一次性带你看懂122年诺贝尔物理学奖！

视频内容比较长，文字版笔记方便大家回顾

前言：

2022年10月4日，今年的诺贝尔物理学奖已如期公布。

对于如今的诺奖，很多人表示已经看不懂在说啥了。

确实，如今的物理学早已过了那个靠几个滑块儿就能做实验的年代，在一代代物理学家的努力下，今天的物理学已经研究得非常深入。

如果回顾整个诺贝尔物理学奖的历史，你会发现他不仅记载了近代物理学的发展，也反映了如今科学的进步过程。

今天就带大家一次性看懂这122年来的诺贝尔物理学奖，一同领略现代科学大厦是如何一点点建立起来的。

1901年-获奖领域X射线

获奖者威廉·伦琴

1895年，当时在做阴极射线方面研究的人还不少，一些人甚至在伦琴之前就意外制造出了X射线，不过他们都没有意识到它的重要性，只是当做了实验中的小插曲，仅仅记录下了是。

然而，伦琴抓住了这次意外，并投入了更多的精力去进一步研究，这才使得X射线被发现。

这一发现不仅为日后的医学诊断提供了黑科技，同时也促进了20世纪许多重大科学成果的出现。

1902年获奖领域电磁学

获奖者亨德里克·洛伦兹，彼得·塞曼。

1896年，当时塞曼发现在磁场的作用下，光谱谱线会发生分裂，这种现象被称为塞曼效应。

后来洛仑兹从理论上对这种现象进行了解释。

此后，人们通过塞曼效应测量谱线分裂的频率间隔，可以测量出电子的荷质比，从而进一步证明了电子的存在。

1903年获奖领域放射性

获奖者，亨利·贝克勒尔、皮埃尔·居里、玛丽·居里，也就是我们熟悉的居里夫人。

受伦琴发现X射线的启发，贝克勒尔在一次意外的事件中发现了铀可以自发地发射辐射，从而发现了天然放射性。

后来居里夫妇在此基础上又做了相应研究，建立了最早的放射性理论。

顺带一提的是，后来他们三人因长期对放射性进行研究，身体都不同程度地受到了损伤。

1904年获奖领域新元素

获奖者约翰·斯特拉特

因为他是第三代瑞丽男爵，所以后人也称其为瑞利。

解释天空为什么是蓝色的瑞利散射就是他提出来的。

瑞丽长期从事气体密度相关的研究，之后他发现从空气中提取的氮气和从亚硝酸氨分解得到的氮气密度上存在差异，从而发现了新的气体元素 氩

1905年获奖领域光学

获奖者菲利普莱纳德

早先赫兹认为阴极射线不是粒子，而是一种以太波，具有和紫外线相似的特点。

莱纳德通过实验证明了阴极射线和紫外线并不一样。

后来随着汤姆孙发现电子，阴极射线的谜团才被解开。

同时，莱纳德还通过实验对赫兹的光电效应规律进行了完善，这些效应后来被爱因斯坦的光量子说完美解释。

1906年获奖领域电磁学

获奖者约瑟夫·汤姆森。

汤姆森通过实验推导出，阴极射线其实就是一种带负电的亚原子粒子，是种比原子还小1000倍的例子，也就是电子。

据此他推断原子是可再分的，电子就是其中组成成分之一。

1907年获奖领域光学

获奖者，阿尔伯特·迈克尔逊。

说到迈克尔逊，我们都能想到他那个著名的迈克尔逊莫雷实验，该实验正式宣判了以太说的死刑。

此后人们又做了很多类似的实验，精度也在不断提高。

实验结果均证明以太不存在，光速不随光源和参考系变化而变化，即光速恒定。

1908年获奖领域光学

获奖者加布里埃尔·李普曼

李普曼因为对光的干涉颇有研究，后来利用干涉现象，他发明了彩色玻璃照相技术。

如今，我们随手拍出的每一张彩色照片，都离不开100多年前的这项技术发明。

1909年获奖领域通讯

获奖者古列尔莫·马可尼、卡尔·布劳恩。

虽然早年赫兹在实验中发现了无线电波的存在，而且当时人们在无线电报方面已经探索了几十年，但在技术和商业上却始终没有取得成功。

作为工程师的马可尼经过大量的经验积累和不断的尝试，率先做出了可用的无线电报发射机。

此时作为物理学家的布劳恩，他在马可尼发明的基础上，从物理学角度对发射机进行了优化改造。

从此，发电报终于可以不再依靠电缆。

1910年获奖领域凝聚态

获奖者约翰内斯·范德瓦尔斯通常也会叫他范德华。

我们常说的分子间的范德华力就来源于范德华提出的关于气体和液体状态的方程。

提出该方程的那篇论文正是当年范德华的博士毕业论文。

在范德华方程的指导下，后来在实验上成功将氢气和氦气进行了液化。

1911年获奖领域黑体辐射

获奖者，威廉·维恩

韦恩将温度和熵的概念扩展到了真空中的辐射，定义了一种只发射而不反射任何电磁波的理想物体 黑体。

后来他还提出了描述黑体辐射的公式维恩公式，但该公式因为是由经典理论推导的，只符合短波情况。

后来基于量子化思想的普朗克黑体辐射公式才第一次完整描述了黑体辐射。

1912年获奖领域机械发明

获奖者古斯塔夫·达伦

作为发明家，达伦发明了用于控制灯塔、浮标以及蓄电池的自动调节装置。

1913年获奖领域凝聚态

获奖者海克·卡末林·昂内思

昂内斯通过研究材料在冷却到接近绝对零度时的行为，首次实现了氦气的液化，刷新了当时人造的温的新纪录，因此它也被称为“绝对零度先生”

