在各項諾貝爾獎中,物理獎曆來是含金量最重的一個。從1901年德國科學家倫琴發現X射線獲得首屆物理學獎以來,100多年中,這項大獎很少頒發給純技術類的發明。而今年獲獎的光導纖維之父高錕,無疑是喜出望外;實際上也多少出乎物理學家們的意料。但光纖發明之所以能夠擊敗奪標呼聲很高、兼具純科學和應用價值的貝裏相位理論而獲獎,不能不說是名至實歸。關於這項技術對信息產業的革命性貢獻以及對社會的深遠影響,各種分析已見諸眾多媒體報端。這裏我們從另一個角度看,光導技術的獲獎實在是符合物理學發展的曆史淵源。
即便是遠在諾貝爾獎設立以前,對光的認識和應用,就是整個物理學乃至自然科學發展的最強有力的推手。人類較早對光的本質進行係統研究並展開激烈爭論是從16世紀末開始的。法國主教,哲學家,數學家Pierre Gassendi(1592-1655)提出光是一種物質,Isaac Newton(1643-1727)也是堅持這一主張(這兩個人都是基督徒,不知是否受《創世記》啟發,參見本博客文章“奇異《創世記》(1-10):先有光還是先有光體”),並發展出一套非常成功的光學理論,就是我們現在的教科書上仍沿用的幾何光學。與此同時,法國哲學家Rene Descartes(1596-1650)則認為,光不是一種物質,而是一種波動,是物質的運動形式,就像水波一樣。這一思想為與牛頓同時代的荷蘭科學家Christiaan Huygens (1629-1695)發展,成功提出了光的波動理論。直到十九世紀,法拉第(Michael Faraday) 提出電磁場概念。James Clerk Maxwell受這一思想激發,發展了光的電磁場理論。這時候,光的波動本質取得統治地位。十分有趣的是,法拉第和麥克斯韋都是基督徒,他們雖然認為光是電磁波,卻相信電磁波也是一種特殊的物質。當然,這在當時並沒有嚴格的科學證據。到了二十世紀初,隨著以太模型的破產,相對論中光速不變性被確立,光量子理論的誕生,人們才不得不承認,光是一種實實在在的物質,而且它既有波動表現,也有粒子行為。
諾貝爾獎設立後,第一次就給了“光”---X射線也是一種“光”。此後,居裏夫人因發現放射性獲獎,馬科斯普朗克因提出光量子說而獲獎,愛因斯坦提出光電效應的量子解釋而獲獎,尼爾斯玻爾和他的很多弟子因研究光輻射的量子行為獲獎…從X射線獲獎起,與光直接有關的獲獎成果,共有四十個,幾乎占了已頒發的諾貝爾物理獎的一半(見下麵的附表,紅色表示與光直接有關)!
“光”在物理學中之所以占有如此顯赫的地位--我們相信--是因為上帝首先造了光,並用光來啟示祂自己的重要屬性。隨著科學的進一步發展,對光的認識仍將深入。相信關於光的研究不僅會獲得更多的諾貝爾物理獎,而且將牽動我們對自然界全局的認識。比如,現代宇宙學中一個普遍接受的假設是光必須由光源發出,這就是不必要的假設。誰能夠率先拋棄這個假設,誰就可能發現宇宙學的大問題。當然,這樣的突破可能隻有等基督徒科學家來實現。
附錄:曆屆諾貝爾物理學一覽表(http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/index.html)
· 2009 - Charles K. Kao, Willard S. Boyle, George E. Smith (光導與信息技術) · 2008 - Yoichiro Nambu, Makoto Kobayashi, Toshihide Maskawa (對稱理論) · 2007 - Albert Fert, Peter Grünberg (發現巨磁阻) · 2006 - John C. Mather, George F. Smoot (宇宙微波背景輻射) · 2005 - Roy J. Glauber, John L. Hall, Theodor W. Hänsch (光相幹的量子理論) · 2004 - David J. Gross, H. David Politzer, Frank Wilczek (強相互作用理論) · 2003 – A. A. Abrikosov, V. L. Ginzburg, A. J. Leggett (超導與超流理論) · 2002 – R. Davis Jr., M. Koshiba, R. Giacconi (天體物理,宇宙X射線源) · 2001 – E. A. Cornell, W. Ketterle, C. E. Wieman (波色--愛因斯坦凝聚) · 2000 - Zhores I. Alferov, Herbert Kroemer, Jack S. Kilby (高速光電子技術) · 1999 - Gerardus 't Hooft, Martinus J.G. Veltman (弱電作用) · 1998 - Robert B. Laughlin, Horst L. Störmer, Daniel C. Tsui (分數電荷的量子液體) · 1997 - Steven Chu, Claude Cohen-Tannoudji, William D. Phillips (原子的激光冷囚) · 1996 - David M. Lee, Douglas D. Osheroff, Robert C. Richardson (超流) · 1995 - Martin L. Perl, Frederick Reines (基本粒子) · 1994 - Bertram N. Brockhouse, Clifford G. Shull (中子衍射與譜儀) · 1993 - Russell A. Hulse, Joseph H. Taylor Jr. (脈衝星與引力研究) · 1992 - Georges Charpak (粒子探測) · 1991 - Pierre-Gilles de Gennes (複雜凝聚態體係中的序理論) · 1990 – J. I. Friedman, H. W. Kendall, R. E. Taylor (誇克模型) · 1989 – N. F. Ramsey, H. G. Dehmelt, W. Paul (原子鍾與離子冷囚) · 1988 - Leon M. Lederman, Melvin Schwartz, Jack Steinberger (高能物理) · 1987 - J. Georg Bednorz, K. Alex Müller (陶瓷材料中的超導電性) · 1986 - Ernst Ruska, Gerd Binnig, Heinrich Rohrer (掃描隧道顯微鏡) · 1985 - Klaus von Klitzing (量子霍爾效應) · 1984 - Carlo Rubbia, Simon van der Meer (基本粒子與弱相互作用) · 1983 - Subramanyan Chandrasekhar, William A. Fowler (恒星演變,星際元素) · 1982 - Kenneth G. Wilson (臨界現象與相變理論) · 1981 – N. Bloembergen, A. L. Schawlow, K. M. Siegbahn (激光光譜和電子譜) · 1980 - James Cronin, Val Fitch (K-介子衰變中的宇稱不守恒) · 1979 – S. Glashow, A. Salam, S. Weinberg (弱力、電磁力統一理論) · 1978 – P. Kapitsa, A. Penzias, R. W. Wilson (低溫物理,宇宙背景輻射) · 1977 – P. W. Anderson, Sir N. F. Mott, J. H. van Vleck (無序體係的電子結構) · 1976 - Burton Richter, Samuel C.C. Ting (新型重基本粒子) · 1975 - Aage N. Bohr, Ben R. Mottelson, James Rainwater (核物理) · 1974 - Martin Ryle, Antony Hewish (射電天體物理,發現脈衝星) · 1973 - Leo Esaki, Ivar Giaever, Brian D. Josephson (隧道效應) · 1972 - John Bardeen, Leon N. Cooper, Robert Schrieffer (超導理論) · 1971 - Dennis Gabor (光學全息) · 1970 - Hannes Alfvén, Louis Néel (等離子體,磁性與固體物理) · 1969 - Murray Gell-Mann (基本粒子分類與相互作用) · 1968 - Luis Alvarez (基本粒子共振態) · 1967 - Hans Bethe (核反應與星際能量) · 1966 - Alfred Kastler (原子的赫茲共振的光學方法) · 1965 - Sin-Itiro Tomonaga, Julian Schwinger, Richard P. Feynman (量子電動力學與基本粒子物理) · 1964 - Charles H. Townes, Nicolay G. Basov, Aleksandr M. Prokhorov (激光) · 1963 – E. Wigner, M. Goeppert-Mayer, J. H. D. Jensen (原子核殼層結構,基本粒子與對稱性) · 1962 - Lev Landau (液氦的凝聚態理論) · 1961 - Robert Hofstadter, Rudolf Mössbauer (核物理) · 1960 - Donald A. Glaser (氣泡室) · 1959 - Emilio Segrè, Owen Chamberlain (發現反質子) · 1958 - Pavel A. Cherenkov, Il´ja M. Frank, Igor Y. Tamm (Cherenkov效應) · 1957 - Chen Ning Yang, Tsung-Dao Lee (基本粒子的宇稱) · 1956 - William B. Shockley, John Bardeen, Walter H. Brattain (二極管) · 1955 - Willis E. Lamb, Polykarp Kusch (氫原子光譜結構,電子磁矩) · 1954 - Max Born, Walther Bothe (量子力學的統計基礎) · 1953 - Frits Zernike (相位對比顯微鏡) · 1952 - Felix Bloch, E. M. Purcell (核磁) · 1951 - John