諾貝爾物理學獎獲得者的傳奇佳話

諾貝爾物理學獎是舉世公認的最具有權威的科學大獎，自1901年12月10日第一次在瑞典首都斯德哥爾摩授予德國物理學家倫琴后已歷經百年有余，除因戰(zhàn)爭中斷6次外，已有近200人獲獎，成員分布在30多個國家和地區(qū)。在這些幸運的獲獎者中有師徒、父子、母女、摯友等，他們意志堅定，為了真理和科學貢獻了自己的青春年華，也用自己的實際行動譜寫了一曲曲令世人稱頌的贊歌。讓我們記住他們的名字，也記住他們的事跡，向他們學習。

1 母女兩對夫婦四人三次獲獎共續(xù)家族輝煌

1903年諾貝爾物理學獎頒發(fā)給了一位偉大的女性和她丈夫以表彰她們發(fā)現(xiàn)了新元素——鐳，她就是瑪麗#8226;居里（Marie Curie），1911年她又因放射化學方面的成就再獲諾貝爾獎，只不過這次是化學獎。一位女科學家，在不到10年的時間里，兩次在兩個不同的科學領域里獲得世界科學的最高獎，這在世界科學史上簡直是一個奇跡！長年累月的研究，也使她付出了致命的代價，1934 年7 月4 日，被人們譽為“鐳的母親”的居里夫人死于“鐳中毒”引起的惡性貧血癥。但她的杰出發(fā)現(xiàn)和偉大的貢獻，永遠閃爍著燦爛的光輝，也激勵著更多的人為真理和科學去奮斗、拼搏。她的大女兒艾倫受母親影響至深，步母親后塵投身于科學研究。1935年，因首次發(fā)現(xiàn)了人工放射性艾倫與丈夫約里奧一起登上了諾貝爾化學獎的領獎臺。艾倫像其母親一樣用自己的實際行動譜寫了母女兩對夫婦、四人三獲諾貝爾獎的佳話，這種現(xiàn)象在科學史和世界歷史上都是絕無僅有的。

2 父子情深 追求卓越 同登科學頂峰

中國有句俗話：打虎親兄弟，上陣父子兵，科學道路上也是如此。在諾貝爾物理學獎的領獎臺上曾經先后出現(xiàn)了4對父子的身影，他們父子情深、追求卓越、同登科學頂峰的精神永遠值得我們學習和銘記。

⑴威廉#8226;亨利#8226;布拉格（William Henry Bragg，1862年-1942年）和他的兒子威廉#8226;勞倫斯#8226;布拉格（William Lawrence Bragg，1890年-1971年）均是英國物理學家，父子倆密切合作，共同用X射線分析了晶體的結構，提出了晶體的衍射理論，于1913年建立了著名的“布拉格公式”，還改進了X射線的分光計，提出了“X射線反射公式”因而父子二人于1915年共享諾貝爾物理學獎。

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1904年老布拉格被任命為澳大利亞科學促進會物理學部主席，他需要發(fā)表主席致詞，因此涉及到最新的電子與放射性現(xiàn)象，研究興趣因此產生，并和盧瑟福建立了學術同行間的友誼。1909年他接受了利茲大學的教授職位，這時德國物理學家馮#8226;勞厄發(fā)現(xiàn)了第一張X射線衍射圖（勞厄圖），激起了老布拉格對這張圖做出解釋的迫切愿望，老布拉格把用X射線衍射技術探測晶體結構的研究方向推薦給自己的兒子小布拉格。在雙方的討論中，小布拉格按照波動思想對勞厄圖做出了正確的解釋，并給出了著名的布拉格定律。這是兩個智慧大腦的完美結合：小布拉格提供思想，而老布拉格提供工具，前者通過后者的工具得以檢驗和應用。正是通過老布拉格的專業(yè)建議，晶體結構研究在英國領先于在德國工作的馮#8226;勞厄。布拉格父子的卓絕表現(xiàn)使其成為諾貝爾歷史上第一對因同一項研究共同獲獎的父子，青年才俊小布拉格也以24歲的年齡成為諾貝爾獎歷史上最年輕的獲獎者。