1914年获奖领域X射线

获奖者马克斯·冯·劳厄

冯劳尔通过发现晶体中X射线衍射现象，不仅证明了X射线波的特性，同时也证明了晶体的晶格结构。

同时他还给出了这一现象的数学公式。

1915年获奖领域X射线

获奖者，威廉·亨利·布拉格，威廉·劳伦斯·布拉格，没错，这是一对父子。

布拉格父子通过发明的X射线分光计，共同创立了用X射线分析晶体结构的新学术领域，这项技术的应用为日后DNA双螺旋结构的发现奠定了基础。

1916年

由于第一次世界大战，该年为伴发。

1917年获奖领域X射线

获奖者查尔斯·巴克拉

在当时大家对神秘的X射线非常感兴趣。

巴克拉就一生致力于X射线的研究，他首先发现了X射线的散射以及偏振，因此断定X射线并不神秘，它本质上也是一种光。

1918年获奖领域黑体辐射

获奖者马克斯普朗克，我们的老朋友普朗克终于出场了。

通过引入普朗克常数，普朗克提出了能够完美描述黑体辐射曲线的公式。从此量子理论大门被敲开。

不过，普朗克本人对量子解释并不满意，此后很长时间，他仍然试图在经典理论框架下寻找解释。

1919年获奖领域光谱学

获奖者约翰尼斯·斯塔克

和前面说的由此场造成的谱线分裂的塞曼效应类似，斯塔克发现原子和分子光谱谱线在外加电场作用下也会发生位移和分裂现象，这被称为斯塔克效应。

1920年获奖领域材料科学

获奖者夏尔·纪尧姆

“不变钢”是一种含镍的特殊钢，由于它的膨胀系数非常小，因此适合用作测量元件，后来制造运输液化天然气的轮船，主要材料用的就是不变钢

1921年获奖领域光电效应

获奖者阿尔伯特·爱因斯坦

基于普朗克的量子化思想，通过提出光量子假说，爱因斯坦成功解释了光电效应现象。

这篇论文是爱因斯坦奇迹年那五篇论文中的一篇。

相比之下，相对论的观点当时人们还完全无法接受。

1922年获奖领域原子物理

获奖者尼尔斯·玻尔

针对原子的内部结构，玻尔提出了自己的原子模型，该模型基于量子化思路，成功解释了氢原子谱线问题。

1923年获奖领域光电效应

获奖者罗伯特·密立根

之前爱因斯坦只是从理论上解释了光电效应，密立根则在实验上定量的验证了爱因斯坦光电方程的正确性，并且测出了普朗克常数的具体数值。

1924年获奖领域光谱学

获奖者曼内·西格巴恩

又是一个关于X射线的诺奖，这次是关于X射线具体光谱方面的研究。

1925年获奖领域原子物理

获奖者詹姆斯·弗兰克，古斯塔夫·赫兹

这个赫兹不是发现电磁波的那个赫兹，古斯塔夫·赫兹是他的侄子。

弗兰克和赫兹完成了关于电子碰撞的弗兰克赫兹实验，提出了电子在原子碰撞时的定量关系，这一结果和玻尔原子模型描述的完全一致，后来成为了量子理论正确性的重要证据。

1926年获奖领域统计物理

获奖者让·佩兰

佩兰通过研究液体中细小悬浮粒子的布朗运动，验证了爱因斯坦对此现象的解释，进而确认了物质是由一个个原子构成的。

顺带说下，爱因斯坦对布朗运动的解释也在其今年的五篇论文中。

1927年获奖领域原子物理

获奖者阿瑟·康普顿、查尔斯·威耳逊

康普顿发现，当X射线或伽马射线与物质相互作用后，由于光子失去能量，从而导致波长会变长，这一现象被称为康普顿散射。

值得一提的是，对于该理论的全面性验证工作是由我国近代物理学先驱吴有训完成的，威尔逊云室则是一个可以使带电粒子在云市中留下运动轨迹的装置。

日后首个反物质正电子的发现，靠的正是威尔逊云室

1928年获奖领域热离子

获奖者欧文·瑞查森

瑞查森通过对热离子现象的研究发现，受热金属线发出来的电子，其电流与金属线的温度成指数关系，该关系被称为瑞查森定律。

1929年获奖领域物质波

获奖者，路易·德布罗意

德布罗意在他的博士论文中首次提出了物质，（比如说电子）也应该具有波动性即“物质波”的概念。

该观点受到了爱因斯坦的赏识，并得到了此后实验的证实。

1930年获奖领域光学

获奖者钱德拉塞卡拉·拉曼

注意，这个不是提出钱德拉塞卡极限的那个人，这个是他的叔叔。拉曼发现，当光穿过一个透明的物料时，部分被反射的光的波长会被改变，此现象被称为“拉曼效应”

