【文章內(nèi)容簡介】 15 湯川秀樹 1949 年諾貝爾物理學(xué)獎授予日本東京帝國大學(xué)的湯川秀樹(YukawaHideki, 19071981),以表彰他在核力的理論基礎(chǔ)上預(yù)言了介子的存在。 湯川秀樹是日本著名的理論物理學(xué)家，他于 1935 年在大阪寫了一篇劃時(shí)代的論文，發(fā)表在《日本數(shù)學(xué)和物 理學(xué)會雜志》上。盡管這篇論文不夠全面，但他有些重要的新思想極富有創(chuàng)造性，對未來物理學(xué)的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響。 1950年諾貝爾物理學(xué)獎 —— 核乳膠的發(fā)明 鮑威爾 1950 年諾貝爾物理學(xué)獎授予英國布利斯托爾大學(xué)的鮑威爾（ Cecil Frank Powell ,19031969） ,以表彰他發(fā)現(xiàn)了研究核過程的光學(xué)方法 ，并用這一方法作出的有關(guān)介子的發(fā)現(xiàn)。 所謂研究核過程的光學(xué)方法，指的是運(yùn)用特制的照相乳膠記錄核反應(yīng)和粒子徑跡的方法，這種特制的乳膠就叫核乳膠 1951年諾貝爾物理學(xué)獎 —— 人工加速帶電粒子 考可饒夫 瓦爾頓 1951 年諾貝爾物理學(xué)獎授予英國哈維爾（ Harwell）原子能研究所署的考可饒夫（ Sir John Douglas Cockcroft ,18971967）和愛爾蘭都在柏林大學(xué)的瓦爾頓（ Ernest Thomas Sinton Walton ,19031995） ,以表彰他們在發(fā)展用人工加速原子性粒子的方法使原子核蛻變的先驅(qū)工作。 在從英國劍橋大學(xué)卡文迪實(shí)驗(yàn)室出身的眾多諾貝爾獎獲得者中，考可饒夫和瓦爾頓是其中兩位得獎比較晚的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家。他們在 30 年代初設(shè)計(jì)和制造了第一臺高壓倍加器，并且成功地用之于產(chǎn)生人工核蛻變。他們先是讓鋰蛻變?yōu)楹ぃ髞碛肿屌鹜懽優(yōu)楹?，特別值得一提的是，他們成功不僅是由于技術(shù)上的進(jìn)步，更重要的是由于有理論的正確指導(dǎo)。這個(gè)理論就是伽莫夫 (G . Gamov)的勢壘穿透理論。 1952年諾貝爾物理學(xué)獎 —— 核磁共振 湯川秀樹 鮑威爾 考可饒夫 瓦爾頓 16 布洛赫 珀塞爾 1951 年諾貝爾物理學(xué)獎授予美國加利福尼亞斯坦福大學(xué)的布洛赫 (Felix Bloch ,19051983)和美國馬薩諸塞州坎伯利基哈佛大學(xué)的珀塞爾 (Edward Purcell ,19121997),以表彰他們發(fā)現(xiàn)了核磁精密測量的新方法及由此所作的發(fā)現(xiàn)。 1945年 12月，珀 塞爾和他的小組在石蠟樣品中觀察到質(zhì)子的核磁共振吸收信號，1946 年 1 月，布洛赫和他的小組在水樣品中也觀察到質(zhì)子的核感應(yīng)信號。他們兩人用的方法稍有不同，幾乎同時(shí)在凝聚態(tài)物質(zhì)中方法了核磁共振。他們發(fā)現(xiàn)了斯特恩開創(chuàng)的分子束方法和拉比的分子束磁共振方法，精確的測量了核磁矩。以后許多物理學(xué)家進(jìn)入了這個(gè)領(lǐng)域，形成了一門新興實(shí)驗(yàn)技術(shù)，幾年內(nèi)便取得了豐碩的成果。 1953年諾貝爾物理學(xué)獎 —— 相稱顯微法 澤爾尼克 1953 年諾貝爾物理學(xué)獎授予荷蘭格羅寧根大學(xué)的澤爾尼克(Frits Zernike ,18981966),以表彰他提出了相稱法，特別發(fā)明了相稱顯微鏡。 相稱顯微鏡是一種特殊的顯微鏡，特別適用于觀察具有很高透明度的對象，例如生物切片、油膜和位相光柵等等。光波通過這些物體，往往只改變?nèi)肷涔獠ǖ奈幌喽淖內(nèi)肷涔獠ǖ脑龇?