宇宙探索屢現「高光時刻」,2020諾貝爾物理學獎帶來這些驚喜

2020-11-28 中國僑網

  中新網10月6日電(李弘宇 卞磊)諾貝爾生理學或醫學獎被揭曉的熱度還沒散去,當地時間6日,2020年諾貝爾物理學獎也在瑞典科學院揭曉。

  2019年的物理學獎得主,因在宇宙學和地外行星相關領域的研究貢獻,被讚譽「徹底改變了我們對世界的認知」。今年的物理學獎則因「黑洞研究及發現銀河系中央的超大質量天體」方面的貢獻,一半被授予英國科學家羅傑·彭羅斯(Roger Penrose)、另一半被授予德國科學家萊因哈德·根澤爾(Reinhard Genzel)和美國科學家安德裡亞·格茲(Andrea Ghez)

  圖片來源:諾貝爾獎社交媒體帳號截圖。

  2020年諾獎,聚焦銀河系「最深處的秘密」

  今天的諾貝爾物理學獎仍然聚焦天體物理學領域,帶我們發現宇宙探索的又一「高光時刻」——黑洞和銀河系「最深處的秘密」。

  這三位科學家正是在這一領域做出了開創性的貢獻。據諾貝爾官網介紹,羅傑·彭羅斯於1931年出生於英國科爾切斯特,他因發現黑洞的形成是廣義相對論的可靠預測而獲獎。

  萊因哈德·根澤爾於1952年出生於德國巴特洪堡,安德裡亞·格茲於1965年出生於美國紐約市。這兩位科學家發現了銀河系中心的超大質量天體。

  諾獎官網稱,他們三人的開創性發現,為我們提供了迄今為止最令人信服的證據,證明銀河系中心存在一個超大質量黑洞。

  當物理學遇到天文學:愛因斯坦陪哈勃「看星星」

  德國哲學家康德曾說過,世界上有兩樣東西最能震撼人們的心靈,其中一個就是我們「頭頂浩瀚燦爛的星空」。

  而在過去一百多年間,諾貝爾物理學獎就見證了人類百年的探索領域,從腳下的這顆星球,擴展到頭頂的星空。

  2019年諾貝爾物理學獎被授予詹姆斯·皮布爾斯、以及米歇爾·馬約爾和迪迪埃·奎洛茲,表彰其在宇宙、天文學方面的貢獻。

  2019年,隨著該獎項被同時授予宇宙學和系外行星學兩個領域,作為天文學分支的天體物理學迎來高光時刻。

  再加上2015年的中微子振蕩、2017年的引力波,過去五年中,天體物理學的研究成果已經三次斬獲諾貝爾物理學獎。

  天文領域的研究者屢屢摘得諾獎桂冠,這在半個世紀前,是完全不可想像的事情。因為,那時的天文研究,還很難入諾獎的「法眼」。

  正是由於諾貝爾沒有設立專門的天文學獎項,過去一些科學價值不遜於物理學研究的天文學發現,只能折戟諾獎「名利場」。

  哈勃望遠鏡拍攝到的愛因斯坦環的圖片。圖中央是一個星系團,它的質量足夠大,以至於嚴重扭曲了它周圍的時空,形成了環繞這個星系團的奇怪環線,這就是愛因斯坦環。 圖片來源:NASA官網

  這其中,可能要數宇宙膨脹發現者哈勃數十年無緣諾獎一事,最為遺憾。

  這位美國天文學家,不僅建立了哈勃定律,被認為是宇宙膨脹的有力證據,還被稱為「星系天文學之父」。1931年冬,就連著名物理學家愛因斯坦都慕名跨越大西洋,來到美國西海岸的威爾遜山天文臺,和哈勃一起,用胡克望遠鏡「看星星」。

  在那之後,一心想拿下諾貝爾獎的哈勃,又等了22年,但令人扼腕的是,他在1953年9月下旬的一天,因腦血栓發作猝然離世。此時,距離公布諾獎得主僅剩下幾天。

  值得慶幸是,20世紀下半葉以來,物理學和天文學相互滲透與融合的趨勢日益明顯。天文學觀測的新發現、一些天體物理學的突出成果,更是推進了物理學的發展。有非凡成就的天文學家獲物理學獎,就變得更加順理成章了。

