又到一年諾獎(jiǎng)季。據(jù)諾貝爾獎(jiǎng)官網(wǎng)信息，2022年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者名單最早將于歐洲中部夏令時(shí)間10月4日11:45（北京時(shí)間10月4日17:45）揭曉。

　　2022年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者名單最早將于北京時(shí)間10月4日17:45揭曉

　　除了一份獨(dú)一無二的證書和金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)拢?022年的諾貝爾獎(jiǎng)的獎(jiǎng)金金額設(shè)定為每個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)1000萬瑞典克朗（SEK），約640萬元人民幣。

　　截至目前，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)已頒發(fā)過115次，其中47次授予單一獲獎(jiǎng)?wù)撸?2次由兩位獲獎(jiǎng)?wù)叻窒恚?6次由三位獲獎(jiǎng)?wù)叻窒怼?/p>

　　從1901年到2021年，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)共次授予219位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。約翰·巴丁是唯一曾在1956年和1972 年兩次獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)?wù)?。這意味著共有218人曾獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

　　在第一次世界大戰(zhàn)（1914-1918）和第二次世界大戰(zhàn)（1939-1945）期間，在1916年、1931年、1934年、1940年、1941年、1942年等六年里，沒有頒發(fā)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

　　據(jù)人民網(wǎng)報(bào)道，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)主要集中四個(gè)領(lǐng)域：粒子物理、天體物理、凝聚態(tài)物理、原子分子及光物理。

　　從2015年到2020年的6年中，天體物理領(lǐng)域的研究成果已經(jīng)4次獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)：除了2019年的宇宙學(xué)理論和系外行星外，還有2015年的中微子振蕩（屬于天體物理或粒子物理）以及2017年引力波的發(fā)現(xiàn)；而2020年的發(fā)現(xiàn)黑洞，也屬于天體物理領(lǐng)域。

　　2021年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)：復(fù)雜系統(tǒng)之謎

　　2021年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予研究復(fù)雜系統(tǒng)的兩組人，共三名物理學(xué)家，一組是研究地球氣候系統(tǒng)，一組是研究從原子到行星尺度的復(fù)雜物理系統(tǒng)。

　　諾貝爾基金會(huì)的章程稱，獎(jiǎng)金可以平均分配給兩件作品，或由二人或三人共同獲獎(jiǎng)。但在任何情況下，獎(jiǎng)金不得由三個(gè)以上的人分享。

　　因?qū)Α袄斫鈴?fù)雜物理系統(tǒng)做出了開創(chuàng)性貢獻(xiàn)”，三名科學(xué)家被授予2021年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

　　真鍋淑郎、克勞斯·哈塞爾曼、喬治·帕里西分享了2021年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

　　其中，日裔美籍科學(xué)家真鍋淑郎（Syukuro Manabe）和德國科學(xué)家克勞斯·哈塞爾曼Klaus Hasselmann）因“建立地球氣候的物理模型、量化其可變性并可靠地預(yù)測(cè)全球變暖”的相關(guān)研究獲獎(jiǎng)，意大利科學(xué)家喬治·帕里西（ Giorgio Parisi）因“發(fā)現(xiàn)了從原子到行星尺度的物理系統(tǒng)中無序和波動(dòng)的相互作用”而獲獎(jiǎng)。

　　我們的世界充滿了以隨機(jī)和無序?yàn)樘卣鞯膹?fù)雜系統(tǒng)，其中之一就是對(duì)人類至關(guān)重要的復(fù)雜系統(tǒng)是地球氣候系統(tǒng)。

　　中國科學(xué)院大氣物理研究所周天軍研究員等人在《中國科學(xué)：地球科學(xué)》撰文稱，以真鍋淑郎和哈塞爾曼為代表的氣候?qū)W界百余年的努力和積累，為工業(yè)化以來的全球變暖成因問題提供了清晰的答案。諾獎(jiǎng)官方在新聞稿寫道，“我們不能再說我們不知道，因?yàn)闅夂蚰Ｊ绞敲鞔_的。地球在升溫嗎？是的。是因?yàn)榇髿庵袦厥覛怏w含量的增加嗎？是的。可以僅僅用自然因素來解釋嗎？不能。人類的排放物是溫度升高的原因嗎？是的?！?/p>