Cockcroft, Ernest T.S. Walton (原子核蛻變) · 1950 - Cecil Powell (介子研究) · 1949 - Hideki Yukawa (核力理論) · 1948 - Patrick M.S. Blackett (原子核物理和宇宙射線) · 1947 - Edward V. Appleton (大氣物理) · 1946 - Percy W. Bridgman (高壓物理) · 1945 - Wolfgang Pauli (不相容原理) · 1944 - Isidor Isaac Rabi (核磁共振) · 1943 - Otto Stern (分子束方法和質子磁矩) · 1942 - The prize money was allocated to Fund of this prize section · 1941 - The prize money was allocated to t Fund of this prize section · 1940 - The prize money was allocated to the Fund of this prize section · 1939 - Ernest Lawrence (人工放射元素) · 1938 - Enrico Fermi (中子輻射,核反應) · 1937 - Clinton Davisson, George Paget Thomson (晶體的電子衍射) · 1936 - Victor F. Hess, Carl D. Anderson (宇宙射線,正電子) · 1935 - James Chadwick (中子發現) · 1934 - The prize money was allocated to the Fund of this prize section · 1933 - Erwin Schrödinger, Paul A.M. Dirac (量子力學基本原理) · 1932 - Werner Heisenberg (矩陣量子力學) · 1931 - The prize money was allocated to the Special Fund of this prize section · 1930 - Sir Venkata Raman (光散射) · 1929 - Louis de Broglie (電子的波動本質,波粒二象行) · 1928 - Owen Willans Richardson (熱離子) · 1927 - Arthur H. Compton, C.T.R. Wilson (探測基本粒子的雲室) · 1926 - Jean Baptiste Perrin (物質的不連續結構) · 1925 - James Franck, Gustav Hertz (電子與原子相互作用) · 1924 - Manne Siegbahn (X射線譜) · 1923 - Robert A. Millikan (基本電荷和光電效應) · 1922 - Niels Bohr (原子光譜結構的量子理論) · 1921 - Albert Einstein (光電效應) · 1920 - Charles Edouard Guillaume (鎳鐵合金的反常性質) · 1919 - Johannes Stark (電場中的光譜分裂) · 1918 - Max Planck (光輻射的能量子) · 1917 - Charles Glover Barkla (元素的X射線特征譜) · 1916 - The prize money was allocated to the Special Fund of this prize section · 1915 - William Bragg, Lawrence Bragg (X射線晶體結構分析) · 1914 - Max von Laue (X射線晶體衍射) · 1913 - Heike Kamerlingh Onnes (低溫與氦氣液化) · 1912 - Gustaf Dalén (燈塔與浮標照明) · 1911 - Wilhelm Wien (紅外輻射定律) · 1910 - Johannes Diderik van der Waals (無線傳輸圖像) · 1909 - Guglielmo Marconi, Ferdinand Braun (非理想氣體物態方程) · 1908 - Gabriel Lippmann (幹涉現象與彩色成像) · 1907 - Albert A. Michelson (幹涉儀測光速) · 1906 - J.J. Thomson (氣體導、放電) · 1905 - Philipp Lenard (陰極射線) · 1904 - Lord Rayleigh (氬氣和氣體研究) · 1903 - Henri Becquerel, Pierre Curie, Marie Curie (自發輻射和放射性) · 1902 - Hendrik A. Lorentz, Pieter Zeeman (磁光效應) · 1901 - Wilhelm Conrad Röntgen (X 射線)
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