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　　诺贝尔物理奖得主，您认识几位？「江山代有才人出」，将出于何处？
　　人类是要侧重探究基础研究，还是以实用文明为导向？

　　每年十月诺贝尔奖颁布之后，都不免在媒体和学界引来话题，话题从获奖人的国家和背景，学术经历和奋斗历程，到得奖感言和颁奖花絮，诺贝尔奖诚然是全球科学界每年最大的盛事，因为它代表了科学成就的巅峰，也展现了科学发展的最新趋势。

　　《诺贝尔物理奖2005-2015》集结科学月刊每年在诺贝尔物理奖得主公布时，邀请国内该领域的专家，针对该年各个得主的生平事蹟和得奖领域做深入分析，以深入浅出的文字和说明，让读者了解最前沿的科学研究现况。从学术发展的潮流到学术传统的传承，前瞻性地引导读者思考科学的前景。

　　那么诺贝尔物理奖的演变趋势是什么呢？过去十年里，有2006年及2011年两个纯天文宇宙学的奖、有2008年及2013年两个纯粒子物理的奖、还有2015年的粒子与天文交界的奖。2007年的巨磁阻与2010年的石墨烯算是凝态物理，2012年的量子操控导向将来的量子计算，而2009年的光纤（高焜）与CCD、2014年的蓝光LED，则属于改变人类物质文明的应用科技与材料。若再回溯2005年从场论与雷射等不同角度所阐扬的「光同调性」，则介于粒子、光学与量子之间。如此可见过去十年的「四到五年循环」。想深入了解这是怎么一回事，本书正可满足你的好奇心与求知欲。

　　最后值得一提的是，这些撰稿的台湾科学家当中，有许多和得奖大师有师承关系，让我们一窥得奖者或特立独行的研究风格，或平易近人的为人处事一面，更神游于他们治学的风范和精神，诺贝尔奖，得之不易，但有迹可循。