　　帕里西1948年8月出生在意大利羅馬，就職于羅馬大學(xué)。1980年左右，帕里西因在無序的復(fù)雜材料中發(fā)現(xiàn)了復(fù)雜系統(tǒng)的隱藏規(guī)律。

　　中國科學(xué)院院士、松山湖材料實(shí)驗(yàn)室主任汪衛(wèi)華撰文指出，帕里西的主要貢獻(xiàn)是最早給出了“非平行體系中最簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型”——自旋玻璃模型中的嚴(yán)格解。他從自旋玻璃研究中發(fā)展出來的理論，很快就被擴(kuò)展到其他的無序體系，諸如結(jié)構(gòu)玻璃、阻塞系統(tǒng)、恒星運(yùn)動(dòng)。他對(duì)自旋玻璃本質(zhì)的發(fā)現(xiàn)如此深入，以至于這個(gè)理論不僅影響了物理學(xué)界，同時(shí)影響了數(shù)學(xué)、生物學(xué)、神經(jīng)科學(xué)甚至機(jī)器學(xué)習(xí)。

　　汪衛(wèi)華在文中記述稱，帕里西在羅馬大學(xué)的辦公室周圍有一群歐椋鳥，這種鳥一到傍晚就會(huì)成千上萬只一起飛。帕里西和團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一個(gè)三維成像系統(tǒng)，積累了大量鳥群的飛行數(shù)據(jù)，從而發(fā)展了一個(gè)相互作用模型，定量地解釋了鳥群中集體飛行的產(chǎn)生機(jī)制。這個(gè)模型對(duì)后期研究各類生物系統(tǒng)中的集體運(yùn)動(dòng)有深遠(yuǎn)影響。

　　2020年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)：發(fā)現(xiàn)黑洞

　　2020年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予三位科學(xué)家，其中，英國科學(xué)家羅杰·彭羅斯（Roger Penrose）因證明黑洞是愛因斯坦廣義相對(duì)論的直接結(jié)果而獲獎(jiǎng)，享有一半獎(jiǎng)金；德國科學(xué)家賴因哈德·根策爾（Reinhard Genzel）和美國科學(xué)家安德烈婭·蓋茲（Andrea Ghez）因在銀河系中央發(fā)現(xiàn)超大質(zhì)量天體而獲獎(jiǎng)。

　　羅杰·彭羅斯、賴因哈德·根策爾、安德烈婭·蓋茲分享了2020年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

　　據(jù)解放日?qǐng)?bào)報(bào)道，黑洞堪稱宇宙中最神秘的天體。著名天文科普作家卞毓麟介紹，黑洞是科學(xué)家根據(jù)廣義相對(duì)論做出的一個(gè)重要推測(cè)，1969年由美國物理學(xué)家約翰·惠勒命名。之所以稱其為“黑洞”，是因?yàn)闊o法用光或其他形式的電磁波觀測(cè)它，任何發(fā)射到黑洞的光都會(huì)被吸收，而不會(huì)反射回來。

　　華東師范大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院院長、英國物理學(xué)會(huì)會(huì)士程亞教授表示，科學(xué)界本來預(yù)測(cè)2020年諾獎(jiǎng)不會(huì)再給天文學(xué)家，因?yàn)?017年觀測(cè)到引力波的科學(xué)家獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，2019年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)也花落天文領(lǐng)域。

　　但首張黑洞照片可能“助攻”了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)再次花落天文領(lǐng)域。

　　程亞教授表示，2019年各國科學(xué)家通過相當(dāng)于地球口徑的超級(jí)射電望遠(yuǎn)鏡，以“昆蟲萬千復(fù)眼”的方式合成出遙遠(yuǎn)黑洞的可見照片，讓人類第一次“看見”黑洞。這也讓89歲高齡的彭羅斯等到了自己的理論研究成果得到驗(yàn)證的那一天。彭羅斯更像是一位數(shù)學(xué)家。20世紀(jì)60年代，彭羅斯在宏觀理論基礎(chǔ)上，充滿邏輯而又精準(zhǔn)地解出了一個(gè)與黑洞關(guān)聯(lián)的物理世界。

　　2019年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)：發(fā)現(xiàn)系外行星

　　據(jù)新華社報(bào)道，2019年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予三名科學(xué)家：來自美國的詹姆斯·皮布爾斯因宇宙學(xué)相關(guān)研究獲獎(jiǎng)，來自瑞士的米歇爾·馬約爾和迪迪?！た迤澮蚴状伟l(fā)現(xiàn)太陽系外行星獲獎(jiǎng)。

