百年物理諾獎回顧：我們的崇敬與誤解 | 賢説八道_風聞

撰文 | 曹則賢（中國科學院物理研究所研究員）

物理諾獎至今已頒發112輪，共產生209位獲獎者。物理諾獎的宗旨是獎勵 “在物理領域做出最重要發現或者發明的人”，如此而已。諾獎由私人基金會頒發，沒有公平不公平的問題。對物理諾獎不該想當然地加入我們自家特色的誤解。物理諾獎得主中堪稱大物理學家者約佔三分之一左右，反過來看，愛因斯坦、玻恩這樣的一代宗師得諾獎的過程滿眼是淚，而龐加萊、索末菲這樣的一代宗師甚至折戟諾獎名利場。對於中國物理學的發展，也許努力學會物理、紮實開展物理研究比盯着諾獎更重要，畢竟能將自己的研究結果加入物理學的體系才是一個物理學家的最高成就。

近年來北京金秋的十月，academically, 是由一連串的莫名騷動所表徵的。每到十月，許多國人和媒體都以極大的熱情關注來自北歐的諾獎消息，跟着一起激動一起嘆息。眼下又值十月，開獎日子將臨，本來發誓不再談諾獎的我（因為打破腦袋也想不到諾獎跟我有嘛關係）經不住友人的攛唆，又要從俗談諾獎。本文回顧一下百餘年來的物理諾獎，重點聊聊我以為的關於物理諾獎的誤解。純屬個人見解，聊作引玉之磚而已，讀者不必當真。

對於諾獎和諾獎得主，大概沒有比我們更崇敬的了。新世紀以來，看到我們的東瀛鄰居以每年一個的速率收穫諾獎，我們急切的心情難以言表。為了表示我們對諾獎的崇敬，我們這些年不惜以天文數字的重金以各種創新的方式引入了各路諾獎得主，京東某區甚至****不惜為諾獎得主開出高達每月幾百塊錢的租房優惠。除了不惜重金以外，我們對諾獎得主也不吝溢美之詞，甚至基於贏者通吃的習慣還創作了諾獎得主就是最高水平科學家的傳説。這大概是關於諾獎的最具特色的誤解了。此外，有時候，我們還會為某某人未能獲獎而大談諾獎評選的失誤與不公，為某某人與諾獎擦腫了肩膀而不停地惋惜。這些表現，似也與對諾獎的誤解有關。

首先需要澄清的是，諾獎無所謂公平與不公平的問題。諾獎的設立基於諾貝爾個人的遺願與遺產，由諾貝爾基金會所屬的委員會根據提名決定當年的獲獎人，人家願意發給誰就發給誰，只要沒張冠李戴就無可指責。這一點，就文學、經濟學這些彈性比較大的學科而言，大家可能比較容易理解。對於物理學這樣比較剛性的學科，則常有人基於自己的理解對諾獎的頒發多有褒貶。就我個人從小環境得來的信息來看，有人想當然地認為物理諾獎得主就是物理學大家，並由此出發反過來理解物理諾獎和物理諾獎得主。然而，這和事實卻有相當大的出入。

關於物理諾獎的頒獎宗旨，以諾貝爾官方網頁信息為準，乃是one part to the person who shall have made the most important discovery or inventionwithin the field of physics（一部分獎給在物理領域做出最重要發現或發明的人）。注意，物理諾獎的評選標準是“discovery or invention（發現或發明）”。有人總結道，（物理）諾獎的頒發遵循的是“非功不侯”的原則，即物理諾獎發給做出重要發現或者發明的那個人，至於那個人對具體的問題是否理解、是不是別人努力半生讓他碰巧摘個桃子等等，這些與頒獎無關。以為物理諾獎得主是物理學大家，其對物理學有透徹的理解或有系統的貢獻，是我們的自作多情。

檢視一下物理諾獎的數據，我們會更加正確理解物理諾獎的頒發原則。自1901年起，物理諾獎迄今頒發112次，獲獎者210個（應是209人，巴丁獲得過兩次），女性3人，年齡從25歲至96歲不等。其實，若關注諾獎細節的話，會發現一些化學獎的獎勵內容也是純物理的，約有11個年度，這包括1998年度的柯恩（Walter Kohn）因發展密度泛函理論獲獎，1977年度的普利高津（Ilya Prigogine）因發展非平衡態熱力學獲獎，1944年度的德拜（Peter Debye）因發展X-射線衍射而獲獎。德拜是大牌物理學家，其1925年底嘟噥的一句“談論波動總得有個波動方程吧”導致薛定諤老師上山寫出了量子力學的基本方程 