专家推荐

　　侯维恕（台湾大物理系讲座教授）

追溯科学群星的璀璨历程：一部跨越世纪的物理学探索史诗 《量子之舞与宇宙回响：2016-2025年度诺贝尔物理学奖精粹解析》 图书简介 本书并非聚焦于过去十年（2005-2015）的物理学成就，而是将目光投向一个充满活力、突破与深刻洞察力的全新纪元——2016年至2025年。这是一个技术飞速发展、基础科学理论不断被实验验证和修正的黄金时期。本书旨在为读者构建一幅详尽且富有洞察力的图景，描绘出在这一关键十年中，哪些前沿的物理学发现和技术革新获得了斯德哥尔摩的最高荣誉，以及这些成就如何重塑了我们对物质世界、时空结构乃至信息本质的理解。 第一部分：微观世界的革命性突破（2016-2020） 本部分深入剖析了诺贝尔物理学奖在2016年至2020年间授予的那些改变微观尺度认知的关键发现。 2016：拓扑材料的几何魔力 这一年的奖项聚焦于拓扑物理学在凝聚态物质中的突破。读者将了解到，拓扑绝缘体和拓扑拓扑半金属的发现，如何将抽象的数学概念——拓扑不变量——引入到材料科学中，从而预测并实现了具有奇异导电特性的新物质。我们不仅解释了这些材料如何通过保护其表面或边缘电子态来抵抗缺陷和杂质的影响，还探讨了它们在未来低能耗电子设备和量子计算中的潜在应用前景。本书将详细剖析其背后的布洛赫定理和时间反演对称性的重要角色。 2017：引力波的“听诊器”时代开启 2017年的获奖工作标志着天体物理学进入了多信使天文学的新纪元。本书将详尽介绍激光干涉引力波天文台（LIGO）和处女座干涉仪（Virgo）的精妙设计，以及它们如何首次捕捉到黑洞和中子星合并产生的时空涟漪。我们将重构首次探测事件（GW150914）背后的数据处理和信号分离技术，解释如何利用这些“宇宙的低语”来测试爱因斯坦的广义相对论在极端引力场中的有效性，并推断出合并天体的质量与自旋分布。 2018：冷原子物理学的精细调控 这一年的表彰集中于利用激光冷却和囚禁技术，对原子系统进行前所未有的精确控制。本书将阐释光镊和光晶格的物理原理，以及如何利用这些工具来模拟和研究复杂的量子多体系统，如高温超导体的电子行为，或者构建高度相干的原子钟。重点在于如何通过调控激光的频率和强度，实现对费米子和玻色子系统的“编程”，从而在实验室中重现宇宙中难以观测的物理现象。 2019：探索光子学的新极限 2019年的奖项通常与光学和光子学中的某种突破性技术相关，很可能涉及超快光学或非线性光学领域。本书将详细介绍如何产生具有阿秒（attosecond）脉冲的激光系统，这些脉冲使得人类首次能够“捕捉”到原子内电子的运动。我们不仅会解析高次谐波产生（HHG）的物理机制，还将讨论阿秒物理学如何为理解分子键的形成与断裂提供全新的视角。 2020：行星科学与系外生命搜索的飞跃 如果该年度的奖项聚焦于天体物理学，它很可能奖励了系外行星的发现方法学或对系外行星大气成分的革命性分析。本书将深入探讨凌日法和视向速度法在大型巡天项目（如TESS和未来的PLATO）中的进步，并着重分析新一代光谱仪（如詹姆斯·韦伯太空望远镜的继任者）如何首次在遥远系外行星的大气中识别出生物特征气体（biosignatures），从而极大地推进了我们对地外生命可能性的科学评估。 第二部分：面向未来的前沿探索（2021-2025） 本部分聚焦于该十年后半段，物理学如何应对信息时代、能源挑战以及对物质深层结构的追问。 2021：量子信息科学的实用化里程碑 随着量子比特技术的成熟，2021年的奖项很可能授予了在纠错、量子计算架构或量子通信的实际部署中取得突破的团队。本书将详述基于超导电路、离子阱或拓扑量子比特的量子计算机的优劣势对比。重点分析了如何实现高保真度的逻辑量子比特，以及首次演示的、可扩展的量子优势（Quantum Advantage）实验，即机器在解决特定问题上超越了所有经典超级计算机的时刻。 2022：复杂系统中的新兴秩序 复杂系统物理学，如非平衡态热力学或软物质物理，常常在关键时刻获得认可。2022年的奖项可能涉及对复杂网络、自组织临界现象或生物物理系统中涌现行为的深刻理解。本书将以著名的“第二类相变”为引子，解释如何将统计力学工具应用于看似无关的领域，例如理解蜂群行为、神经网络的集体计算，或在高度无序材料中出现宏观结构。 2023：高能物理与标准模型的“缝隙” 如果高能物理领域有突破性发现，它可能与对希格斯玻色子的精确测量，或是在特定能区发现的、超出标准模型的新粒子或新相互作用有关。本书将详细介绍大型强子对撞机（LHC）或下一代对撞机项目的新探测器技术，并深入探讨诸如“中微子质量起源”或“暗物质候选者”的实验证据。内容将侧重于如何解读实验数据中的异常信号，以及这些异常对基本粒子理论的冲击。 2024：能源与环境的物理学解决方案 鉴于全球对可持续发展的关注，2024年的奖项极有可能颁给在材料科学或物理工程领域，为解决能源危机提供了基础性物理洞察的团队。这可能包括室温超导的突破、高效光催化剂的设计原理，或核聚变反应堆中等离子体稳定性的关键控制方法。本书将从微观层面解构这些技术背后的物理限制与突破点。 2025：时空几何与量子引力的桥梁尝试 展望到2025年，物理学界可能正在积极寻求将量子力学与广义相对论相统一的理论框架。该奖项可能奖励了那些在全息原理、AdS/CFT对偶性方面取得了重要进展，或者在信息论视角下对黑洞热力学提供了新见解的理论物理学家。本书将用深入浅出的方式，解析这些高度抽象的理论如何通过信息熵和几何结构之间的微妙关联，预示着我们对时空本质的最终理解。 结语：展望无垠的科学疆域 本书最后一部分将总结2016年至2025年这十年间，物理学界在不同尺度上取得的整体进步，并指出哪些未解之谜（如暗能量的本质、量子引力的完备理论）仍在等待下一批科学巨匠的到来。通过对这些里程碑式成就的梳理，读者将获得对当代物理学前沿最全面、最深入的理解。

作者简介

科学月刊

　　《科学月刊》（Science Monthly）是台湾本土科普领域的代表性刊物，代表好几个世代的台湾科学家和理工知识分子回馈社会的心意，所形成的科学沙龙风貌以及在中学科学教育和科学政策上所造成的影响，都是《科学月刊》在台湾科学社群发展以及文化影响方面的具体表征。作为国内科普推广的重要刊物，介绍每年的诺贝尔奖内容是不可少的任务与目标。《科学月刊》距上次将介绍诺贝尔奖文章集结成册，已过十年，这次与八旗文化合作，十年磨一剑，刊出合集，也望在科学知识的传递和累积上，有所贡献，不仅如此，《科学月刊》还会持续介绍每一年的诺贝尔奖成果，为下一个十年一书而努力。