，由于人眼及所有能量檢測器只能辨別光波強(qiáng)度上的差別，也即振幅上的差別，而不能辨別位相的變化，因此用普 通的顯微鏡是難以觀察到這些物體的。 1954年諾貝爾物理學(xué)獎 —— 波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋和 用符合法作出的發(fā)現(xiàn) 波恩 博特 1954 年諾貝 爾物理學(xué)獎一半授予英國愛丁堡大學(xué)的德國物理學(xué)家波恩（ Max Born ,18821970） ,以表彰他對量子力學(xué)的基礎(chǔ)研究，特別是對波函數(shù)所作的統(tǒng)計(jì)解釋；一半授予德國海得堡大學(xué)的博特 (Walther Bothe ,18911957),以表彰他提出了符合法和用這一方法作出的發(fā)現(xiàn)。 波恩是著名的理論物理學(xué)家，量子力學(xué)的奠基人之一。從 1923 年開始，他致力于發(fā)展量子理論，年輕的海森伯當(dāng)時(shí)是他的助教和合作者， 1925 年海森伯天才地提出其 關(guān)于運(yùn)動學(xué)和力學(xué)關(guān)系的量子理論 ，波恩當(dāng)即看到海森伯理論的表達(dá) 珀塞爾 布洛赫 澤爾尼克 波恩 博特 17 形式與矩陣代數(shù) 相一致，隨后他和海森伯、約旦合作發(fā)表了長篇論文，以嚴(yán)整的數(shù)學(xué)形式全面系統(tǒng)的闡明了海森伯的理論。 1955年諾貝爾物理學(xué)獎 —— 蘭姆位移與 電子磁矩 蘭姆 庫什 1955 年諾貝爾物理學(xué)獎授予美國加利福尼亞斯坦福大學(xué)的蘭姆（ Willis Eugene Lamb ,1913 ） ,以表彰他在氫譜精細(xì)結(jié)構(gòu)方面的發(fā)現(xiàn)；另一半授予美國紐約州紐約市哥倫比亞大學(xué)的庫什(Polykarp Kusech ,19111993),以表彰他對電子矩陣所作的精密測定。 蘭姆在氫譜精細(xì)結(jié)構(gòu)的研究中發(fā)現(xiàn)了蘭姆位移；庫什在精密測定電子矩陣中發(fā)現(xiàn)了反常電子矩陣。兩者都對量子電動力學(xué)的發(fā)展起過重大的推動作用。 1956年諾貝爾物理學(xué)獎 —— 晶體管的發(fā)明 肖克利 巴丁 布拉坦 1956 年諾貝爾物理學(xué)獎授予美國加利福尼亞州景山(Mountain View )貝克曼儀器公司半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室的肖克利（ William Shockley ,19101989）、美國伊利諾斯州烏爾班那伊利諾斯大學(xué)的巴?。?John Bardeen ,19081991）和美國紐約州謬?yán)蘸枺?Murray Hill ）貝爾電話實(shí)驗(yàn)室的布拉坦（ Walter Brattain ,19021987） , 以表彰他們對半導(dǎo)體的研究和晶體管效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)。 晶體管的發(fā)明是 20 世紀(jì) 中葉科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域有劃時(shí)代意義的一件大事。由于晶體管比電子管有體積小、耗電省、壽命長、易固化等優(yōu)點(diǎn)，它的誕生使電子學(xué)發(fā)生了根本性的變革，它撥快了自動化和信息化的步伐，從而對人類社會的經(jīng)濟(jì)和文化產(chǎn)生不可估量的影響。 庫什 蘭姆 肖克利 巴丁 布拉坦 18 1957年諾貝爾物理學(xué)獎 —— 宇稱守恒定律的破壞 楊振寧 李政道 1957 年諾貝 爾物理學(xué)獎授予美國新澤西州普林斯頓高等研究所來自中國的楊振寧（ 1922 ）和美國紐約哥倫比亞大學(xué)來自中國的李政道（ 1926 ），以表彰他們對所謂宇稱定律的透徹研究，這些研究導(dǎo)致了與基本粒子有關(guān)的一些發(fā)現(xiàn)。 