今天诺贝尔物理奖会给谁？先看看过去的赢家都是谁

施郁

（复旦大学物理学系）

诺贝尔奖的开端

诺贝尔奖是当代文化的风景线，覆盖人类文明很多领域，是这些领域中或大或小的里程碑。最初设立的奖项有物理学奖、化学奖、生理学或医学奖、文学奖和和平，后来加上经济学奖。

作为瑞典化学家和实业家的诺贝尔（AlfredNobel）曾经对自己有个描述 [1]：

“我不喜与人交往却十足地慈善，有好几方面不正常，却是个超理想主义者，我消化哲学比消化食物更有效（I am a misanthrope and yet utterly benevolent, have more than onescrew loose yet am a super-idealist who digest philosophy more efficiently thanfood）。”

可见，诺贝尔是个富有理想主义和人文情怀的人。

瑞典科学院历史科学中心主任Tore Frängsmyr认为，正是诺贝尔的理想主义驱使他将自己的财富留给通过科学、文学和推进和平而为人类做出贡献的人。

1895年11月27日,诺贝尔签署了遗嘱，其中包括诺贝尔奖的设立。

次年12月10日，诺贝尔去世。2016年的颁奖日正好是他去世120周年。

诺贝尔奖与现代物理同步

正当诺贝尔签署遗嘱时，德国维尔茨堡（Würzburg）的伦琴（WilhelmRöntgen）正在确认他于11月8日的偶然发现：漆黑的房间里的被黑纸包裹的阴极射线管使荧光屏发光。

伦琴没有告诉任何人他的发现。仔细核实7周后，伦琴确认了他的发现：X射线 [2]。

12月22日，他用X射线拍下夫人的手骨。12月28日发表文章。

1901年，历史上第一个诺贝尔奖，也是第一次诺贝尔物理学奖，授予伦琴。

x射线的发现打开了现代物理大门，并旋即应用于医学、材料检测。

诺贝尔奖恰好设立于现代物理学革命的开端，陪伴了现代物理学和整个现代科学的发展。

本世纪的诺贝尔物理学奖

参照诺贝尔奖官方材料，我将本世纪以来诺贝尔物理学奖总结如下。

颁奖年	获奖成果	所属领域
2001	原子的玻色-爱因斯坦凝聚	原子分子光物理
2002	宇宙中微子和X射线	天体物理
2003	超导与超流的理论工作	凝聚态物理
2004	强作用的渐进自由	粒子物理
2005	光学相干量子理论、精密光谱及光梳	原子分子光物理
2006	宇宙微波背景辐射的精密测量	天体物理
2007	巨磁阻	凝聚态物理
2008	对称破缺起源	粒子物理
2009	光纤、CCD	原子分子光物理
2010	石墨烯	凝聚态物理
2011	宇宙加速膨胀	天体物理
2012	单量子操控	原子分子光物理
2013	Brout-Englert-Higgs机制	粒子物理
2014	蓝光二极管	凝聚态物理
2015	中微子振荡的发现	粒子物理/天体物理
2016	拓扑相变和物质拓扑相的理论发现	凝聚态物理
2017	推测：引力波的直接探测与黑洞物理	天体物理

笔者发现，本世纪以来，获奖领域基本可以粗略归为四大领域：粒子物理、原子分子光物理、凝聚态物理和天体物理，每年的颁奖兼顾到不同领域，相邻年不授予同一领域。这一点增加了引力波直接探测与黑洞物理获得2017年诺贝尔物理学奖的可能性。

下面我按照这四个领域，梳理一下诸位得奖人的得奖原因。

（1）原子分子光物理：

2001年得主Eric A.Cornell和Carl E.Wieman作为合作者，以及WolfgangKetterle，各自用激光冷却实现了原子的玻色-爱因斯坦凝聚，并研究了凝聚体的性质。

2005年得主RoyGlauber提出光学相干的量子理论，JohnHall 和TheodorHänsch分别发展了激光精密光谱学，特别是光梳。

2009年得主高锟对用于光通信的光纤中的光传输作出突破性贡献，WillardS. Boyle 和GeorgeE. Smith发明了成像半导体回路，即CCD传感器。

2012年得主SergeHaroche 束缚并用原子操控光子的量子态，David J.Wineland束缚并用光子操控带电离子的量子态。

（2）天体物理：

2002年得主RaymondDavis Jr. 探测到来自太阳的中微子，MasatoshiKoshiba探测到来自超新星爆发的中微子，RiccardoGiaccon探测到来自宇宙天体的X射线。

2006年得主John C.Mather 领导了COBE卫星对微波背景辐射的精密测量，GeorgeF. Smoot测量了辐射谱偏离黑体辐射谱的涨落。

2011年得主SaulPerlmutter, 以及BrianP. Schmidt 和Adam G.Riess一组合作者，通过观察远处超新星发现宇宙的加速膨胀。

（3）凝聚态物理

2003年得主VitalyL. Ginzburg与已故的LevLandau提出一个关于超导电性的唯象理论，AlexeiA. Abrikosov用它研究了磁场中的所谓第二类超导体的性质，AnthonyJ. Leggett提出了氦3超流的理论。

2007年得主AlbertFert 和PeterGrünberg 分别发现了巨磁阻。

2010年得主AndreGeim和KonstantinNovoselov从石墨中获得单原子层，即二维材料石墨烯。

2014年得主赤崎勇和天野浩，以及中村修二，分别发明了蓝光发光二极管。

2016年得主DavidJ. Thouless与J.Michael Kosterlitz发现了拓扑相变，David J. Thouless又发现量子霍尔效应红的拓扑，F.Duncan M. Haldane提出反铁磁中的拓扑和无磁场的量子霍尔效应。

（4）粒子物理

2004年得主DavidJ. Gross和FrankWilczek 作为合作者，以及H.David Politzer，分别提出强相互作用的渐进自由理论。

2008年得主YoichiroNambu 提出粒子物理中的自发对称破缺的机制。

2013年得主FrançoisEnglert 与已故的RobertBrout作为合作者，以及PeterW. Higgs，分别提出基本粒子获得质量的机制，这被最近CERN大型强子对撞机上的实验所证实。

2015年得主梶田隆章发现了大气中微子的振荡，ArthurB. McDonald证实了太阳中微子的振荡。与天体物理也相关。

看看谁会加入这个行列！

（也发表于果壳科学人）

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