1931年由于候选人贡献不足，该年未颁奖。

1932年获奖领域量子力学

获奖者，维尔纳·海森堡

海森堡创立了量子力学的第一种形式矩阵力学，标志着量子力学的正式诞生。

同时，他还提出了量子力学中最重要的原理之一，不确定性原理。

1933年获奖领域量子力学

获奖者埃尔温·薛定谔、保罗·狄拉克

薛定谔创立了量子力学的另一种形式波动力学，同时提出了著名的波动方程薛定谔方程。

狄拉克首次将矩阵力学和波动力学进行了统一，提出了著名的狄拉克方程。

同时，狄拉克以31岁的年龄成为了当时史上最年轻获奖的理论物理学家。

1934年这一年也是因为候选人贡献不足未能颁奖。

1935年获奖领域核物理

获奖者詹姆斯·查德威克

早先卢瑟福和查德威克从理论上猜测原子核中可能存在一种没有电荷的粒子，不过也有人猜测他们可能只是质子电子对儿。

在后续一系列实验中，查德威克从质量上找到突破口，最终确认他确实是一种新粒子，也就是中子。

1936年获奖领域宇宙射线

获奖者维克托·赫斯，卡尔·戴维·安德森

赫斯再一次气球飞行中最早发现了宇宙射线。

安德森对宇宙射线进行了更深入的研究，并在云室中发现了一种质量与电子相当，但是确切带相反电荷的新粒子正电子。

同时这也验证了狄拉克关于反物质的预言。

1937年获奖领域量子力学

获奖者克林顿·戴维孙，乔治·汤姆孙

乔治·汤姆孙就是当年发现电子约瑟夫·汤姆森的儿子。

电子具有衍射现象不足为奇，但德布罗意说，物质也具有波动性，那这意味着物质也应该具有类似的衍射现象才对。

戴维森和汤姆森各自独立在实验中发现了电子的衍射现象，并且还测量了电子的波长，结果完美符合德布罗意的预测。

1938年获奖领域核物理

获奖者恩里科·费米

费米从中子轰击原子的实验中总结出慢中子笔快中子更容易被俘获，从而推导出描述这一现象的扩散方程。

这种由慢中子的轰击而引发的核反应同时也发现了新的放射性元素。

1939年获奖领域粒子物理

获奖者欧内斯特·劳伦斯

劳伦斯发明了回旋加速器，它通过高频交流电压来加速带电粒子，一直是粒子物理学的主要研究工具。

许多原子核、基本粒子的性质等信息都是利用高能粒子轰击原子而获得的。

借助他，人们发现了16种新的化学元素。

1940年到1942年，由于第二次世界大战，这三年未颁发

1943年获奖领域粒子物理

获奖者奥托·斯特恩

斯特恩发明了使用分子数的方式来研究分子、原子以及原子核。

后来她与盖拉赫一起完成了著名的“斯特恩-盖拉赫实验”。

后来通过实验，他们还测得了包括质子在内的亚原子粒子的磁矩。

1944年获奖领域核物理

获奖者伊西多·拉比

拉比开发并改良了使用核磁共振来识别原子、磁矩和和自旋的方法。

核磁共振此后成为了核物理和化学领域的重要研究工具。

1945年获奖领域粒子物理

获奖者沃尔夫冈·泡利

通过分析实验结果，暴力认为，在一个原子中，两个电子包括所有全同费米子，它们无法同时处于完全相同的量子态。

这一结论被称为“泡利不相容原理”。

1946年获奖领域高压物理

获奖者珀西·布里奇曼

由于在高压物理方面的研究，布里奇曼发明了制备超高压的装置。

1947年获奖领域大气物理

获奖者爱德华·阿普尔顿

由于长期从事大气层物理性质的研究，阿普尔顿发现了地球大气层中的电离层。

1948年获奖领域宇宙射线

获奖者帕特里克·布莱克特

布莱克特改进了威尔逊云室和照相技术，发明了自动计数控制的云是照相技术，同时借助他研究宇宙射线并得到了许多重要发现。

1949年获奖领域粒子物理

获奖者汤川秀树

汤川通过研究原子核内的强相互作用，预言了介子的存在。

随着鲍威尔等人在宇宙射线中发现了π介子，汤川的核子理论得以验证。

1950年获奖领域粒子物理

获奖者塞西尔·鲍威尔

在汤川被授予诺奖后，发现π介子的鲍威尔也获得了诺奖，除了表彰他发现π介子外，更重要的是表彰他发明关于介子的照相技术。

1951年获奖领域核物理

获奖者约翰·考克饶夫、欧内斯特·沃尔顿。

沃尔顿和考克罗夫通过原子撞击实验第一次以人工方式分裂了原子。

实验不仅验证了之前原子模型理论，同时也开启了以粒子加速器为实验基础的核物理时代。

1952年获奖领域核磁共振

获奖者费利克斯·布洛赫、爱德华·珀塞尔

先前的核磁共振方式会破坏物质的宏观结构，因此在实际应用中受到了很大限制。

而布洛赫和珀塞尔发明了在不破坏物质结构的前提下，迅速准确了解物质内部结构的测量方法，后来由此开发出的核磁共振成像技术对现代医学产生了重大影响。

1953年获奖领域显微技术

获奖者弗里茨· 塞尔尼克

