金仲輝

2015年10月屠呦呦獲得諾貝爾生理學(xué)獎，成為我國首位獲得諾貝爾科學(xué)獎項的本土科學(xué)家.讀者小杰問：“獲諾貝爾物理學(xué)獎的科學(xué)家都有重大的研究成果，那么在他們作出這些研究成果的時候是否已經(jīng)是非常著名的物理學(xué)家了呢？”答案是否定的.一些學(xué)生在求學(xué)時間所作出的研究成果，日后也獲得了諾貝爾物理學(xué)獎.

當(dāng)光和物質(zhì)相互作用時，無法用光的波動性來解釋它們的一些物理現(xiàn)象（例如光電效應(yīng)），而用光的微粒性可以解釋它們.在20世紀(jì)初，光具有波粒二象性曾使許多物理學(xué)家感到困惑，但是法國的年輕博士生德布羅意卻接受此觀點，不僅如此，他還從力學(xué)理論和光學(xué)理論類比中，深信電子一類的實物粒子也應(yīng)具有波動性，而不能把它們簡單地視為微粒.1923年，德布羅意提出了著名的德布羅意公式.來描述實物粒子的波動性，

德布羅意的大膽假設(shè)，當(dāng)時并沒有引起很大注意，由于經(jīng)典物理學(xué)的傳統(tǒng)觀念在作祟.這種將粒子看成既有粒子性又有波動性的觀念太超出一般人們的認(rèn)識.但是他的這個創(chuàng)新思想受到他的導(dǎo)師朗之萬的支持和愛因斯坦的贊揚.愛因斯坦說：“瞧瞧吧，看來瘋狂.可真是站得住腳呢.”德布羅意的實物粒子具有波動性（稱物質(zhì)波）的假設(shè)最終被實驗證實.德布羅意由于提出物質(zhì)波的理論而獲得1929年的諾貝爾物理學(xué)獎.

1962年.年僅22歲的英國牛津大學(xué)研究生約瑟夫森對兩塊超導(dǎo)金屬（S）間的薄絕緣層（I）如圖1、所發(fā)生的量子隧道效應(yīng)，在理論上作了卓有成效的研究，獲得了1973年的諾貝爾物理學(xué)獎.何謂量子隧道效應(yīng)？我們知道，在一電路中若在兩個普通金屬片（N）中接入一定厚度的絕緣體，電路將無法產(chǎn)生電流，我們常認(rèn)為這是由于電子能量不夠大，無法穿越這個絕緣體而造成的.當(dāng)兩塊普通金屬片（N）之間絕緣體（I）的厚度很薄（如1nm）時（如圖2），電子將可能以一定的概率穿過絕緣體，從而在電路中有電流通過.這就是所謂的量子隧道效應(yīng)，從經(jīng)典物理學(xué)來看這是不可能的，可是后來這種效應(yīng)被實驗證實.該效應(yīng)的本質(zhì)是粒子具有波動性，

以求學(xué)期間的研究成果獲諾貝爾物理學(xué)獎的，不僅有德布羅意和約瑟夫森，還有德國的穆斯堡爾（1958年獲慕尼黑工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位）因為在1957年發(fā)現(xiàn)“穆斯堡爾效應(yīng)”獲1961年諾貝爾物理學(xué)獎：美國的施里弗（1957年獲伊利諾伊大學(xué)博士學(xué)位）和導(dǎo)師巴丁，以及庫珀在1957年一起囟建立超導(dǎo)的BCS理論共獲1972年諾貝爾物理學(xué)獎.