宇稱是描寫粒子在空間反演下變換性質(zhì)的物理量，有正負(fù)之分，若在空間反演下波函數(shù)不變，則粒子具有正宇稱；若改變符號，則為負(fù)宇稱。離子系統(tǒng)的宇稱等于各粒子宇稱的乘積，還要乘上軌道運(yùn)動的宇稱。如果粒子或粒子系統(tǒng)在相互作用前后宇稱不變，就叫宇稱守恒，它反映了物理規(guī)律在空間反演下的對稱性。 1958年 諾貝爾物理學(xué)獎 —— 切連科夫效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和解釋 切連科夫 夫蘭克 塔姆 1958 年諾貝爾物理學(xué)獎授予蘇聯(lián)莫斯科蘇聯(lián)科學(xué)院物理研究所的切連科夫 (Pavel ,19041990),夫蘭克（ Ilja M . Frank,19081990）和塔姆（ Igor Y . Tamm,18851971）以表彰他們發(fā)現(xiàn)和解釋了切連科夫效應(yīng)。 切連科夫效應(yīng)指的是帶電粒子在透明介質(zhì)中以極高的速度穿過時(shí)，會發(fā)出一種特殊的光的效應(yīng)，這是 1934 年 由切連科夫發(fā)現(xiàn)的。 1959年諾貝爾物理學(xué)獎 —— 反質(zhì)子的發(fā)現(xiàn) 西格雷 張伯倫 1959 年諾貝爾物理學(xué)獎授予美國加利福尼亞州伯克加州大學(xué)的西格雷（ Emilio Segre ,19051989）和張伯倫 (Owen Chamberlain ,1920 ),以表彰他們發(fā)現(xiàn)了反質(zhì)子。 1955 年西格雷和張伯倫發(fā)現(xiàn)了反 質(zhì)子標(biāo)志著人類對反世界的認(rèn)識又上了一個(gè)新臺階，這是狄拉克理論的一個(gè)勝利，也是人工加速帶電粒子的努力所取得的又一項(xiàng)重大成果。 1960年諾貝爾物理學(xué)獎 —— 泡室的發(fā)明 楊振寧 李政道 切連科夫 夫蘭克 塔姆 西格雷 19 格拉塞 1960 年諾貝爾物理學(xué)獎授予美國加利福尼亞州伯克加州大學(xué)的格拉塞（ Donald A . Glaser ,1926 ） ,以表彰他發(fā)明了泡室 . 泡室是探測高能帶電粒子徑跡的又一種有效手段 ,他曾在 50年代以后一度成了高能物理實(shí)驗(yàn)的最風(fēng)行的探測手段設(shè)備 ,為高能物理學(xué)創(chuàng)造了重大的發(fā)現(xiàn) 1961年諾貝爾物理學(xué)獎 —— 核子結(jié)構(gòu)和穆斯堡爾效應(yīng) 霍夫斯塔特 穆斯堡爾 1960 年諾貝爾物理學(xué)獎授予美國加利福尼亞州斯坦福大學(xué)的霍夫斯塔特 (Robert Hofstadter ,19151990),以表彰他在電子受原子核散射的先驅(qū)性研究及由此獲得的核子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn) 。另一半授予德國慕尼黑技術(shù)學(xué)院和美國加利福尼亞州帕薩迪那州理工學(xué)院 1962年諾貝爾物理學(xué)獎 —— 凝聚態(tài)理論 朗道 1962年諾貝爾物理學(xué)獎授予蘇聯(lián)莫斯科蘇聯(lián)科學(xué)院的朗道 (Lev ,19081968)，以表彰他作出了凝聚態(tài)特別是液氦的先驅(qū)性理論。 1963年諾貝爾物理學(xué)獎 —— 原子核理論和對稱性原理 維格納 瑪麗 戈佩特－邁耶夫人 延森 1963 年諾貝爾物理學(xué)獎授予美國物理學(xué)家維格納 (Eugene Paul Wigner,19021995)，以表彰他對原子核和基本粒子理論， 格拉塞 霍夫斯塔特 朗道 維格納 瑪麗 戈佩特－邁耶夫人 延森 20 特別是通過基本對稱原理的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用所作出的貢獻(xiàn)；另一半授予美國物理學(xué)家瑪麗 戈佩特－邁耶夫人 (Maria GoeppertMayer， 19061972)和德國物理學(xué)家延森 ()，以表彰他們在發(fā)現(xiàn)核殼層結(jié)構(gòu)方面所作的貢獻(xiàn)。 