个物理学诺奖的平均获奖人数是1.8个多一点。每个诺奖平均分享人数最高的领域(2.25)是天文学、天体物理和宇宙学——眼光高、境界高的人懂得分享呀!相比之下,量子物理和经典物理两个领域的每一个诺奖都由一人独享——走极端的人总是孤家寡人?注意,天文学、天体物理和宇宙学领域的所有诺奖(只有一个除外)都在1950年后授与,而量子物理和经典物理两个领域的大多数诺奖都在1950年前授与,1950正是诺贝尔物理学奖由独享为主向分享成风转变的转折点,或许,这才是根本原因。拿诺奖,胃口大小也要契合时机,吃独食的时代可能一去不复返了。

启示一。相对来说,核物理和粒子物理在今天看来是物理学的小众领域,但这个领域诞生的诺奖最多,既延续不断,又有高峰时期,足见这个领域的重要性、基本性。三个自然科学诺奖学科,学物理的人数在不断减少,所以纯粹从中彩几率看,想拿诺奖就最好搞物理,而搞物理就最好去搞核物理和粒子物理。方向比努力重要!

启示二。说到中彩,首先要下注,也就是要去搞;其次要会搞,在科研领域,与众不同、出人意料最关键,搞得好不好,有没有什么用,这些还在其次。例如, 1908年的诺贝尔物理学奖授与法国物理学家李普曼,因为他发明了基于干涉现象的彩色照相术,但他的摄影技术太难实现,以致它从未走出实验室,很快就被其它更实际的技术所超越。即使诺贝尔委员会也有看走眼的时候,所以只要搞物理,拿个诺贝尔奖的机会总是有的。

【参考1What type of physics should you do if you want to bag a Nobel prize?

【参考2Nobel mania – predictions, discussions, hangouts and more

 

老文谈诺贝尔奖…

[1] 我们中国人咋尽给诺贝尔奖评委出难题

[2] 莫言得诺奖,狐狸精帮大忙

[3] 诺贝尔奖改规则,中国人得奖机会大增

[4] 诺贝尔物理学奖:有轮回无风向

[5] 不一定得诺奖,但一定要饶毅

[6] 咱中国人还消受不起诺贝尔奖

[7] 重要的”比“更重要的”更重要

[8] 诺贝尔化学奖:对物理学的感谢和补偿

[9] 鱼龙混杂,中国难出诺贝尔奖

[10] 谁有慧眼识得诺奖“潜力股”?



2014年诺贝尔奖
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