  《物理研究雜誌》的一篇研究,通過分析2017年及之前的諾貝爾物理學獎數據,發現天文學所佔比例已經從最初的完全空白,升到了現在的7%。未來,可能還會有更多的科學家,憑藉天文學研究成果斬獲諾獎。

  圖為1956年諾貝爾物理學獎得主之一威廉·肖克萊,他與另兩位科學家因電晶體方面貢獻共享當年物理學獎。

  諾獎得主也有「黑料」:「電晶體之父」著迷優生學

  享有盛譽的諾貝爾物理學獎,是人們在研究領域做出卓越貢獻的最高榮譽。提到諾獎得主,人們常常會聯想到靈感四射、善於沉思等字眼,並津津樂道於名人軼事,以期找到他們成功的秘訣。

  不過,一個始終揮之不去的關鍵問題是:諾獎得主的經歷真的可以借鑑嗎?

  約翰·巴丁是唯一一個在同一領域兩度獲得諾貝爾物理學獎的得主,他上大學時年僅15歲;「夸克之父」默裡·蓋爾曼研究領域極廣,除數理類的學科外,對自然科學、語言學、考古學、心理學等也頗為精通……

  2010年諾貝爾物理學獎被授予科學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究。

  但諾獎得主未必一直都是佼佼者。因發現石墨烯而獲得2010諾貝爾物理學獎的康斯坦丁·諾沃肖洛夫,上大學時連物理都曾經學得有些「吃力」。而他的導師、同年獲得同一獎項的安德烈 海姆,還曾因成績不佳被莫斯科的一所大學拒之門外。

  另一方面,摘下諾貝爾獎桂冠並不意味著,得獎者的所有觀點和研究都被賦予了「成功光環」。

  挪威籍美國物理學家伊瓦爾·賈埃弗因發現超導體中的隧道效應,獲得諾貝爾物理學獎,可他卻否認地球受到了全球變暖的任何影響;因發明電晶體而獲得諾貝爾物理學獎的肖克萊,曾提出一套飽受爭議的優生學理論,令他的「諾獎光環」失色不少……

  或許,不「神化」諾獎,更有助於人們接近科學。

  圖為醫護人員為新冠患者進行CT檢查。據稱,醫學CT成像原理一般是通過使用X射線衍射成像。中新社發 高翔 攝

  科學照亮「黑暗」:物理學獎也在為抗疫「出力」

  新冠疫情之下,今年的「諾獎周」或許格外受人關注。畢竟,解決「新冠之謎」,已成為科學界的一大關切。

  不少諾獎得主走到臺前,挺身應戰;許多獲獎研究經反覆論證實踐,在「抗疫戰場」釋放能量。

  氦氣能緩解缺氧!4月,俄羅斯科學家亞歷山大·丘恰林運用了一項曾獲1978年諾貝爾物理學獎的理論,首創了一項新冠治療法,為早期診斷等方面提供重要幫助。

  而首屆諾貝爾物理學獎得主發現的X射線、1952年得主發展出的用於核磁精密測量新方法、1986年得主發明的世界第一臺透射電子顯微鏡……更是助力人們在追尋答案的路上走得更遠。

  與此同時,曾經的物理學獎得主,也在疫情期間各自忙碌著。

資料圖:2015年諾貝爾物理學獎獲得者阿瑟·麥克唐納。 中新網記者 李卿 攝

  自加拿大疫情暴發,2015年物理學獎得主亞瑟·麥克唐納就與同事忙開了,他們想生產精簡、易於製造的醫院呼吸機。此前,義大利設計出了一種呼吸機,經優化可大量生產,而他們計劃修改該設計,以確保所有零件和材料,都可在加拿大輕易獲得。

  2010年物理學獎得主科斯提亞·諾沃肖洛夫也曾表示,正在研究智能抗病毒塗層,該種塗層將能「智能地」殺死吸附在表面的病毒。

  眼下,疫情仍在全球肆虐。關於新冠病毒,人類依然有很多謎題亟待破解。不過幸好,科學永無止境,隧道的盡頭仍有光在閃耀。(完)

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