物理講義nobelprize拓展與應(yīng)用

1、物理拓展與應(yīng)用北京郵電大學(xué)理學(xué)院王 川10月13日第一講The Nobel Prize in Physics 2009for groundbreaking achievements concerning the transmission of light in fibers for optical communicationfor the invention of an imaging semiconductor circuit the CCD sensorPhoto: Richard EpworthCopyright National Academy of EngineeringPhoto:

2、 National Inventors Hall of Fame Foundation/SCANPIXCharles K. KaoWillard S. BoyleGeorge E. Smith1/2 of the prize1/4 of the prize1/4 of the prizeStandard munication Laboratories Harlow, United Kingdom; Chinese University of Hong Kong Hong Kong, ChinaBell Laboratories Murray Hill, NJ, USABell Laborato

3、ries Murray Hill, NJ, USAb. 1933(in Shanghai, China)b. 1924(in Amherst, NS, Canada)b. 1930The CCD image sensor is at the heart of a solid state video camera. A flat chip of oxidized silicon covered with a complicated array of metal electrodes is the image sensor at the heart of the solid state video

4、 camera built by Bell Lab engineers.Photo: Alcatel-Lucent/Bell LabsThe Royal Swedish Academy of Sciences is responsible for the selection of the Nobel Laureates in Physics. The Academy has 350 Swedish and 164 foreign members. Membership in the Academy constitutes exclusive recognition of successful

5、research achievements. The Academy appoints members of the Nobel Committee, the working body, for a three-year term. 諾貝爾物理學(xué)獎（170人，分屬于16個國家） 1.美國75人（其中有6位華裔，他們分別是：楊振寧，李政道，丁肇中，崔琦，朱棣文，高錕） 2.德國22人 3.英國19人 4.法國13人 5.俄國8人 荷蘭8人 6.日本6人7.瑞典4人 8.意大利-3人 奧地利-3人 丹麥3人9.加拿大-2人 瑞士2人 獲獎華人Roger Y. Tsien1/3 of the pri

6、zeUSAUniversity of California San Diego, CA, USA; Howard Hughes Medical Institute b. 1952Daniel C. Tsui1/3 of the prizeUSAPrinceton University Princeton, NJ, USAb. 1939(in Henan, China)Steven Chu1/3 of the prizeUSAStanford University Stanford, CA, USAb. 1948Samuel Chao Chung Ting1/2 of the prizeUSAM

7、assachusetts Institute of Technology (MIT) Cambridge, MA, USAb. 1936Chen Ning YangTsung-Dao Lee1/2 of the prize1/2 of the prizeChinaChinaInstitute for Advanced Study Princeton, NJ, USAColumbia University New York, NY, USAb. 1922b. 1926Yuan T. Lee1/3 of the prizeUSAUniversity of California Berkeley,

8、CA, USAb. 1936(in Hsinchu, Taiwan)Charles K. Kao1/2 of the prizeStandard munication Laboratories Harlow, United Kingdom; Chinese University of Hong Kong Hong Kong, Chinab. 1933(in Shanghai, China)亞洲各國獲獎Russia的諾貝爾獎伊巴甫洛夫（18491936）著名生理學(xué)家，早期主要從事血液循環(huán)生理學(xué)研究，后轉(zhuǎn)向消化生理學(xué)領(lǐng)域，開創(chuàng)了慢性實(shí)驗(yàn)外科法。1904年因在血液循環(huán)與消化生理學(xué)方面的經(jīng)典著作被授予

9、諾貝爾醫(yī)學(xué)與生理學(xué)獎。伊梅契尼柯夫（18451916）著名生物學(xué)家與病理學(xué)家，比較病理學(xué)、進(jìn)化胎生學(xué)、微生物和免疫學(xué)的奠基人之一，1888年發(fā)現(xiàn)吞噬現(xiàn)象，在傳染病的免疫問題著作中闡述了免疫的吞噬理論，創(chuàng)立了多細(xì)胞生物起源學(xué)說，1908年與德國科學(xué)家歐利希共獲諾貝爾生理和醫(yī)學(xué)獎。尼謝苗諾夫（18961986）著名化學(xué)物理學(xué)家，開辟了有關(guān)燃燒、爆炸、火焰?zhèn)鞑サ莫?dú)立研究領(lǐng)域，1934年創(chuàng)建了鏈反應(yīng)的數(shù)量通論，研究了混合氣體的熱爆炸理論，著有化學(xué)反應(yīng)速度與鏈鎖反應(yīng)與化學(xué)反應(yīng)論，1956年共獲諾貝爾化學(xué)獎。巴切連科夫（19041958）物理學(xué)家，1934年在蘇聯(lián)科學(xué)院物理研究所作研究生時發(fā)現(xiàn)了“切連科夫