传统的光学显微镜在观察细胞结构前需要先染色，该过程不仅耗时，而且有时还会对标本产生伤害。

塞尔尼克通过使用相衬技术，发明了相衬显微镜，它使得对活体标本进行直接研究成为可能。

1954年获奖领域量子力学

获奖者马克斯·玻恩，瓦尔特·博特

早先对于薛定谔方程中的波函数，当时没有人知道他究竟代表什么，直到玻恩将真相一语道破，波函数的平方就是粒子出现在这里的概率。

伯特发明了“符合方法”，并基于此设计了符合电路，成为了最早的与逻辑门电路之一。

1955年获奖领域量子力学

获奖者威利斯·兰姆，波利卡普·库施

兰姆基于对氢原子谱线的研究提出了兰姆位移，借此人们在精细结构常数方面获得了超高的精确度。

同时，库施对于电子磁矩的测量也证实了量子电动力学的正确性和精确性。

1956年获奖领域半导体

获奖者威廉·肖克利、约翰·巴丁、沃尔特·布拉顿

肖克利发明了PN二极管儿，巴丁和布拉顿发明了半导体三极管、晶体管，被认为是现代历史上最伟大的发明之一。

1957年获奖领域量子力学

获奖者杨振宁、李政道

先前物理学界普遍认为宇称守恒是自然界的铁律，而杨振宁和李政道共同提出了弱相互作用下宇称不守恒的观点。

在吴健雄的帮助下，实验结果最终证实了杨、李二人的观点。

刚提出理论第二年就获奖的情况也创下了诺奖史上的最快颁奖记录。

1958年获奖领域粒子物理

获奖者帕维尔·切伦科夫、伊利亚·弗兰克，伊戈尔·塔姆

光虽然在真空中的速度是最快的，但在介质中他并不是最快的。

比如对于中微子来说，他穿过介质的速度就会快与光的相速度。

切伦科夫等人发现，介质中带电粒子若进行超光速运动，那么此时它会发出一种呈蓝色的短波辐射，它被称为切伦科夫辐射。

1959年获奖领域粒子物理

获奖者埃米利奥·塞格雷、欧文·张伯伦

塞格雷和张伯伦通过粒子加速器把质子加速，使其撞击金属铱，从而第一次发现了反质子。

1960年获奖领域粒子物理

获奖者唐纳德·格拉泽

和云室类似，气泡室也是一种侦测带电粒子的仪器，但它可以让分辨率达到微米级。

1961年获奖领域核物理

获奖者罗伯特·霍夫施塔特、鲁道夫·穆斯堡尔

霍夫史塔克通过对原子核中电子散射现象的研究，在原子核结构方面取得了更深入地发现。

而穆斯堡尔在实验中发现，相同原子核的发射谱和吸收谱存在一定差异，所以自由的原子核很难实现共振吸收，这一现象被称为穆斯堡尔效应。

1962年获奖领域超流体

获奖者列夫·朗道

超流体是一种特殊的物质状态，由于没有摩擦力，它可以做到永无止境的意志流动。

朗道通过对液氦超流态问题的研究，建立了液氦超流性理论。

1963年获奖领域核物理

获奖者尤金·维格纳，玛莉亚·格佩特-梅耶、约翰内斯·延森。

维格纳建立了量子力学中对衬性的理论基础，并在原子核结构上有着重要贡献。

其中梅耶和延森发现了原子核的壳层结构，也就是利用泡利不相容原理来描述原子核的能级级别。

1964年获奖领域激光

获奖者查尔斯·汤斯、尼古拉·巴索夫、亚历山大·普罗霍罗夫

汤斯着重从理论方面提出了激光原理的相关设想，巴索夫和普罗霍罗夫则着重从工程实践方面找到了制造激光发射器的方法。

1965年获奖领域量子电动力学

获奖者朝永振一郎，朱利安·施温格、理查德·费曼。

早期的QED在高介情况下计算结果会出现无穷大情况，后来朝永振一郎，施温格和费曼等人，他们通过“重整化”方式解决了该问题。

此后QED才开始扬眉吐气。

1966年获奖领域原子物理

获奖者阿尔弗雷德·卡斯特勒。

卡斯特勒发明了研究原子中赫兹共振的光学方法，通过该方法，卡斯特勒大大增加了当年拉比那种探测核磁共振信号的灵敏度，从此人们多了一种研究原子能级结构的精密手段。

1967年获奖领域天体物理

获奖者汉斯·贝特

贝特凭借对恒星内部核聚变理论的研究，解释了为什么恒星能在长时间内稳定持续的向外释放大量能量。

1968年获奖领域粒子物理

获奖者路易斯·阿尔瓦雷茨。

阿尔瓦雷茨在先前气泡室的基础上发展出了氢气气泡室技术，对实验粒子物理学作出了重大贡献。

1969年获奖领域粒子物理

获奖者默里·盖尔曼。

盖尔曼先是和西岛和彦一起引入了强子分类方案，随后他又和乔治·茨威格各自独立提出了夸克理论，并完成了最早对基本粒子的分类工作，为后来的标准模型打下了基础。

1970年获奖领域固态物理

获奖者汉尼斯·阿尔文，路易·奈尔。

阿尔文将磁流体动力学应用于天体物理，比如研究太阳黑子，天体磁场起源，各种离子体性质等，此后还提出了极具争议的等离子体宇宙学。

而奈尔则是在铁磁性和反铁磁性方面贡献了基础性研究。

1971年获奖领域全息术

获奖者加博尔·德奈什

