當?shù)貢r間10月7日,瑞典皇家科學院的公告為量子力學百年慶典再添重彩——約翰?克拉克、米歇爾?H?德沃雷特與約翰?M?馬丁尼斯因“發(fā)現(xiàn)電路中的宏觀量子力學隧穿和能量量子化”共享2025年諾貝爾物理學獎。
這枚沉甸甸的獎?wù)?,既是當代量子科技的里程碑,也映照出諾貝爾物理學獎百年來記錄人類探索自然的輝煌歷程,更讓華裔科學家在這一殿堂中的足跡愈發(fā)清晰。
諾貝爾物理學獎的設(shè)立源于阿爾弗雷德?諾貝爾1895年的遺囑,自1901年首次頒獎以來,已經(jīng)頒發(fā)了124次。而且已成為衡量物理學界頂尖成就的黃金標準。
百余年間,這一獎項精準捕捉了物理學發(fā)展的關(guān)鍵脈絡(luò),從1901年倫琴因發(fā)現(xiàn)X射線獲獎開啟現(xiàn)代物理學序幕,到居里夫人因放射性研究兩度加冕;從普朗克、玻爾奠基量子力學理論獲譽,到愛因斯坦因光電效應斬獲殊榮,諾獎的榜單儼然一部濃縮的現(xiàn)代物理學發(fā)展史。
獎項評選始終兼顧基礎(chǔ)理論與應用創(chuàng)新,覆蓋基礎(chǔ)物理、天體物理、應用物理等多個領(lǐng)域。其成果既深刻改變?nèi)祟愓J知,又廣泛融入日常生活:X射線技術(shù)革新醫(yī)學診斷,電荷耦合器件催生數(shù)碼相機,藍色光束研發(fā)推動節(jié)能燈普及。
正如諾貝爾物理學委員會主席奧勒?埃里克松所言,量子力學作為所有數(shù)字技術(shù)的基礎(chǔ),百年間持續(xù)帶來驚喜與實用價值,而 2025 年的獎項正是這一傳統(tǒng)的延續(xù)。
2025年獲獎的三項核心成果,破解了物理學界一個世紀以來的核心謎題,量子力學效應能否在宏觀尺度顯現(xiàn)。三位科學家通過巧妙的實驗設(shè)計,給出了振奮人心的答案。
約翰?克拉克(英國籍,1942年生)、米歇爾?H?德沃雷特(法國籍,1953年生)與約翰?M?馬丁尼斯(美國籍,1958年生)的突破性工作始于1984至1985年。
他們利用超導體構(gòu)建電子電路,將超導元件用薄絕緣層隔開形成“約瑟夫森結(jié)”結(jié)構(gòu)。在這一可握于手中的宏觀系統(tǒng)中,超導體里的帶電粒子形成了“類單粒子”集體,原本被束縛在零電壓、有電流的狀態(tài)中,卻能像穿越墻壁般通過隧穿效應突破勢壘,電壓的突然出現(xiàn)成為量子特性顯現(xiàn)的直接證據(jù)。更關(guān)鍵的是,他們證實該系統(tǒng)的能量吸收與發(fā)射嚴格遵循量子化規(guī)律,只能以特定劑量進行。
這一發(fā)現(xiàn)的科學意義遠超實驗本身。它首次在宏觀尺度打通了量子世界與經(jīng)典世界的壁壘,顛覆了 “量子效應僅存于微觀領(lǐng)域” 的傳統(tǒng)認知。馬丁尼斯作為量子計算先驅(qū),曾加入谷歌Quantum AI實驗室,其團隊的研究更為量子計算機、量子密碼學與量子傳感器的開發(fā)奠定了實驗基礎(chǔ)。
三位科學家將平分1100萬瑞典克朗獎金(約合836萬元人民幣),這筆榮譽既是對過往貢獻的認可,更是對下一代量子技術(shù)的期許。
在諾貝爾物理學獎的星空里,華裔科學家以六次獲獎的輝煌成就寫下了獨特篇章,華裔足跡呈現(xiàn)出百年探索中的東方智慧。他們的突破既扎根基礎(chǔ)理論,又深刻影響應用領(lǐng)域。
1957年,楊振寧與李政道的獲獎開啟了華裔科學家的諾獎?wù)鞒?。他們挑?zhàn)“物理學圣杯”般的宇稱守恒定律,提出弱相互作用中宇稱不守恒的理論,徹底重塑了人類對對稱性的認知,為粒子物理研究打開新維度。這一突破不僅是華人首次斬獲諾獎,更證明了東方智慧在尖端物理領(lǐng)域的競爭力。
1976年,丁肇中因發(fā)現(xiàn)J/ψ粒子與伯頓?里克特共享獎項。這一全新基本粒子的發(fā)現(xiàn),揭示了夸克家族的新成員,推動粒子物理進入“新物理”時代。
十年后的1997年,朱棣文憑借激光冷卻與俘獲原子的方法獲獎,該技術(shù)不僅為研究原子特性提供了全新工具,更成為精密測量與量子計算的關(guān)鍵支撐。次年,崔琦因發(fā)現(xiàn)分數(shù)量子霍爾效應獲獎,這一凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的重大突破,為理解強關(guān)聯(lián)電子系統(tǒng)提供了全新框架。
進入21世紀,高錕在2009年因光纖通信研究獲獎,這位“光纖之父”的理論突破讓光信號在光纖中高效傳輸成為可能,直接催生了互聯(lián)網(wǎng)與全球通信革命,深刻改變了人類生活方式。
從粒子物理到凝聚態(tài)物理,從基礎(chǔ)理論到技術(shù)應用,華裔科學家的獲獎軌跡既展現(xiàn)了學科廣度,更凸顯了“立足基礎(chǔ)、服務(wù)應用”的科研特質(zhì)。
從1901年到2025年,諾貝爾物理學獎記錄著人類對自然的追問與解答。2025年的獎項致敬了量子力學的百年榮光,而華裔科學家的探索足跡則證明了科學突破的無國界性。
當宏觀量子隧穿效應為量子技術(shù)開辟新路徑,當先輩的智慧仍在啟迪后人,這枚獎?wù)率冀K在訴說,那就是科學的星辰大海,永遠等待著執(zhí)著的探索者。
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