 柯恩一輩子研究理論物理，結果獲得了個化學獎，他自己覺得忒冤枉。柯恩密度泛函的主要思想是擾動在波函數的模平方 

（正比於電荷）意義上是局域的，但在波函數 

 意義上是全局的，他把這俏皮地稱為電子的近視問題。在關於量子力學多體問題人們都熟知的地方看出別人未看出來的奧秘，這是柯恩讓筆者萬分佩服的地方。當然了，筆者佩服柯恩教授還主要是因為他是唯一的一位筆者曾挨在一起吃過飯的諾獎得主。柯恩和德拜這兩位化學諾獎得主，以筆者的淺見，應該算是物理大家。

在112個年份的物理諾獎中，有大師級人物獲獎的，以筆者淺見，約為47個年度，比例~40%。這其中，宗師級的人物，如奠定電動力學的荷蘭人洛倫茲，奠定了量子力學與相對論的德國人普朗克（E=mc2，S=k logW 這兩個物理學最重要的公式都是普朗克寫出來的，第一個相對論博士是普朗克培養的），都順利得到了物理諾獎。大神級人物英國人狄拉克和奧地利人薛定諤、泡利，以及擁有自己學派的蘇聯人朗道都順利獲獎（因為遭遇車禍，朗道的授獎儀式是在蘇聯科學院醫院舉行的）。物理圈以外的朋友可能會感到驚詫的是，宗師級人物愛因斯坦的諾獎之路充滿心酸，自1909年被第一次提名，直到1922年愛因斯坦才獲獎，而且還是算填補1921年度未發的。相對論未獲獎其實沒啥好遺憾的，沒有任何一個獎配得上相對論。愛因斯坦獲獎的工作，即對光電效應的解釋，雖然是愛因斯坦信手拈來的小菜，但那是確立能量量子的不可或缺的一步，得諾獎無可厚非。愛因斯坦的難兄難弟玻恩，一樣是大宗師級人物，他的諾獎之路更是坎坷。玻恩學究天人，對物理學無所不會，是矩陣力學的創立者，海森堡（是海森堡先想到用經典振動加躍遷概念研究譜線的強度才有了矩陣力學的）、約當這些青年才俊當時都是他的研究助手。當玻恩在英國混在聽眾中見到海森堡等諾獎得主被人前呼後擁呼嘯而過時，不由得淚流滿面。直到1954年，在創立矩陣力學29年之後，玻恩才因“對量子力學創立所做的貢獻和對波函數的幾率詮釋”獲得諾獎，得到遲來的承認。當然，對於宗師級的人物，愛因斯坦、玻恩都還算是幸運的，而德國人索末菲、外爾，法國人龐加萊，卻終生與諾獎無緣。慕尼黑大學的索末菲教授，是物理學的一代宗師，其門下羣英薈萃，包括諾獎得主海森堡、泡利、貝特、德拜、鮑林（化學獎與和平獎）等多人，幾乎所有的學生都在物理學上留下了姓名。然而，雖經多人多年提名，索末菲終於與諾獎無緣，其間故事頗耐人尋味。法國人龐加萊更是神一樣的人物，是哲學家、文化學者，對數學有全面的貢獻，其對物理的貢獻包括由三體問題引出混沌的概念，幫助奠立電動力學，提出相對論和引力波概念（1901年），指出洛倫茲變換應該有羣結構，等等，等等，等等。為了龐加萊未能獲諾獎的問題，法國科學家曾威脅瑞典人不再接受諾獎，後續發展就令人啼笑皆非了，不提也罷！至於對數學有全面的貢獻，對相對論、量子力學和規範場論的建立都有奠基性貢獻的外爾為什麼沒得物理諾獎，筆者未掌握任何資料，不敢亂説。但是，筆者堅持一個觀點，龐加萊、外爾的成就未獲諾獎，應該看作是他們的幸運才是。