全息影像这东西我们在科幻中经常能见到，而全新术的发明最早要追溯到1947年，不过受限于当时的技术条件，该技术一直到1960年激光发明后才取得了实质性进展。

1972年获奖领域超导理论

获奖者约翰·巴丁、利昂·库珀、约翰·施里弗

巴丁等人创立了超导微观理论，也就是BCS理论。

对于特殊情况下，导体中的电阻会突然完全消失，这种超导现象早在1911年就已经发现了，但是直到1957年，这一现象才被BCS理论成功解释。

不过这类超导现象都发生在极低温环境下，对于温度没那么低的高温超导，BCS理论仍然解释不了。

1973年获奖领域半导体

获奖者江琦玲于奈，伊瓦尔·贾埃弗，布莱恩·约瑟夫森

江琦玲于奈通过固体的电子隧穿效应发明了隧道二极管，成为首个被发明出来的量子电子器件。

随后伊瓦尔发现在超导体中也存在量子隧穿效应，而约瑟夫森则从理论上预测出了隧穿效应中越过势垒的电流性质。

1974年获奖领域射电天文学

获奖者马丁·赖尔、安东尼·休伊什。

赖尔利用干涉原理发明了综合孔径射电望远镜，大大提高了射电望远镜的分辨率，为今后射电天文学的发展作出了卓越贡献，包括今天我们给黑洞拍照用到的甚长基线干涉测量技术。

休伊什在射电信号中发现了极具规律的脉冲信号，后来该信号被确认来自脉冲星。

1975年获奖领域核物理

获奖者，奥格·玻尔、本·莫特森，利奥·雷恩沃特

奥格·玻尔大家可能不熟悉，但是他的老爸大家肯定知道，没错，就是量子力学的掌门人尼尔斯·玻尔。

奥格·玻尔和莫特森·雷恩沃特，他们三人发现了原子核中集体运动和粒子运动之间的联系，并且根据这种联系发展了关于原子核结构的相关理论。

1976年获奖领域粒子物理

获奖者伯顿·里克特、丁肇中

里克特和丁肇中，他们各自带领团队同时发现了一种新的亚原子粒子，其中一方将其命名为外界子，而另一方则起名为介词。

后来人们发现它们其实是同一种粒子，为了公平，于是大家就称该粒子为J/π介子。

1977年获奖领域固态物理

获奖者，菲利普·安德森、内维尔·莫特、约翰·凡扶累克。

安德森等人由于对磁性和无序体系电子结构的基础性理论研究，为电子元件开关与记忆的技术提供了理论基础，这为后来的电脑发展做出了重要贡献。

1978年获奖领域低温物理

获奖者，彼得·卡皮查、阿诺·彭齐亚斯、罗伯特·伍德罗·威尔逊。

虽然1962年的诺奖就已经颁给了应建立液氦超流性理论的朗道，但是超流行的现象最早是由卡皮察等人在1937年就发现了的。

作为工程师的彭齐亚斯和威尔逊则是在对地面天线的调试过程中，意外发现了物理学家们寻找已久的宇宙微波背景辐射，它为大爆炸理论提供了有力证据。

1979年获奖领域粒子物理

获奖者谢尔登·格拉肖、阿卜杜勒·萨拉姆、史蒂文·温伯格

格拉肖萨拉姆和温伯格，他们共同创立了电弱统一理论。

在粒子物理学中，电磁相互作用和弱相互作用，在足够高的温度下，比如宇宙大爆炸的早期，他们将会统一成电弱相互作用。

这是四大基本力中最先被统一的两种力，开创了大统一理论的先河。

1980年获奖领域粒子物理

获奖者詹姆斯·克罗宁、瓦尔·菲奇

克罗宁和菲奇在本应衰变成三个π介子的K介子中，发现有一些会衰变成两个π介子，由此他们发现了CP破坏，也就是电荷宇称不守恒。

它对解释今天宇宙中正物质比反物质多有着积极重要的意义。

1981年获奖领域光谱学

获奖者凯·西格巴恩、尼古拉斯·布隆伯根，阿瑟·肖洛

基于早年爱因斯坦对光电效应的光电子理论，科学家们一直试图通过对光电子的研究来获取物质内部信息。

西格巴恩通过发展X射线光电子能谱学，与惠普公司制造了世界上首台商业X射线光电子能谱仪。而布隆伯根和肖洛的激光光谱仪也大大改善了原有的光谱技术在灵敏度和分辨率方面的不足，不同的是他们用的是激光。

1982年获奖领域量子场论

获奖者肯尼斯·威尔逊

威尔逊将量子场论与二阶相变的临界现象统计理论结合，创立了对日后影响深远的重整化群理论。

1983年获奖领域天体物理

获奖者钱德拉塞卡，威廉·弗勒。

钱德拉塞卡早在20多岁时就发表了关于白矮星的恒星演化论文，但该论文受到了来自爱丁顿的抵制。面对当时天文学领域的绝对权威，钱德拉塞卡不得不放弃自己的观点，好在多年以后，这篇论文最终被证明是正确的。

如今那个白矮星的最大质量极限就被称为钱德拉塞卡极限。

另外福勒他主要通过研究质子与氢子发生的核反应，对恒星内部核聚变的整个过程给出了详细解释。

1984年获奖领域粒子物理

获奖者卡洛·卢比亚、西蒙·范德梅尔

当年格拉肖和温伯格，他们通过电弱理论预言了W玻色子和Z玻色子是承载弱力的两种基本粒子。十几年后，卢比亚和范德梅尔借助欧洲核子中心的超级质子同步加速器首次在实验中发现了他们。