10、效應(yīng)”。所謂切連科夫效應(yīng)是指當(dāng)帶電粒子在某些透明介質(zhì)中以大于光在介質(zhì)中的速度傳播時，這種帶電粒子就會發(fā)出一種特殊的波。切連科夫于1958年與蘇聯(lián)物理學(xué)家塔姆、弗蘭克分享了諾貝爾物理學(xué)獎。伊弗蘭克（19081990）物理學(xué)家，1937年與塔姆一起，對切連科夫效應(yīng)提出了理論解釋，三人因此同獲1958年度諾貝爾物理學(xué)獎。伊塔姆（18951971）理論物理學(xué)家，主要創(chuàng)立了快速電子的作用和各種物質(zhì)發(fā)光現(xiàn)象的理論，撰寫了有關(guān)可控?zé)岷司圩儐栴}的著作，1958年與弗蘭克、切連科夫共獲諾貝爾物理學(xué)獎。列朗道（19081968）杰出理論物理學(xué)家，一生主要從事固體理論、低溫物理學(xué)、原子核物理學(xué)及量子動力學(xué)等方面的研

11、究，為物理學(xué)發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。他還創(chuàng)立了第二種相變理論，闡明了相變和物體對稱性之間的深刻聯(lián)系。朗道對物理凝聚態(tài)理論、特別是液態(tài)氦的研究有卓越貢獻(xiàn)，因而獲得1962年的諾貝爾物理學(xué)獎。尼巴索夫（19222001）物理學(xué)家，量子電子學(xué)的奠基人之一，長期從事量子電子學(xué)方面的研究，為激光物理學(xué)的創(chuàng)立作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。由于激光光束的振蕩器和激光器的研制成功，1964年與美國湯斯教授及前蘇聯(lián)普羅霍羅夫教授共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎。亞普羅霍羅夫（19162002）物理學(xué)家，與巴索夫是量子電子學(xué)的奠基人之一，他們的研究成果對發(fā)展量子電子學(xué)作出了杰出貢獻(xiàn)，因在量子電子學(xué)方面的基礎(chǔ)研究導(dǎo)致了微波激射器和激光器

12、的發(fā)展，獲1964年度諾貝爾物理學(xué)獎。1)量子力學(xué)中的密度矩陣和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)(1927年)； 2)自由電子抗磁性的理論(1930年)； 3)二級相變的研究(1936-1937年)； 4)鐵磁性的磁疇理論和反鐵磁性的理論解釋(1935年)； 5)超導(dǎo)體的混合態(tài)理論(1934年)； 6)原子核的幾率理論(1937年)； 7)氦超流性的量子理論(1940-1941年)； 8)基本粒子的電荷約束理論(1954年)； 9)費(fèi)米液體的量子理論(1956年)； 10)弱相互作用的CP不變性(1957年)。 列康托羅維奇（19121986）著名數(shù)學(xué)家和經(jīng)濟(jì)學(xué)家，現(xiàn)代計(jì)算數(shù)學(xué)理論的創(chuàng)始人之一。1975年因資源配置

13、理論研究與美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家?guī)炱章搏@諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎。彼卡皮察（18941984）物理學(xué)家，低溫物理學(xué)和強(qiáng)磁場物理學(xué)奠基人之一，其科學(xué)成就主要集中在低溫物理的基礎(chǔ)研究方面，享有“低溫物理之父”的美譽(yù)。因在低溫物理的基礎(chǔ)研究方面的重大貢獻(xiàn)，1978年被授予諾貝爾物理學(xué)獎。鮑帕斯捷爾納克（18901960）著名詩人、小說家、翻譯家。帕斯捷爾納克在學(xué)生時代就開始發(fā)表詩作，1922年出版抒情詩集生活，我的姊妹，1932年發(fā)表長詩重生。因長篇小說日瓦戈醫(yī)生一度被開除出前蘇聯(lián)作家協(xié)會，后又恢復(fù)。1958年因“對現(xiàn)代抒情詩及俄國文學(xué)傳統(tǒng)有卓越貢獻(xiàn)”而被授予諾貝爾文學(xué)獎。米肖洛霍夫（19051984）著名作家，出生

14、于頓河地區(qū)一個磨坊主家庭，長篇小說靜靜的頓河名震世界，1941年獲前蘇聯(lián)國家獎。長篇小說被開墾的處女地是他的又一部重要作品，于1960年獲列寧文學(xué)獎。1965年，肖洛霍夫被授予諾貝爾文學(xué)獎，。亞索爾仁尼琴（1918）小說家，1956年開始文學(xué)創(chuàng)作，1962年因發(fā)表處女作伊萬杰尼索維奇的一天一舉成名。1965年勃列日涅夫政權(quán)開始時，他的作品遭禁，1974年被趕出前蘇聯(lián)。描繪莫斯科附近一所特殊監(jiān)獄故事的第一圈及根據(jù)作者親身經(jīng)歷寫出的癌病樓等兩部長篇小說在西方出版，1970年獲諾貝爾文學(xué)獎。若阿爾費(fèi)羅夫（1930）物理學(xué)家，主要從事半導(dǎo)體、半導(dǎo)體儀器、微電子材料方面的研究。2000年因在“信息技術(shù)方

