诺贝尔物理学奖精彩解读：黑洞发现源自好奇心

“疫情年的科学力量”线上直播活动对诺奖进行实时解读

整理 | 汤佩兰

责编 | 叶水送

2020年诺贝尔物理学奖授予了英国数学物理学家彭罗斯（Roger Penrose），以及德国天文学家根泽尔（Reinhard Genzel）和美国天文学家盖兹（Andrea Ghez），表彰他们关于黑洞的发现。

10月6日晚，《知识分子》联合腾讯新闻对诺贝尔物理学奖进行直播和解读。北京大学物理学院彭良友教授、中国工程物理研究院储祥蔷研究员、中国科学技术大学徐飞虎教授就物理学奖的变迁、为何诺奖出乎意料地连续颁给同一领域等话题进行解读。

英美德3位科学家获诺贝尔物理学奖以表彰他们在黑洞研究领域的贡献

主持人：欢迎大家收看由看看新闻、腾讯新闻以及知识分子联合推出的“疫情年的科学力量”，2020年诺贝尔奖特别报道系列直播。纵观整个诺贝尔奖物理学奖，它一共颁布了113次，是三个科学奖项中颁发次数最多的一次，这个奖项一共有213人获奖。单就结果来看，美国第一，然后是英国。刚才收看的短片按照时间的顺序，来看各国的诺贝尔奖物理学奖得主的一个分布情况。三位嘉宾读出了什么？

彭良友：上个世纪中叶以前，基础物理的科学中心在欧洲，实际上当时具有很大的群聚现象，群聚现象可以从两个方面说，第一从领域来看，当时因为在世纪之交量子力学的发展，包括后来量子场论、粒子物理，还有原子核物理、原子物理，里面群聚了很多诺奖。比如第一个发现X射线的伦琴，在X射线基础上，电子、分子甚至生物的病菌、病毒、DNA等得的诺奖可能多达20多个，这是领域方面；第二，有些实验室群聚效应非常明显，英国剑桥大学的卡文迪学实验室，到目前产生了接近30位诺贝尔奖获得者。另外是美国的贝尔实验室，英国多数获奖者是在上世纪30、50年代。1950年之后，美国迅速就赶到第一了，地位不可撼动。实际上是因为美国对基础科学的投入，上世纪50年代的时候成立了国家自然科学基金，大规模投入基础物理的研究，吸引了世界各地的人才来建实验室，这些对它的基础研究推动非常大。

储祥蔷：上世纪初叶的时候，其实量子力学发展得非常迅猛，然后核物理，很多诺贝尔物理学奖都是集中在核物理上，如发现各种基本粒子，各种放射性的发现，奠定了核物理学的基础，所以50年代之前很多诺贝尔奖都是核物理。

但50年代之后进入了两极分化，一方面是应用相关的，比如说我们熟悉的像LED，要么偏向阳春白雪、高精尖，一般人无法理解的那些，要么是特别应用，有一点两极分化。

徐飞虎：刚才的短片，我印象最深的，其实是整个诺奖随着国家的变化，也反映了一个国家的发达程度。一开始德国，后面英国发达了，再后面美国，到近代日本也赶上来了。其实侧面可以反映出国家发达（的程度）。国家发达了，有经费去支持相关的基础研究以及相关的应用研究，那么必然会诞生出很多原创性的成果。我觉得中国目前属于在初期，那么在这个科研领域也会有更多的投入，我相信未来几十年，中国也会随着科研的投入也会慢慢赶上来。

黑洞的发现完全是好奇心的驱使

主持人：提到华裔科学家，我们发现有半数以上是在物理学领域。如说杨振宁先生，我记得之前听过这样一句话：杨振宁先生所做的发现和科学贡献对很多物理学家影响不一样。这句话我觉得很有意思，我们该怎么理解？

徐飞虎：杨先生确实是一位大家，在各个物理学领域都做出了开创性的贡献。所以你刚才那句话非常的正确。2012年，杨振宁先生90岁生日，收到一个清华大学的一个礼物，是一个黑色的立方体，这上面就刻了杨先生13个最重要的科学成果，包括年份。

其中一个是大家不太熟悉的、比较高深的杨——米尔斯方程。我是做激光跟原子、分子相关作用的研究。自然界现在有四种基本相互作用：电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用以及大尺度的引力相互作用。杨——米尔斯方程这个发现重要的成果最开始在1953年左右提出来的时候，没有引起太大的重视，这是因为当时理论要求所有的粒子质量是0，但60年代、70年代大家提出了一个“自发对称性破缺”的概念，这个概念2008年获得了诺贝尔奖。之后很多物理学家努力，就在杨——米尔斯方程的基础上建立了现在所说的标准模型。怎么理解这个标准模型？刚才我说了自然界存在四种相关作用力，其中有三种都可以统一在杨先生这个方程之下。所以有人就认为杨先生的杨——米尔斯方程主导了20世纪50年代以后非常基础的物理学研究，这个一点都不过分，确实是非常非常伟大的发现。

文章来源：《中国医学物理学杂志》 网址: http://www.zgyxwlxzz.cn/zonghexinwen/2020/1110/360.html