⑵ J.J.湯姆生（Sir Joseph John Thomson ，1856-1940）和他的兒子G.P.湯姆生（Sir George Paget Thomson 1892-1975）均是英國物理學家。J.J.湯姆生通過對陰極射線管內氣體放電現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)電子，打破了原子是不可再分的最小單位的觀點，因而成為一位“最先打開通向基本粒子物理學大門的偉人”被人尊稱為“電子之父”。由此獲得了1906年度的諾貝爾物理學獎。G.P湯姆生由于進行電子的晶體衍射實驗而證實了德布羅意波的存在，因而獲得1937年的諾貝爾物理學獎。老子發(fā)現(xiàn)了電子且認為是粒子，而兒子卻證實了電子是波，相互對立而又相互統(tǒng)一，這真是物理學史中的一段趣聞，也是一個奇跡。

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⑶尼爾斯#8226;波爾（Niels Henrik David Bohr， 1885-1962）和他的兒子艾吉#8226;尼爾斯#8226;玻爾（Aage Niels Bohr）（1922---）均是丹麥物理學家，尼爾斯.玻爾是物理學創(chuàng)始人之一，是近代物理學奠基人盧瑟福的學生，他一生的主要工作是發(fā)展原子，分子和原子核結構的量子理論，他在普朗克量子假說和盧瑟福原子的核式結構學論的基礎上，于1913年提出氫原子結構和氫光譜的初步理論（即著名的玻爾原子結構和玻爾理論），1922年因原子結構和原子輻射的研究獲諾貝爾物理獎。艾吉#8226;尼爾斯#8226;玻爾（Aage Niels Bohr）是當代丹麥著名的原子核物理學家，他子承父業(yè)在原子核研究方面也做出了杰出貢獻。艾吉發(fā)現(xiàn)了原子核中集體運動和粒子運動間的聯(lián)系，并在此基礎上發(fā)展了原子核的結構理論，與他人分享了1975年的諾貝爾物理獎。

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⑷ 曼尼#8226;西格班（Karl Manne Georg Siegbahn，1886-1978）瑞典物理學家，因在X射線光譜學方面的研究和發(fā)現(xiàn)，獲得了1924年度的諾貝爾物理學獎。

從倫琴開始，人們一直試圖證明X射線是一種波長極短的電磁輻射但是都無功而返，1924年，西格班用棱鏡演示X射線的折射獲得成功，從而完成了這一歷史使命。西格班的研究還支持了玻爾等人把原子中電子按殼層排列的觀點，在他的著作《倫琴射線譜學》一書中對這方面作了全面總結，成為一部經典的科學著作。他所發(fā)明的X射線譜儀測量精度非常之高，以至30年后還在許多方面得到應用。有趣的是：他的兒子凱.西格班（Kai Manne Borje Siegbahn，1918- ）在57年后的1981年，由于在高分辨率電子能譜學方面的開創(chuàng)性工作與他人分享了諾貝爾物理學獎。凱.西格班開創(chuàng)了一種新的分析方法-X射線光電子能譜學XPS（X-ray Photoelectron Spectroscopy），它是化學上研究電子結構和高分子結構、鏈結構分析的有力工具，他開創(chuàng)的光電子能譜學為探測物質結構提供了非常精確的方法。值得注意的是西格班父子倆研究的都是光譜學，父子二人為世界光譜學的發(fā)展做出了卓絕的貢獻。

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3 師徒齊心協(xié)力續(xù)寫原子神話培養(yǎng)諾獎軍團

談到近代物理學的發(fā)展，我們深深地懷念“電子之父” J.J.湯姆生（1906年諾貝爾物理獎獲得者）和他的愛徒“質子之父”歐內斯特#8226;盧瑟福(Ernest Rutherford， 1871-1937，1908年諾貝爾化學獎獲得者)，二人都是英國物理學家。1897年J.J.湯姆生在研究陰極射線時發(fā)現(xiàn)原子中電子的存在，從而打破了古希臘人“原子不可分割”的理念，明確地告訴世人原子有著自己的內部結構。由于缺乏實驗證據(jù)，J.J.湯姆生只能根據(jù)自己的想象，提出了著名的“葡萄干布丁”模型。但是不久后他的這一假設被自己的愛徒盧瑟福所推翻。1910年盧瑟福在他的實驗室做了著名的“α散射實驗”。依據(jù)實驗結論修改恩師的模型并提出了自己的原子“核式結構”模型。不久后，天生勤奮的盧瑟福再接再厲發(fā)現(xiàn)了質子，從而證明了原子的核式結構的正確。后來，盧瑟福的愛徒丹麥青年尼爾斯.玻爾進一步的研究推開了量子學的大門。師徒三代用自己艱辛地努力譜寫了物理學史上無人能及的“原子”神話。