15、面的基礎(chǔ)性工作”與美國的赫伯特克勒默和杰克基爾比共同被授予諾貝爾物理學(xué)獎。維金茲堡（1916）理論物理學(xué)家，研究工作涉及超導(dǎo)體和超流體、無線電傳播、天體物理學(xué)、宇宙射線的產(chǎn)生、等離子體、晶體光學(xué)等領(lǐng)域。年輕時曾參與前蘇聯(lián)的氫彈研制，因提出鋰氚化合物燃料為前蘇聯(lián)氫彈成功爆炸作出重大貢獻(xiàn)，2003年他與阿列克謝阿布里科索夫、美國科學(xué)家安東尼萊格特一起獲得諾貝爾物理學(xué)獎。日本Sony，東芝，NEC，三菱，JVC。藤子不二雄，車田正美，宮崎駿，鳥山明，井上雄彥，手冢治蟲，臼井義人。Murray Gell-MannUSACalifornia Institute of Technology (Caltec

16、h) Pasadena, CA, USAb. 1929 (1969)David J. GrossH. David PolitzerFrank Wilczek1/3 of the prize1/3 of the prize1/3 of the prizeUSAUSAUSAUniversity of California, Kavli Institute for Theoretical Physics Santa Barbara, CA, USACalifornia Institute of Technology (Caltech) Pasadena, CA, USAMassachusetts I

17、nstitute of Technology (MIT) Cambridge, MA, USAb. 1941b. 1949b. 1951Photo: University of Chicago The Nobel Foundation Photo: U. Montan The Nobel Foundation Photo: U. MontanYoichiro NambuMakoto KobayashiToshihide Maskawa1/2 of the prize1/4 of the prize1/4 of the prizeUSAJapanJapanEnrico Fermi Institu

18、te, University of Chicago Chicago, IL, USAHigh Energy Accelerator Research Organization (KEK) Tsukuba, JapanKyoto Sangyo University; Yukawa Institute for Theoretical Physics (YITP), Kyoto University Kyoto, Japanb. 1921(in Tokyo, Japan)b. 1944b. 1940日本的Nobel獎下村修印度羅賓德拉納特泰戈?duì)?吉檀枷利-饑餓石頭 獲得文學(xué)獎 (1913) 錢德拉塞

19、卡拉曼 因研究光散射并發(fā)現(xiàn)“拉曼效應(yīng)” 獲得物理學(xué)獎（1930） 特雷莎 修女 慈善工作 獲得和平獎（1979） 生于馬其頓1950年成為印度公民 阿馬蒂亞森 因福利經(jīng)濟(jì)研究 獲得經(jīng)濟(jì)學(xué)獎（1998） 巴基斯坦薩拉姆，1979年獲獎。他是1984年成立的第三世界科學(xué)院的主要發(fā)起者，該學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的首任院長，著名的核物理學(xué)家）諾貝爾和平獎獲得者 2000年 金大中(韓國)談?wù)勦従覲OSCO（浦項(xiàng)制鐵）于1986年成立浦項(xiàng)工業(yè)大學(xué)后，到目前為止共投入了1.17萬億韓元。如今的浦項(xiàng)工大已經(jīng)成為世界名牌大學(xué)，在亞洲更是屈指可數(shù)的名門。NEC研究所，東芝研究所。貝爾實(shí)驗(yàn)室（Bell Laboratories

20、） 貝爾實(shí)驗(yàn)室原名貝爾電話實(shí)驗(yàn)室，始建于1925年，總部在美國紐約（后遷至新澤西州的墨里黑爾）。它是一個在全球享有極高聲譽(yù)的研究開發(fā)機(jī)構(gòu)，主要宗旨是進(jìn)行通訊科學(xué)的研究，有研究人員20000人，下屬6個研究部，共14個分部，56個實(shí)驗(yàn)室，每年經(jīng)費(fèi)達(dá)22億美元，其中10用于基礎(chǔ)研究。除了無線電電子學(xué)以外，在固體物理學(xué)（其中包括磁學(xué)、半導(dǎo)體、表面物理學(xué)）、天體物理學(xué)、量子物理學(xué)和核物理學(xué)等方面都有很高水平。貝爾實(shí)驗(yàn)室自成立以來，共獲專利26000多項(xiàng)（平均每天一項(xiàng)），其中重大科研成果50多項(xiàng)，如有聲電影、晶體管、信息論、激光理論、3K宇宙背景輻射、可視電話、磁泡器件、光通信、數(shù)字計(jì)算機(jī)等，對我們的生