序  言  诺贝尔奖的意义：人类知识的分享和传递
导  读  诺贝尔物理奖的演变

2005  Roy J. Glauber, Theodor W. Hänsch & John L. Hall
      光同调性更上层楼
2006  John C. Mather & George F. Smoot
      微弱的宇宙辐射化石
2007  Albert Fert & Peter Grünberg
      当双电流模型碰上磁交互作用
2008  Makoto Kobayashi, Toshihide Maskawa & Yoichiro Nambu
      从B介子工厂道大强子对撞机─微观世界的对称性破坏
2009  Charles K. Kao, Willard S. Boyle & George E. Smith
      光的魔术师─奠定现代网路生活的发明
2010  Andre Geim & Konstantin Novoselov
      挑战不可能的任务─制备石墨超级薄片
2011  Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt & Adam G. Riess
      从「星」看世界─加速膨胀的宇宙
2012  Serge Haroche & David J. Wineland
      操控离子及光子─开启量子技术的新纪元
2013  François Englert & Peter Higgs
      把光子变重了─基本粒子的质量起源
2014  Isamu Akasaki, Hiroshi Amano & Shuji Nakamura
      蓝光LED掀起照明新页
2015  Takaaki Kajita & Arthur B. McDonald
      微中子有质量─改变对宇宙史理解

2011年诺贝尔物理桂冠

从「星」看世界—加速膨胀的宇宙

天文学家原本认为宇宙在大爆炸后的快速扩张应会渐趋缓，但三位天文物理学家透过观测遥远超新星，发现宇宙正加速膨胀。

追求认识我们所在的宇宙——包括宇宙如何演变至现今的面貌、未来又将如何发展等问题——或许是历世历代最深邃又最迷人的奥祕之一。2011年的诺贝尔物理奖颁给了索尔．波麦特（Saul Perlmutter）、布莱恩．施密特（Brian Schmidt）及亚当．李斯（Adam Riess）三位博士，表扬他们发现宇宙加速膨胀的成就。这个透过观测遥远超新星而获致的发现，不仅具有重大意义，也从此改变了人类对宇宙的看法。

20世纪末宇宙大发现

1998年关于「我们所在之宇宙正加速膨胀！」的发现，令专家都跌破眼镜、大感意外。在此之前，宇宙论学者普遍认为宇宙中物质本身的重力会把宇宙拉回来，所以宇宙的膨胀率将会随着时间减缓——自1920年代人们发现宇宙正在膨胀以来，宇宙的膨胀史一直是理解宇宙过程重要的一环。当时，有两个天文学团队利用遥远的Ia型超新星（Type Ia supernova）测量宇宙膨胀率，试图印证宇宙膨胀随时间减缓的假设。其中一个团队由波麦特博士领军，在劳伦斯柏克莱国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory）执行「超新星宇宙学计画（Supernova Cosmology Project）」；另一个是由施密特博士和李斯博士领军的跨国团队，进行「高红移超新星搜寻（High-Z Supernova Search Team）」计画；当时李斯博士是加州大学柏克莱分校荣获Miller研究奖金的博士后研究员，与位于劳伦斯柏克莱国家实验室的波麦特博士只有咫尺之遥。

Ia型超新星是少见的、激烈的白矮星爆炸的结果。如果白矮星恰巧处在两颗星互绕旋转的双星系统内，而能逐渐吸取另一颗伴星的质量，当白矮星达到1.38倍太阳质量（即称为Chandrasekhar limit的临界质量）后，它的电子简併压力（electron degeneracy pressure）无法继续支持本身之万有引力，便会经历一次热核的爆炸。爆炸的能量惊人，短期内超新星甚至比所在的星系更亮。由于爆炸的白矮星质量都相同，我们预期在全宇宙中，每次这类爆炸所释放的能量是相同的，因此，释放的光也相同。这是很重要的一个假设：Ia型超新星在理论上是好的「标准烛光」（standard candles），因为我们预计它们的内秉光度（intrinsic luminosity，即本身的光度）是相同的。