盧瑟福不僅是一位偉大的物理學家，更是一位偉大的物理導師，他以敏銳的眼光去發(fā)現(xiàn)人間的天才，又以偉大的人格去關懷培養(yǎng)他們，把他們的潛力挖掘出來。在盧瑟福身邊工作的那些助手和學生們，后來絕大多數(shù)都非常出色，其中包括了為數(shù)眾多的科學大師。

尼爾斯.玻爾，20世紀最偉大的物理學家之一，1922年諾貝爾物理獎得主，量子論的奠基人，盧瑟福的愛徒。（前文已作了介紹）

保羅.狄拉克（Paul Dirac），量子論的創(chuàng)始人之一，偉大的科學家，1933年諾貝爾物理獎得主。他的主要成就是在劍橋卡文迪許實驗室做出的（那時盧瑟福接替了J.J.湯姆遜成為這個實驗室的主任）。狄拉克獲獎的時候才31歲，他對盧瑟福說他不想領這個獎，因為他討厭在公眾中的名聲。盧瑟福勸道，如果不領獎的話，那么這個名聲可就更響了。

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詹姆斯.查德威克（James Chadwick）在曼徹斯特花了兩年時間在盧瑟福的實驗室里工作。他于1935年因發(fā)現(xiàn)中子而獲得諾貝爾物理獎，被后人譽為中子之父。

英國人鮑威爾（Cecil Frank Powell）因發(fā)現(xiàn)了研究核過程的光學方法，并用這一方法發(fā)現(xiàn)了有關介子而獲1950年諾貝爾物理獎，并被譽為粒子物理學之父。

布萊克特（Patrick M. S. Blackett）在一次大戰(zhàn)后辭去了海軍上尉的職務，進入劍橋跟隨盧瑟福學習物理。他后來改進了威爾遜云室，并在宇宙線和核物理方面作出了巨大的貢獻，為此獲得了1948年的諾貝爾物理獎。1932年，沃爾頓（E.T.S Walton）和考克勞夫特（John Cockcroft）在盧瑟福的卡文迪許實驗室里建造了強大的加速器，并以此來研究原子核的內部結構。這兩位盧瑟福的弟子在1951年分享了諾貝爾物理獎金。

美國人貝特（Hans Bethe）獲1967年諾貝爾物理獎以表彰他對核反應理論所作的貢獻，特別是涉及恒星能量生成的發(fā)現(xiàn)。

英國人索迪（Frederick Soddy）、瑞典人赫維西（Georg von Hevesy），德國人哈恩（Otto Hahn）、蘇聯(lián)人卡皮查（P.L.Kapitsa）后來都獲得了諾貝爾化學獎…盧瑟福一生至少培養(yǎng)了12位諾貝爾獎得主。當然，在他的學生中還有一些沒有得到諾獎，但同樣出色的名字，比如漢斯.蓋革（Hans Geiger，他后來以發(fā)明了蓋革計數(shù)器而著名）、恩內斯特.馬斯登（Ernest Marsden，他和蓋革一起做了α粒子散射實驗，后來被封為爵士）……盧瑟福的頭像出現(xiàn)在新西蘭的100元貨幣上面，作為國家對他最崇高的敬意和紀念。

天才的物理學家們以偉大的人格感染著世界同時也演繹著一段段無人能及的傳奇佳話，他們?yōu)榻茖W的發(fā)展做出了卓絕的貢獻，讓我們永遠銘記在心中。

參考文獻：

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［6］曾孝萱.世界科學家傳記.北京：清華大學出版社，1992

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［9］中國小學科學課程網--科學史上的今天http://xxkx.cersp.com/gmxpd/kxssdjt/