1985年获奖领域凝聚态物理

获奖者克劳斯·冯·克里卿。

克里卿发现了整数量子霍尔效应，经典的霍尔效应是对电流是加磁场后会产生一个相应的横向电场，霍尔电阻和磁场强度成线性关系。

后来克里卿发现，如果在极低温度和强磁场环境下，霍尔电阻和磁场强度并不是线性关系，而成整数阶梯变化，这个现象被称为整数量子效应。

1986年获奖领域显微技术

获奖者恩斯特·鲁斯卡，格尔德·宾宁、海因里斯·罗雷尔。

1931年，卢卡斯研制了第一台电子显微镜，后来在他的帮助下，西门子公司成功将其商业化。由于电子的波长比可见光波长短得多，所以电子显微镜的分辨率远高于光学显微镜。

宾宁和罗雷尔发明了扫描隧道显微镜，也有着极高的分辨率。

但和电子显微镜的原理不同，扫描隧道显微镜是利用量子隧穿效应来探测物质表面结构的。

1987年获奖领域高温超导

获奖者约翰内斯·贝德诺尔茨、卡尔·米勒。

传统的超导需要的环境温度都非常低，一般需要液氦设备。

后来贝德诺尔茨和米勒在陶瓷材料中发现了高温超导现象，使超导临界温度一下提高到了33K。

1988年获奖领域粒子物理

获奖者利昂·莱德曼、梅尔文·施瓦茨、杰克·施泰因贝格尔。

1962年莱德曼，施瓦茨和施泰因贝格尔等人利用加速器产生中微子，发现了除电子中微子外的另一种中微子，缪子中微子。

1989年获奖领域粒子物理

获奖者，诺曼·拉姆齐、汉斯·德默尔特，沃尔夫冈·保罗

拉姆齐发明了分离震荡场法，对设计制造原子中非常重要。

德莫尔特和保罗发明的离子阱技术是一种利用电场或磁场将离子俘获并囚禁在一定范围内的装置，该技术可用于实现量子计算机。

1990年获奖领域核物理

获奖者杰尔姆·弗里德曼、亨利·肯德尔、理查·泰勒。

弗里德曼，他们利用大型电子直线加速器，用高能电子轰击质子，结果他们发现电子遇到的不是软板儿，是点状的硬核。

该实验室粒子物理学进入了“夸克-胶子时代”。

1991年获奖领域固态物理

获奖者皮埃尔-吉勒·德热纳

德热纳把研究简单系统中有序现象而创造的方法推广到了比较复杂的物质形式，特别是推广到液晶和聚合物方面。

他编著了《液晶物理学》一书，此书至今仍然是该领域的权威著作。

1992年获奖领域粒子物理

获奖者乔治·夏帕克

和气泡室 云室类似

夏帕克发明的多丝正比室，是一种具有多丝结构的新型粒子探测器，它比传统探测器更高效。

1993年获奖领域引力波

获奖者拉塞尔·赫尔斯、约瑟夫·泰勒

赫尔斯和泰勒发现了史上第一个位于双星系统中的脉冲星，并通过对其深入的研究首次发现了引力波存在的间接证据，该发现是对广义相对论的一项重要验证

1994年获奖领域凝聚态物理

获奖者，伯特伦·布罗克豪斯、克利福德·沙尔。

中子由于不带电而具有磁矩，对磁性有特殊的灵敏度，因此在分析物质的磁性方面有着重要意义。

布洛克豪斯和沙尔通过中子衍射相关技术的研究，进一步促进了凝聚态物理学的发展。

1995年获奖领域粒子物理

获奖者马丁·佩尔、弗雷德里克·莱因斯

先前已经发现了电子和μ子两种中微子，之后佩尔又发现了第三种中微子涛中微子，至此三代中微子都被发现。

中微子由于其特殊的性质并不能被直接观测到，所以一直以来都只存在于理论中。

后来1956年，中微子首次被兰斯等人在实验中观测到。

1996年获奖领域超流体

获奖者戴维·李、道格拉斯·奥谢罗夫、罗伯特·理查森

原本认为，像氦-3这样的费米子即使在最低能量下也不会发生凝聚，所以不可能发生超流动现象。

虽然BCS理论否定了这种观点，但是人们一直未能在实验上证实它。

直到后来，戴维里首次发现了氦-3的超流动性。

1997年获奖领域激光

获奖者朱棣文，克劳德·科昂-唐努德日，威廉·菲利普斯

激光因为具有极高的能量，通常认为他只可能加热物体，但朱立文等人利用多普勒效应，使原子先进入激发态，再回落到基态，从而损失能量，实现了冷却和捕获原子的方法。

1998年获奖领域凝聚态物理

获奖者罗伯特·劳夫林，霍斯特·施特默，崔琦

劳夫林等人发现了分数量子霍尔效应，不同于整数量子霍尔效应，分数量子霍尔效应是一种新型态的量子流体，其中有带分数电荷的激发态量子霍尔效应，是凝聚态物理研究中最重要的成就之一。