　　他們的研究指向一個(gè)永恒的問題：地球之外是否還有生命存在？

　　瑞典皇家科學(xué)院在新聞公報(bào)中說，皮布爾斯對(duì)宇宙學(xué)的洞見豐富了整個(gè)領(lǐng)域的研究。他的理論框架自上世紀(jì)60年代中期發(fā)展起來，成為當(dāng)代宇宙學(xué)的基礎(chǔ)。

　　利用他創(chuàng)建的理論工具和運(yùn)算方法，皮布爾斯將宇宙誕生之初留下的“蛛絲馬跡”成功“解碼”。根據(jù)他的理論可以推算出，宇宙中95%都是神秘的暗物質(zhì)和暗能量，而我們通常觀測(cè)到的普通物質(zhì)只占5%。

　　此前人們就曾預(yù)言，滿天繁星中，一定有許多恒星也擁有繞它們旋轉(zhuǎn)的行星。直到1995年，馬約爾和奎洛茲基于恒星會(huì)因行星引力變化而產(chǎn)生微小擺動(dòng)的理論，才宣布首次在太陽系外發(fā)現(xiàn)一顆行星。它圍繞銀河系飛馬座中一顆類似太陽的恒星運(yùn)轉(zhuǎn)。有人認(rèn)為，這一發(fā)現(xiàn)堪比哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸，點(diǎn)燃了系外行星探索的“星星之火”，也引發(fā)了一場(chǎng)天文學(xué)革命，此后科學(xué)家在銀河系中又發(fā)現(xiàn)了逾4000顆行星。

　　2018年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)：光的力量

　　2018年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)被授予3位在設(shè)計(jì)由光制成的工具方面作出重要貢獻(xiàn)的研究人員。

　　來自美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的阿瑟·阿什金（Arthur Ashkin）因發(fā)明光鑷而獲得這一殊榮。

　　光鑷是一種利用聚焦激光束夾住和操控包括生物樣本在內(nèi)的微觀物體的技術(shù)，正如人們利用鑷子所做的事情。利用光鑷，人們可以操縱和移動(dòng)原子、病毒和其他活細(xì)胞。阿什金的發(fā)明讓科研人員有機(jī)會(huì)在不破壞細(xì)胞膜的前提下，深入分析細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮關(guān)鍵作用的分子馬達(dá)，探討其中的運(yùn)作機(jī)制。

　　來自法國巴黎綜合理工學(xué)院的熱拉爾·穆魯（Gérard Mourou）和加拿大滑鐵盧大學(xué)的唐娜·斯特里克蘭（Donna Strickland）因發(fā)明啁啾脈沖放大（CPA）而獲獎(jiǎng)。CPA是一項(xiàng)可極大提高激光脈沖功率的技術(shù)，被廣泛用于物理學(xué)研究，也可以應(yīng)用于癌癥治療和粒子加速領(lǐng)域。超強(qiáng)的激光束能夠精準(zhǔn)地在不同材料上實(shí)現(xiàn)切割和鉆孔。

　　2017年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)：“看見”引力波

　　早在百年前，阿爾伯特·愛因斯坦就預(yù)測(cè)了引力波的存在。

　　兩個(gè)黑洞相互碰撞而產(chǎn)生的引力波信號(hào)，經(jīng)過了13億光年才到達(dá)地球，2015年9月14日，被位于美國的LIGO探測(cè)器捕獲。這是人類首次觀測(cè)到宇宙中的引力波現(xiàn)象。

　　LIGO，全稱“激光干涉引力波天文臺(tái)（the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory）”，是一個(gè)匯集了20多個(gè)國家1000多名科研人員的合作項(xiàng)目。

　　2015年9月、2015年12月和2017年1月先后3次探測(cè)到的引力波，都由LIGO單獨(dú)完成。探測(cè)結(jié)果不僅驗(yàn)證了廣義相對(duì)論，也為了解雙黑洞系統(tǒng)的成因提供了線索。

　　2017年8月14日，激光干涉儀引力波天文臺(tái)(LIGO)的兩臺(tái)干涉儀和歐洲“處女座”(Virgo)引力波探測(cè)器的一臺(tái)干涉儀，從三個(gè)地點(diǎn)幾乎同時(shí)(先后相差僅幾毫秒)捕獲到了最新引力波事件。

