北京時間10月8日17時45分許,2024年諾貝爾物理學獎在瑞典皇家科學院揭曉。該獎項被授予John J. Hopfield和Geoffrey E. Hinton,以表彰他們通過人工神經網絡實現機器學習的基礎性發現和發明。
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近五年諾貝爾物理學獎回顧
諾貝爾物理學獎是最具威望的物理學研究獎項之一,在今年諾貝爾獎出爐之際,尹哥也帶大家回顧下近五年來(2019年~2023年)物理學獎獲獎情況。
★? ?2023年???★
獲獎者:阿戈斯蒂尼(PierreAgostini)、呂利耶(AnneL'Huillier)和克勞斯(FerencKrausz)。
獲獎原因:他們開發了產生阿秒光脈沖的實驗方法,用于研究物質中的電子動力學。
快速移動事件在人類的感知中相互流動,就像一部由靜止圖像組成的電影被感知為連續的運動一樣。如果我們想調查非常短暫的事件需要特殊的技術。在電子世界中,變化發生在十分之幾阿秒內——阿秒是如此短暫,以至于一秒鐘內的變化量與宇宙誕生以來的秒數一樣多。他們的實驗產生了非常短的光脈沖,其單位是阿秒,從而證明這些脈沖可用于提供原子和分子內部過程的圖像。呂利耶發現,當紅外激光穿過惰性氣體時,會產生許多不同的光泛音,每個泛音都是一個光波,激光的每個周期都有給定的周期數,它們是由激光與氣體中的原子相互作用而產生的,這些現象為后來的突破奠定了基礎。阿戈斯蒂尼成功制造并研究了一系列連續的光脈沖,其中每個脈沖僅持續250阿秒。克勞斯的實驗可以分離出持續時間為650阿秒的單個光脈沖。他們的貢獻使得人們能夠研究那些以前不可能跟蹤的快速過程。
★? ?2022年???★
獲獎者:阿蘭·阿斯佩(AlainAspect)、約翰·弗朗西斯·克勞澤(JohnF.Clauser)和安東·塞林格(AntonZeilinger)。
獲獎原因:他們為糾纏光子實驗、證明違反貝爾不等式和開創性的量子信息科學所作出的貢獻。
在很長一段時間里,量子力學的應用受困于量子糾纏的相關性是否是因為糾纏對中的粒子包含隱藏變量,即告訴它們在實驗中應該給出哪個結果的指令。20世紀60年代,貝爾(John Stewart Bell)提出了著名的貝爾不等式,表明如果存在隱藏變量,那么大量測量結果之間的相關性將永遠不會超過某個值。然而,量子力學預測,某種類型的實驗將違反貝爾不等式,從而產生比其他情況下更強的相關性。約翰·弗朗西斯·克勞澤發展了貝爾的想法,開展了一個實際的實驗。當他進行測量時,它們顯然違反了貝爾不等式,從而支持了量子力學。這意味著量子力學不能被使用隱變量的理論所取代,但仍然存在一些漏洞。阿蘭·阿斯佩發展了這個設置,利用它堵住了一個重要的漏洞。他能夠在一個糾纏對離開它的源后切換測量設置,所以當它們被發射時存在的設置不會影響結果。通過精密的工具和一系列的實驗,安東·塞林格開始使用糾纏量子態。而且,他的小組還展示了一種被稱為量子隱形傳態的現象,這種現象使得量子態在一定距離內從一個粒子移動到另一個粒子成為可能。他們的工作開創了量子信息科學,并產生了很廣闊的研究領域,其包括量子計算機、量子網絡和更為安全的量子加密通信。
★? ?2021年???★
獲獎者:日裔美籍科學家真鍋淑郎(Syukuro Manabe)、德國科學家克勞斯·哈塞爾曼(Klaus Hasselmann)以及意大利科學家喬治·帕里西(Giorgio Parisi)。
獲獎原因:他們對理解復雜物理系統做出了開創性貢獻。
地球氣候對人類來說是一個至關重要的復雜系統,其特點是隨機性和無序性,難以理解,但三位獲獎者開發了描述和預測它們長期行為的新方法。真鍋淑郎領導了地球氣候物理模型的開發,展示了大氣中二氧化碳含量的增加如何導致地球表面溫度升高。克勞斯·哈塞爾曼創建了一個將天氣和氣候聯系在一起的模型,從而回答了為什么在天氣多變且混亂的情況下氣候模型仍然可靠,他的方法已被用來證明大氣溫度升高是由人類活動排放二氧化碳造成的。喬治·帕里西因在無序的復雜材料中發現了隱藏模式,使得理解和描述許多不同的、顯然完全隨機的材料和現象成為可能,并被運用到數學、生物學、神經科學和機器學習等許多領域。
★? ?2020年???★
獲獎者:英國科學家羅杰·彭羅斯(RogerPenrose)、德國科學家賴因哈德·根策爾(ReinhardGenzel)以及美國科學家安德烈婭·蓋茲(AndreaGhez)。
獲獎原因:他們開創了致密和超大質量天體研究的新領域。
羅杰·彭羅斯使用巧妙的數學方法證明黑洞是愛因斯坦廣義相對論的直接結果,他的開創性論文被認為是愛因斯坦之后對廣義相對論的最重要貢獻。賴因哈德·根策爾和安德烈婭·蓋茲分別領導一個科研小組,用各種先進的望遠鏡觀測銀河系中央一個名為“射手座A *”的區域,他們都發現了一個質量非常大且看不見的天體,在不超過太陽系的空間中聚集了約400萬個太陽的質量,使周邊恒星急速旋轉,這一開創性工作提供了迄今為止最令人信服的證據,即銀河系中央有一個超大質量的黑洞。
★? ?2019年???★
獲獎者:美國科學家詹姆斯·皮布爾斯(JamesPeebles),瑞士科學家米歇爾·馬約爾(MichelMayor)和迪迪?!た迤潱―idierQueloz)。
獲獎原因:他們為人類理解宇宙演化和地球在宇宙中的位置作出了貢獻。
詹姆斯·皮布爾斯對宇宙學的洞見豐富了整個領域的研究,他的理論框架自上世紀60年代中期發展起來,成為當代宇宙學的基礎,利用他的理論可以推算出,宇宙中95%都是神秘的暗物質和暗能量。米歇爾·馬約爾和迪迪?!た迤?/font>于1995年宣布首次在太陽系外發現一顆行星,它圍繞銀河系飛馬座中一顆類似太陽的恒星運轉。這個發現引發了一場天文學革命,此后科學家在銀河系中又發現了超過4000顆行星。
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其他獎項揭曉時間
★? ?化學獎???★
最早于10月9日星期三,當地時間11:45(北京時間17:45)公布。
★? ?其他獎項? ?★
另外還有文學獎、和平獎、瑞典國家銀行紀念諾貝爾經濟科學獎分別在10月10日、11日、14日陸續公布,感興趣的小伙伴可以持續關注。
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