1964年諾貝爾物理學(xué)獎 —— 微波激射器和激光器的發(fā)明 湯斯 巴索夫 普羅霍羅夫 1964 年諾貝爾物理學(xué)獎一半授予美國馬薩諸塞州坎布里奇的麻省理工學(xué)院的湯斯(Charles ， 1915 )，另一半授予蘇聯(lián)莫斯科蘇聯(lián)科學(xué)院列別捷夫物理研究所的巴索夫 (Nikolay ， 1922 )和普羅霍羅夫 (Aleksandr ， 1916 )，以表彰他們從事量子電子學(xué)方面的基礎(chǔ)工作，這些工作導(dǎo)致了基于微波激射器和激光原理制成的振蕩器和放大器。 1965年諾貝 爾物理學(xué)獎 —— 量子電動力學(xué)的發(fā)展 朝永振一郎 施溫格 費(fèi)因曼 1965 年諾貝爾物理學(xué)獎授予日本東京教育大學(xué)的朝永振一郎 (SinItrio Tomonaga， 19061979)，美國馬薩諸塞州坎布里奇哈佛大學(xué)的施溫格 (Julian ， 19181994)和美國加利福尼亞州帕薩迪那加州理工學(xué)院的費(fèi)因曼(Richard Phillips Feynman， 19181988)，以表彰他們在量子電動力學(xué)所作的基礎(chǔ) 工作，這些工作對基本粒子物理學(xué)具有深遠(yuǎn)的影響。 1966年諾貝爾物理學(xué)獎 —— 光磁共振方法 卡斯特勒 1966 年諾貝爾物理學(xué)獎授予法國巴黎大學(xué)，高等師范學(xué)校的卡斯特勒 (Alfred Kastler， 19021984)，以表彰他發(fā)現(xiàn)和發(fā)展了研究原子中 赫茲 共振的光學(xué)方法。 1967年諾貝爾物理學(xué)獎 —— 恒星能量的生成 湯斯 普羅霍羅夫 朝永振一郎 施溫格 費(fèi)因曼 卡斯特勒 21 貝特 1967 年諾貝爾物理學(xué)獎授予美國紐約州康奈爾大學(xué)的貝特 (Hans ， 1906 )，以表彰他對核反應(yīng)理論所作的貢獻(xiàn)，特別是涉及恒星能量生成的發(fā)現(xiàn)。 1968年諾貝爾物理學(xué)獎 1968 年諾貝爾物理學(xué)獎 —— 共振態(tài)的發(fā)現(xiàn) 阿爾瓦雷斯 1968 年諾貝爾物理學(xué)獎授予美國加利福尼亞州大學(xué)的阿爾瓦雷斯（ Luis ,19111988） ,以表彰他對基本粒子物理學(xué)的決定性貢獻(xiàn)，特別是發(fā)現(xiàn)了許多共振態(tài)，這些發(fā)現(xiàn)是由于他發(fā)展了氫泡室技術(shù)和數(shù)據(jù)分析方法才成為可能的。 共振態(tài)是早先對壽命極端的一類強(qiáng)子的通稱。在研究原子核的三叔和反應(yīng)過程中，往往會出現(xiàn)這樣一種 共振 現(xiàn)象：當(dāng)入射粒子能量取某一確定值時(shí)，散射或反映的截面突然變大，截面隨能量的變化曲線和力學(xué)中的共振曲線完全相似。用量子力學(xué)可以證明，這種共振現(xiàn)象的出現(xiàn)是由于在該能量附近，入射 粒子于原子核結(jié)合成為一個(gè)亞穩(wěn)復(fù)合核。經(jīng)過一定時(shí)間后者亞穩(wěn)復(fù)合核衰變?yōu)槟B(tài)粒子。阿爾瓦雷斯把這類粒子稱為共振態(tài)。共振態(tài)和穩(wěn)定強(qiáng)子一樣具有類似的量子數(shù)，諸如自旋、宇稱、同位旋、奇異數(shù)和粲數(shù)等等，只是它可以通過強(qiáng)相互作用衰變。由于其壽命一般短到 1020s1024s,因此根據(jù)不確定原理，不穩(wěn)定的粒子沒有確定的質(zhì)量，所以其質(zhì)量的不確定度相當(dāng)大，一般為幾十到幾百 MeV。 1969年諾貝爾物理學(xué)獎 —— 基本粒子及其相互作用的分類 蓋爾曼 1969 年諾貝爾物理學(xué)獎授予美國加利福尼亞州帕薩迪那加州理工學(xué)院的蓋爾曼（ Murray GellMann,1929 ），以表彰他對基本粒子及