　　2017年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予美國科學(xué)家雷納·韋斯、巴里·巴里什和基普·索恩，以表彰他們?yōu)榘l(fā)現(xiàn)引力波作出的貢獻(xiàn)。

　　據(jù)新華社報(bào)道，其中，雷納·韋斯被稱為LIGO的“發(fā)明者”，基普·索恩被稱為代言人，而巴里·巴里什是LIGO的大主管。

　　根據(jù)愛因斯坦的相對(duì)論，時(shí)空是可以彎曲的，有質(zhì)量的物體在其中運(yùn)動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生引力波。這就好比石頭丟進(jìn)水里會(huì)產(chǎn)生水波，引力波因此常被稱作“時(shí)空的漣漪”。但普通物體產(chǎn)生的這種引力波極為微弱。事實(shí)上，LIGO項(xiàng)目所觀測(cè)到的兩個(gè)黑洞合并產(chǎn)生的引力波，在儀器中只引起了比原子核還要小得多的變化。

　　中國科學(xué)院物理研究所研究員曹則賢曾表示，引力波是法國科學(xué)家、科學(xué)多面手龐加萊于1905年率先提出的概念。與加速電荷會(huì)發(fā)射電磁波作類比，則有理由認(rèn)為加速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量也應(yīng)該產(chǎn)生引力波。1918年，愛因斯坦在一篇名為“論引力波(über Gravitationswellen) ”的文章中深入探討了引力波問題，給出了引力波方程。

　　2016年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)：發(fā)現(xiàn)新的物質(zhì)形態(tài)

　　據(jù)中國科學(xué)報(bào)報(bào)道，2016年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)被授予科學(xué)家大衛(wèi)·索利斯、鄧肯·霍爾丹、邁克爾·科斯特利茨，獲獎(jiǎng)理由是“理論發(fā)現(xiàn)拓?fù)湎嘧兒屯負(fù)湎辔镔|(zhì)”。拓?fù)涿枋龅氖钱?dāng)一個(gè)物體在未被撕裂的條件下，被拉伸、扭曲或變形時(shí)保持不變的特性。拓?fù)鋵W(xué)的目標(biāo)是通過一些基本特征如坑洞的數(shù)量，來描述形狀和結(jié)構(gòu)。因此，從拓?fù)浞矫鎭碚f，一只馬克杯和一個(gè)硬面包圈是一樣的，因?yàn)樗鼈兌贾挥幸粋€(gè)開口，而蝴蝶脆餅則不同，因?yàn)樗袃蓚€(gè)開口。

　　中科院物理所所長王玉鵬接受《中國科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)說，“三個(gè)人最主要的貢獻(xiàn)就是把拓?fù)涞母拍钣玫搅宋锢韺W(xué)上。”“他們發(fā)現(xiàn)了新的物質(zhì)形態(tài)——拓?fù)湮镔|(zhì)態(tài)。普通人能看到氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)這常見的三種物態(tài)，更深刻的層次有很多物質(zhì)態(tài)的分類?！薄氨热缯f電子，導(dǎo)電的時(shí)候是流動(dòng)的，從物理上就可以認(rèn)為是液態(tài)的?！?/p>

　　據(jù)新華社報(bào)道，拓?fù)鋵W(xué)原本是現(xiàn)代數(shù)學(xué)的一個(gè)重要分支，研究物體在連續(xù)變形下不變的性質(zhì)，但后來逐漸滲透到整個(gè)量子物理學(xué)領(lǐng)域，成為研究分析物質(zhì)世界連續(xù)性和連通性的重要數(shù)學(xué)方法。

　　早在20世紀(jì)70年代初，戴維·索利斯和邁克爾·科斯特利茨就發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)有關(guān)薄層超導(dǎo)理論存在錯(cuò)誤，他們借用拓?fù)鋵W(xué)的概念圓滿地解釋了薄層物質(zhì)在低溫條件下的超導(dǎo)現(xiàn)象以及發(fā)生機(jī)理和相變理論。相變指的就是物質(zhì)從一種相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N相的過程，而物質(zhì)分固相、液相、氣相這三種。