21、活產(chǎn)生了重要的影響。在這里每年都要發(fā)表上千篇學(xué)術(shù)論文，造就了一大批優(yōu)秀科學(xué)家。幾十年來獲得諾貝爾物理獎的先后有：發(fā)明電子衍射的戴維森，發(fā)明晶體管的肖克利、巴丁和布拉坦，發(fā)明激光器的湯斯和肖洛，理論物理學(xué)家安德遜，射電天文學(xué)家彭齊亞斯和威爾遜。今年的CCD發(fā)明人鮑耶爾和史密斯。IBM研究實(shí)驗(yàn)室（IBM Research） IBM是International Business Machines Corporation（美國國際商用機(jī)器公司）的簡稱，創(chuàng)建于1911年，現(xiàn)已發(fā)展成為跨國公司，在計(jì)算機(jī)生產(chǎn)與革新中居世界領(lǐng)先地位。 IBM研究實(shí)驗(yàn)室也共有研究人員3500人，研究部下屬四個研究中心： （1）

22、位于美國紐約的Thomas J.Watson研究中心。 （2）位于美國加州的Almaden研究中心。除了計(jì)算機(jī)科學(xué)以外，還進(jìn)行高溫超導(dǎo)、等離子體、掃描隧道顯微鏡和同步輻射等研究。 （3）瑞士Zurich研究中心。重點(diǎn)是激光科學(xué)與技術(shù)，特別是半導(dǎo)體激光器、光學(xué)儲存、光電材料、分子束外延、高溫超導(dǎo)、超顯微技術(shù)等方面，還進(jìn)行信息處理等計(jì)算機(jī)科學(xué)研究。 （4）日本東京研究中心。內(nèi)分計(jì)算機(jī)科學(xué)研究所、新技術(shù)研究所和東京科學(xué)中心，主要是結(jié)合計(jì)算機(jī)生產(chǎn)和革新進(jìn)行研究。進(jìn)入80年代，IBM研究中心成績斐然，兩屆諾貝爾物理獎都被它的成員奪得：一是因發(fā)明掃描隧道顯微鏡，賓尼格（G. K. Ginnig）與羅勒爾（

23、H. Rohrer）共獲1986年諾貝爾物理獎的一半，二是因發(fā)現(xiàn)金屬氧化物的高溫超導(dǎo)電性，柏諾茲（J. G. Bednorz）和繆勒（K. A. Mller）共獲1987年獎。1999年，毋國光、陳佳洱、楊福家和朱清時四位院士一起提出“中國需要諾貝爾獎”，緊接著經(jīng)濟(jì)學(xué)家何煉成就此也談了自己的意見。如今，“中國需要諾貝爾獎”成了中國人共同的呼聲。 任重道遠(yuǎn)中國的Nobel之路據(jù)1996年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國科研開發(fā)經(jīng)費(fèi)只占GNP的05，相對于發(fā)達(dá)國家（美國是245，日本是29），中國2007年的科研經(jīng)費(fèi)只有3664億元，僅占GDP的1.49%。而韓國則占GDP的3%，印度占GDP的2.5%以上，美國、

24、日本的科研投入也達(dá)GDP的2.8%以上，美國每年的科研投入相當(dāng)于人民幣27792億元，日本則也高達(dá)10892億元。衡量標(biāo)準(zhǔn)：論文，專利。諾貝爾獎與人類發(fā)展基礎(chǔ)研究超前于工業(yè)應(yīng)用： 1887年，Hertz的電磁波實(shí)驗(yàn)； 愛因斯坦的自發(fā)輻射理論和光電效應(yīng)；軍事應(yīng)用為先： 計(jì)算機(jī)的發(fā)明；基礎(chǔ)理論研究1996年諾貝爾物理學(xué)獎 發(fā)現(xiàn)氦-3中的超流動性1997年諾貝爾物理學(xué)獎 激光冷卻和陷俘原子1998年諾貝爾物理學(xué)獎 分?jǐn)?shù)量子霍耳效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)1999年諾貝爾物理學(xué)獎 亞原子粒子之間電弱相互作用的量子結(jié)構(gòu)2001年諾貝爾物理學(xué)獎 玻色愛因斯坦冷凝態(tài)的研究2002年諾貝爾物理學(xué)獎 天體物理學(xué)領(lǐng)域的卓越貢獻(xiàn)2003年諾貝爾物理學(xué)獎 超導(dǎo)和超流理論2004年諾貝爾物理學(xué)獎 漸進(jìn)自由2005年