诺奖也是多次颁奖给了该领域。

1999年获奖领域粒子物理

获奖者杰拉德·特·胡夫特，马丁纽斯·韦尔特曼

之前我们说过杨-米尔斯理论里有个场的质量问题一直没有解决，后来胡夫特找到了对其重整化的方法，随后他和他的导师韦尔特曼一级通过自发对称性破缺解决了该问题。

2000年获奖领域半导体

获奖者若雷斯·阿尔费罗夫、赫伯特·克勒默、杰克·基尔比

克勒默早在上世纪50年代就提出使用半导体异质结构能够大大提高半导体元件的性能，不过相关概念远远超出了当时的科技水平。

后来她与阿尔菲罗夫一起将该技术应用于高速光电子元件后，到了80年代，这种技术才慢慢被推广开。

1958年，吉尔比用元素锗做出了人类历史上第一片集成电路，当时业界对这一技术并不看好。

后来在军方的支持下，用硅制成的集成电路率先用在了导弹中。

而计算机则是后来才被应用到的领域。

2001年获奖领域超流体

获奖者埃里克·康奈尔、卡尔·威曼、沃尔夫冈·克特勒

康奈尔等人通过把气态的铷原子冷却到170nK的极低温下，首次获得了即固体、液体、气体和等离子体之后的第五种物质状态，玻色-爱因斯坦凝聚。

2002年获奖领域宇宙射线

获奖者雷蒙德·戴维斯、小柴昌俊、里卡尔多·贾科尼

小柴昌俊在戴维斯的研究基础上，通过原本探测质子衰变的神冈探测器意外探测到了来自太阳的中微子信号。

随后探测器被升级成超级神冈探测器，专门用来探测中微子。

通过对探测数据的分析，小柴昌俊给出了中微子振荡的首个确切证据。

之前的天文观测除了射电波段外，主要是在可见光波段，而贾克尼率先将X射线段纳入到了天文观测。

它不仅领导研制了世界上第一颗能够成像的X射线卫星安斯坦卫星，同时也是后来钱德拉X射线天文台的倡导者之一。

2003年获奖领域超导和超流体

获奖者阿列克谢·阿布里科索夫、维塔利·金zi 堡、安东尼·莱格特

金斯堡在先前朗道的理论基础上提出了一个新的超导模型，阿布里科索夫又在该模型基础上预言了二型超导体的存在。

之前氦-3超流体有一些现象无法用原有理论解释，后来莱特提出了一个理论，该理论能够系统地解释多种超流体的特性，并且也适用于粒子物理和宇宙穴等其他领域，具有非常大的潜在应用价值。

2004年获奖领域粒子物理

获奖者戴维·格娄斯，休·波利策，弗兰克·韦尔切克

先前人们认为在短距离下相互作用会变得无穷大，因此怀疑量子场论可能存在问题。

但是格罗斯等人发现在距离尺度变得非常小时，强相互作用会变得非常弱，也就是渐进自由。

2005年获奖领域量子光学

获奖者罗伊·格劳博、约翰·霍尔，特奥多尔·亨施

格劳贝尔认为量子化电磁场并不能代表光的性质，光子的集体行为与单个光子有很大的区别。后来他通过光子的相干性量子理论开创了量子光学这一领域。

霍尔和亨氏则是对包括光频梳技术在内的基于激光的精密光谱学发展做出了贡献。

2006年获奖领域宇宙微波背景

获奖者约翰·马瑟，乔治·斯穆特

马瑟主导了首颗专门用于探测宇宙微波背景的科普卫星等项目，并在均匀且各向同性的背景辐射中发现了非常细微的温度差异，他被称为“偶极各向异性”。

后来斯穆特在此基础上做了更精确的观测，全面验证了背景辐射的各向异性特征。

2007年获奖领域固态物理

获奖者艾尔伯·费尔，彼得·格林贝格

上世纪80年代末，费尔和格林贝格各自独立发现了巨磁阻效应，菲尔准确地描述了巨磁阻现象背后的物理原理，而格林贝尔则看到了巨磁阻效应在技术应用上的重要性，后来被供应用在了计算机硬盘上。