　　鄧肯·霍爾丹則在1988年運(yùn)用拓?fù)涓拍铌U述了“拓?fù)淞孔恿黧w”在缺乏磁場(chǎng)條件下存在于薄層半導(dǎo)體內(nèi)的現(xiàn)象，其理論為凝聚態(tài)物理的發(fā)展作出了一系列重要貢獻(xiàn)。

　　附此前十年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者名單及其貢獻(xiàn)：

　　2021年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

　　“對(duì)我們理解復(fù)雜系統(tǒng)的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)”

　　真鍋淑郎（Syukuro Manabe）和德國科學(xué)家克勞斯·哈塞爾曼（Klaus Hasselmann）“用于地球氣候的物理建模、量化變異性和可靠地預(yù)測(cè)全球變暖”

　　喬治·帕里西（ Giorgio Parisi）“發(fā)現(xiàn)了從原子到行星尺度的物理系統(tǒng)中無序和波動(dòng)的相互作用”

　　2020年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

　　羅杰·彭羅斯（Roger Penrose）“發(fā)現(xiàn)黑洞的形成是對(duì)廣義相對(duì)論的有力預(yù)測(cè)”

　　賴因哈德·根策爾（Reinhard Genzel）和美國科學(xué)家安德烈婭·蓋茲（Andrea Ghez ）“在銀河系中心發(fā)現(xiàn)了一個(gè)超大質(zhì)量致密天體”

　　2019年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

　　“對(duì)我們理解宇宙演化和地球在宇宙中位置的貢獻(xiàn)”

　　詹姆斯·皮布爾斯“物理宇宙學(xué)的理論發(fā)現(xiàn)”

　　米歇爾·馬約爾（Michel Mayor）和迪迪?！た迤澮颍―idier Queloz ）“發(fā)現(xiàn)了圍繞太陽型恒星運(yùn)行的系外行星”

　　2018年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

　　“激光物理學(xué)領(lǐng)域的突破性發(fā)明”

　　阿瑟·阿什金（Arthur Ashkin）“用于光鑷及其在生物系統(tǒng)中的應(yīng)用”

　　熱拉爾·穆魯（Gérard Mourou）和唐娜·斯特里克蘭（Donna Strickland）“產(chǎn)生高強(qiáng)度、超短光脈沖的方法”

　　2017年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

　　雷納·韋斯（Rainer Weiss）、巴里·巴里什（Barry C. Barish）和基普·索恩（Kip S. Thorne ）“對(duì) LIGO 探測(cè)器和引力波觀測(cè)的決定性貢獻(xiàn)”

　　2016年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

　　戴維·索利斯（David J. Thouless）、鄧肯·霍爾丹（F. Duncan M. Haldane）和邁克爾·科斯特利茨（J. Michael Kosterlitz）“理論發(fā)現(xiàn)拓?fù)湎嘧兒屯負(fù)湎辔镔|(zhì)”

　　2015年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

　　梶田隆章（Takaaki Kajita）和阿瑟·麥克唐納（Arthur B. McDonald）“發(fā)現(xiàn)中微子振蕩，表明中微子有質(zhì)量”

　　2014年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

　　赤崎勇（Isamu Akasaki）、天野浩（Hiroshi Amano）和中村修二（Shuji Nakamura）“發(fā)明了高效的藍(lán)色發(fā)光二極管，能夠?qū)崿F(xiàn)明亮且節(jié)能的白光源”

　　2013年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

　　弗朗索瓦·恩格勒特 ( Fran?ois Englert)和彼得·希格斯 ( Peter W. Higgs )“一種有助于我們理解亞原子粒子質(zhì)量起源機(jī)制的理論發(fā)現(xiàn)，最近通過歐洲核子研究中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的ATLAS和CMS實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)此前預(yù)測(cè)的基本粒子而得到了證實(shí)”

　　2012年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

　　塞爾日·阿羅什（Serge Haroche）和 戴維·瓦恩蘭（David J. Wineland）“用于測(cè)量和操縱單個(gè)量子系統(tǒng)的突破性實(shí)驗(yàn)方法”

　　2011年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

　　索爾·佩爾馬特（Saul Perlmutter）、布萊恩·施密特（Brian P. Schmidt）和亞當(dāng)·里斯（Adam G. Riess ）“通過觀測(cè)遙遠(yuǎn)的超新星發(fā)現(xiàn)宇宙加速膨脹”

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