瀏覽一下物理諾獎得主名單，如下的一些得主給筆者留下了深刻印象，是筆者心目中的大物理學家。除了上文提到的那些大神們，包括但不限於2016年度的David J. Thouless, F. Duncan M. Haldane 和J. Michael Kosterlitz（拓撲相變）， 2013年度的François Englert 和Peter W. Higgs（基本粒子質量發生的機制），2005年度 Roy J. Glauber （光學相干的量子理論），2004年度的 David J. Gross, H. David Politzer 和Frank Wilczek （強相互作用的漸進自由度），2003年度的Alexei A. Abrikosov, Vitaly L. Ginzburg 和Anthony J. Leggett （超導與超導），2001年度的Wolfgang Ketterle（玻色愛因斯坦凝聚體的實現），1999年度的Gerardus t‘Hooft 和Martinus J. G. Veltman（電弱統一理論），1998年度的Robert B. Laughlin（帶分數電荷元激發的量子液體），1997年度的Claude Cohen-Tannoudji（原子的激光冷卻），1996年度的Douglas D. Osheroff（氦3超流性的發現），1991年度的Pierre-Gilles de Gennes（有序現象推廣到液晶與高分子研究），1983年度的 Subramanyan Chandrasekhar（恆星結構演化），1982年度的 Kenneth G. Wilson（臨界現象理論），1979年度的 Sheldon Lee Glashow, Abdus Salam和Steven Weinberg（弱電統一理論），1978年度的Pyotr Leonidovich Kapitsa（低温物理），1977年度的Philip Warren Anderson, Sir Nevill Francis Mott 和John Hasbrouck van Vleck（磁與無序系統的電子結構），1972年度的John Robert Schrieffer（超導理論），1969年度的Murray Gell-Mann（基本粒子和相互作用的分類），1967年度的Hans Albrecht Bethe（核反應理論與恆星能量來源相關的發現），1965年度的Sin-Itiro Tomonaga, Julian Schwinger 和Richard P. Feynman（量子電動力學），1963年度的Eugene Paul Wigner（對稱性原理的應用），1958年度的Pavel Alekseyevich Cherenkov (切倫科夫輻射），1957年度的Chen Ning Yang，Tsung-Dao Lee（弱相互作用宇稱不守恆），1949年度的Hideki Yukawa（預言介子存在），1938年度的Enrico Fermi（中子輻射誘導新放射性與核反應），1922年度的Niels Henrik David Bohr（原子結構與輻射理論），1919年度的Johannes Stark（原子譜線分裂），1915年度的Sir William Henry Bragg（X射線晶體結構分析）， 1914年度的Max von Laue（X射線晶體衍射的發現），1913年度的Heike Kamerlingh Onnes（氦的液化，超導的發現），1910年度的Johannes Diderik van der Waals（氣體與液體的狀態方程），1906年度的Joseph John Thomson（電子的發現），1904年度的Lord Rayleigh（氣體密度的研究、氬的發現），1903年度的Pierre Curie（放射性的研究），等等。粗略算一下，佔全體獲獎者三分之一強。這些人的著作中，你能讀到一類稱為思想的東西。這其中，1903年度的居里先生關於對稱性在物理研究中作用的闡述對後世影響極大；瑞利爵士（Sir Rayleigh）、湯姆孫爵士（Sir Thomson）都是經典物理的巨擘；意大利人費米（Fermi）被稱為最後一個實驗物理和理論物理的全才；李政道先生和楊振寧先生三十多歲獲獎，其後取得了更大的成就；安德森（Anderson）對凝聚態物理有全面的影響；維格納（Wigner）和外爾一起強調羣論在物理學中應用；温伯格（Weinberg）和年輕一些的維爾切克（Wilczek）對理論物理學有較全面的理解，還是當代的文化學者，這些人都給筆者留下深刻的印象。他們對物理學的貢獻在深度和廣度上，就諾獎得主層面上比較，都是名列前茅的。這其中，值得一提的是，楊振寧先生是健在的最偉大的物理學家，其在90高齡以上仍堅持研究和講學，果然不同凡響。當然其他的許多獲獎者對物理學的貢獻也各有千秋，那些成就是普通物理學工作者不可企及甚至不可望的。

然而，儘管可能有點酸葡萄心理，筆者還是想指出，一方面有些諾獎可能難以服眾，另一方面，即便做出重要的發現或者發明確實值諾獎的工作，也不能説明一個獲獎者是大物理學家。在瑞士、德國等地，一個諾獎得主不是教授就不是教授，一碼歸一碼。比如掃描隧道顯微鏡發明人之一的Heinrich Rohrer（1986年度）就不是教授，也沒靠諾獎得主的名頭非得弄個研究員的頭銜不可，大家就喊他Dr. Rohrer. 又，1973年度的得主Ivar Giaever就坦率地宣稱自己學習差、不懂物理，不因自己是諾獎得主而擺出啥都懂的學霸派頭。這兩位老先生筆者都有幸見過，當其時也，不由得肅然起敬。

至於一些獲得諾獎的工作可能名不符其實，筆者水平低，不敢具體點評。不過，對於一個長達百年的私人基金會獎勵項目，出現一些可能不能令人信服的案例也屬正常。我們應當看到，諾貝爾物理獎確實是一個物理學家能獲得的崇高榮譽，我國對物理諾獎的熱望是可以理解的，畢竟在209位獲獎人中，只有李政道和楊振寧兩位先生當年獲獎時所填寫的國籍是中國（Cine），且他們的獲獎工作還是在美國期間做的。就物理學研究而言，我們的國家還剛起步，趕上最先進的研究水平，做出最突出的研究工作還有一段不短的路程要走。保持一顆平常心，踏實做力所能及的事，憑着中國人的努力與聰明，中國人對人類在科學上做出實質性貢獻的日子，不會太遠。 

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