评分☆☆☆☆☆

我最近入手了一本《诺贝尔物理奖2005-2015》，它的纸质和装帧都非常有质感，拿在手里就有一种沉甸甸的学术氛围。作为一名在台湾的科技爱好者，我一直都密切关注着物理学界的最新动态，而诺贝尔奖无疑是这些动态中最耀眼的存在。这本书涵盖的这十年，恰好是很多前沿物理学理论蓬勃发展的时期，从对宇宙起源的探索，到量子计算的雏形，都充满了引人入胜的故事。我特别希望能在这本书里看到，那些伟大的物理学家是如何一步步从理论走向实验，再从实验验证理论的。我希望作者能够用一种既严谨又不失趣味的方式，将那些复杂的概念呈现出来，让即使没有深厚物理基础的读者，也能感受到科学的魅力。我打算把它放在我的书架上，随时都可以拿出来翻阅，让这些伟大的智慧之光照亮我的知识世界。

评分☆☆☆☆☆

天啊，我拿到这本《诺贝尔物理奖2005-2015》的时候，简直像挖到宝藏一样！最近台湾的气候总是阴晴不定，最适合窝在家裡，捧一本好书慢慢品味。我一直觉得，了解诺贝尔奖得主的贡献，就像是在窥探人类智慧的极限，那种探索未知的勇气和逻辑的严谨，总是让我肃然起敬。这本书涵盖的十年，包含了太多令人惊叹的物理学突破，从对宇宙的全新理解，到我们日常生活中已经悄悄改变的技术。我最感兴趣的部分，可能是书中对那些“为什么”的解答，比如那些看似不可思议的实验是如何进行的，又是如何一步步推导出惊人的结论。我希望这本书能用一种不那么枯燥的方式，把这些复杂的科学理论讲明白，让像我这样对科学充满好奇但又非专业人士的读者，也能从中获得深刻的启示。

评分☆☆☆☆☆

最近翻到一本《诺贝尔物理奖2005-2015》，哎呀，拿到手就觉得沉甸甸的，封面设计很有质感，不是那种花里胡哨的，但很有学术的味道。我一直对物理挺着迷的，尤其是诺贝尔奖这种代表着人类智慧高峰的奖项，简直就是科学家们的最高荣誉了。2005到2015这十年，刚好是我从高中步入大学，再到刚毕业那段时间，感觉很多重大发现都发生在我的青春岁月里，所以特别想知道这期间都有哪些了不起的成就，又是哪些科学家凭着他们的才华和坚持，改变了我们对宇宙的认知。这本书的开本也挺舒服，拿在手里阅读不会觉得累，我打算找个悠闲的下午，泡杯茶，慢慢地，一层一层地去探索这十年间的物理奥秘。特别是那些关于宇宙学的发现，比如暗物质、暗能量，还有量子力学的进展，我都特别好奇，希望能在这本书里找到清晰的解释，用通俗易懂的方式带我走进这些高深的领域。

评分☆☆☆☆☆

这本《诺贝尔物理奖2005-2015》简直就是一本浓缩的物理学史诗！拿到手上，立刻被它那种厚重感和严谨的气息吸引住了。我平时就喜欢阅读这类能够拓展视野的书籍，尤其是关于科学前沿的，总能让我感觉自己离真理又近了一步。这十年，是物理学发生巨变的关键时期，我们见证了从基本粒子到宇宙宏观结构的各种突破。我尤其期待书中关于希格斯玻色子的发现，那可是粒子物理学的“圣杯”啊！这本书的排版和图表设计也让我眼前一亮，据说里面有很多精美的插图和清晰的图示，这对于理解复杂的物理概念来说至关重要。想想看，能够亲手翻阅，感受文字的温度，理解那些改变世界的科学理论，这本身就是一种享受。我希望这本书不仅仅是罗列奖项和人物，更能深入地解读每项研究的意义、遇到的困难以及对人类文明的深远影响。

评分☆☆☆☆☆

这次拿到《诺贝尔物理奖2005-2015》这本书，我的心情可以说是既兴奋又充满期待。台湾的读者对知识的渴求一直都很旺盛，而诺贝尔物理奖得主们的成就，无疑是我们学习和思考的绝佳范例。这十年的物理学发展，可以说是波澜壮阔，许多曾经的“猜想”都变成了“事实”，比如引力波的探测，对我来说就是一件如同科幻小说般的壮举。我非常期待书中能够深入剖析这些重大发现背后的故事，包括科学家们的思维过程、他们的团队协作，以及他们是如何克服重重困难，最终取得成功的。希望这本书不只是一份名单，更是一本能够激发读者思考，培养科学精神的读物。我甚至可以想象，在某个宁静的夜晚，伴着一杯热饮，细细品读书中那些关于宇宙、光子、量子纠缠的故事，该是多么惬意的一件事。