2008年获奖领域粒子物理

获奖者小林诚、益川敏英、南部阳一郎。

小林诚和益川敏英共同提出了可以解释电荷-宇称不守恒现象的小玲遗传矩阵，并且预测了大量尚未被发现的夸克种类。

南部阳一郎则发现了强相互作用中的自发对称性破缺机制。

2009年获奖领域通讯

获奖者高锟、威拉德·博伊尔、乔治·史密斯。

早在1966年的一篇论文中，高锟率先提出使用玻璃纤维进行长距离信息传输的可能性，为今天的光纤通讯奠定了基础。

博伊尔和史密斯则发明了电荷耦合器件，实现了集成电路中光信号和数字信号的转化。

2010年获奖领域纳米材料

获奖者安德列·海姆、康斯坦丁·诺沃肖洛夫

只有一个碳原子厚度的材料石墨烯原本被认为无法单独稳定存在，但是后来还母和他的学生诺沃肖洛夫使用胶带大法，首次成功从石墨中分离出了石墨烯。

因为具有各种奇特的性质，如今石墨烯成为了一种明星材料。

2011年获奖领域宇宙学

获奖者索尔·珀尔马特，布莱恩·施密特、亚当·里斯

先前人们认为宇宙虽然在膨胀中，但是是在减速膨胀。

后来两个研究超新星的团队通过对远距离超新星的观测后发现，我们的宇宙目前正在加速膨胀中，暗能量的概念也因此被剔除。

2012年获奖领域量子光学

获奖者，塞尔日·阿罗什，戴维·瓦恩兰。

阿罗什和瓦恩兰发明了能够亮度和操控个体量子系统的方法，借此不断制造了比原子钟更精确的光学中外，还使得薛定谔的猫这类思想实验得以在现实中真正的去做一做。

2013年获奖领域粒子物理

获奖者弗兰索瓦·恩格勒、彼得·希格斯

上世纪60年代一些物理学家提出了基本粒子获得质量的来源希格斯机制，恩格勒和希格斯就在其中。

2012年欧洲核子中心通过大型强子对撞机发现了希格斯机制的重要证据，希格斯玻色子。

2014年获奖领域发光二极管

获奖者赤崎勇、天野浩、中村修二

先前人们只能造出红色和绿色的led灯，后来赤崎勇等人发明了蓝色的发光二极管，凑齐了RGB3种颜色，从此人们终于可以用上发白光的led灯了，照明效率大大提高。

2015年获奖领域粒子物理

获奖者梶田隆章，阿瑟·麦克唐纳。

先前人们知道中微子非常非常微小，小到即使在基本粒子中，它的质量都显得微乎其微，甚至根据标准模型，他应该没有质量才对。

但是后来尾田隆章和麦克唐纳发现了大气中微子振荡和太阳中微子振荡，中微子的这种变化现象意味着他肯定存在质量。

中微子质量问题也成了至今待解决的问题之一。

2016年获奖领域超导和超流体

获奖者戴维·索利斯、邓肯·霍尔丹、约翰·科斯特利茨

拓扑学本是数学的一个分支，通常用来描述一些逐步变化的性质，而索利斯等人创新性地将拓扑学的概念应用到了物理学，并通过相变成功解释了一些超导和超流体现象。

2017年获奖领域引力波

获奖者莱纳·魏斯、巴里·巴里什、吉普·索恩。

引力波是广义相对论的预言。

当年埃斯坦认为100年内人类都无法探测到引力波。

果不其然，百年大限刚到，人们就通过引力波探测器LIGO探测到了这隐藏在宇宙深处的声音。

这一切还要归功于魏斯发明的激光干涉术。

后来，在巴黎时的改进下，升级后的LIGO终于探测到了需要的信号。

之后，在吉普索恩的理论支持下，经过数据分析，爱因斯坦百年前的预言再一次得到印证。

2018年获奖领域激光

获奖者阿瑟·阿什金，热拉尔·穆鲁，唐娜·斯特里克兰

阿什金在1986年发明了光镊技术，就是利用激光来操纵原子、分子甚至是细胞等微观物体。

而穆鲁和斯特里克兰则发明了放大激光超短脉冲的技术，该技术可以进行非常准确的切割，日后像是激光加工、激光手术等都有用到

2019年获奖领域天体物理

获奖者吉姆·皮布尔斯，米歇尔·马约尔、迪迪埃·奎洛兹

皮尔斯不仅提出了宇宙微波背景辐射是大爆炸的印记，还在大爆炸、核合成暗物质以及暗能量方面做出了重大贡献，是后来研究宇宙结构形成理论的先驱。

马约尔和奎洛兹通过发现第一颗系外行星飞马座51B，挑战了当时主流的行星形成理论。

2020年获奖领域天体物理

获奖者罗杰·彭罗斯、赖因哈德·根策尔、安德烈娅·盖兹

虽然暗星的概念源于牛顿力学，但是他和广义相对论中的黑洞有着截然不同的性质。

彭罗斯和霍金通过奇点定理对广义相对论中如何产生引力奇点这一问题进行了深入研究，借此证明了黑洞的形成完全符合广义相对论的预测。

根策尔和赫兹他们俩的团队通过对银河系中心区域恒星运动的观测，确认了银河系中心具有一个超大质量的致密天体，上次EHT照片出来后，最终确认他就是一个黑洞。

2021年获奖领域复杂系统

获奖者真锅淑郎、克劳斯·哈塞尔曼、乔治·帕里西

真锅淑郎和哈塞尔曼建立了综合气象模型，以科学证据表明人类的活动正在导致平均气温升高。

帕里西则从数学上找到了描述自旋玻璃材料特殊性质的方式，该方法成为了复杂系统理论的基石。

这里的自旋玻璃并不是真的玻璃，它是一种掺入了磁性金属的非磁性物质。玻璃只是人们用来形容他的一些特殊性质

2022年获奖领域量子通信

获奖者阿兰·阿斯佩、约翰·克劳泽、安东·蔡林格。

早年贝尔为了证明量子纠缠是因为存在隐变量，提出了可供实验检验的贝尔不等式。

1972年，克劳泽首次做成了该实验，虽然有点bug，不过结果打了贝尔的脸。

隐变量是不存在的，这个结果意味着这个世界确实充满了随机，上帝的确在扔骰子。

后来阿斯佩堵上了克劳泽实验中的主要漏洞重新做了实验，实验结果依然证明隐变量不存在。

蔡林格基于量子纠缠首次实现了量子隐形传态。

量子隐形传态是一种可以将量子态传送到任意远的技术，需要注意的是，它只能传递量子态，不能传递经典信息，更不能传递任何物质和能量。

量子隐形传态目前主要应用于量子加密通讯。