愛因斯坦與諾貝爾獎

愛因斯坦與諾貝爾獎

愛因斯坦成功地領(lǐng)導(dǎo)了20世紀(jì)的物理學(xué)革命；

似乎他又吹響了21世紀(jì)物理學(xué)革命的號角！陸埮中國科學(xué)院紫金山天文臺南京大學(xué)物理系粒子－核－宇宙學(xué)聯(lián)合研究中心（J－CPNPCofPMO－NJU）1愛因斯坦的學(xué)術(shù)成就2E=mc2狹義相對論博士論文獲諾貝爾獎之作導(dǎo)致Perrin獲諾貝爾獎1905776次121次423次1625次1672次

340500100015002000250019001020304050776-SR423-PhE1625-BM121-EM1672-Dr515-BM294-SH671-CL1023-Dr40-PhC456-GR719-LA78-Cos111-BE96-BE2698-EPR190-GW315-Mov總引用數(shù)：15641次愛因斯坦重要論文的引用情況數(shù)篇推廣相對論100-146401-Bohr相對論量子論統(tǒng)計物理5愛因斯坦:

怎樣獲得諾貝爾獎？67提名Einstein的人Ostwald、Pringsheim、Schaefer、Wien、Naunyn、Chwolson、Ehrenhaft、Haas、Warburg、Weiss、vonLaue、E.Meyer、S.Meyer、Planck、Arrhenius、Perrin、Svedberg、Gouy、Waldeyer－Hartz、Ornstein、Julius、Zeeman、Onnes、Bohr、D?llenbach、Eddington、Faffe、Marx、Nordstr?m、Walcott、Wiener、Lyman、Oseen、Sommerfeld、Brillouin、deDonder、Emden、Wagner、Langevin、Poulton等人。8提名Einstein的領(lǐng)域相對論；量子論；引力論；布朗運動；光量子；統(tǒng)計力學(xué)；臨界乳光；比熱；數(shù)學(xué)物理；光電效應(yīng)；愛因斯坦－德哈斯效應(yīng)等。提名最多的領(lǐng)域是相對論，包括狹義和廣義相對論。但是，獲獎的卻是光電效應(yīng)。91921光電效應(yīng)得獎年：1921得獎人：A.Einstein得獎項目：forhisservicestotheoreticalphysics,andespeciallyforhisdiscoveryofthelawofthephotoelectriceffect瑞典皇家科學(xué)院秘書的信：“…但是沒有考慮您的相對論和引力理論一旦得到證實所應(yīng)獲得的評價”10檢驗愛因斯坦理論或

與愛因斯坦理論密切相關(guān)

的研究工作而

獲諾貝爾獎的111923單元電荷和光電效應(yīng)實驗研究得獎年：1923得獎人：R.A.Millikan得獎項目："forhisworkontheelementarychargeofelectricityandonthephotoelectriceffect"說明：實驗證明單元電荷和光電效應(yīng)121926

布朗運動得獎年：1926得獎人：J.B.Perrin得獎項目：forhisworkonthediscontinuousstructureofmatter,andespeciallyforhisdiscoveryofsedimentationequilibrium說明：首次實驗證明Einstein的布朗運動理論131927

康普頓效應(yīng)得獎年：1927得獎人：A.H.Compton得獎項目：forhisdiscoveryoftheeffectnamedafterhim說明：首次證明光子同時具有能量、動量、頻率、波長——“E=h,p=h/”141929

deBroglie波得獎年：1929得獎人：LouisdeBroglie得獎項目："forhisdiscoveryofthewavenatureofelectrons"說明：首次將愛因斯坦的光子的波粒二象性推廣到電子151951E=mc2得獎年：1951得獎人：SirJ.D.Cockcroft&E.T.S.Walton得獎項目：fortheirpioneerworkonthetransmutationofatomicnucleibyartificiallyacceleratedatomicparticles說明：“averificationwasprovidedbythisanalysisforEinstein’slawconcerningtheequivalenceofmassandenergy”161964受激輻射得獎年：1964得獎人：C.H.Townes,N.G.Basov,A.M.Prochorov得獎項目：forfundamentalworkinthefieldofquantumelectronics,whichhasledtotheconstructionofoscillatorsandamplifiersbasedonthemaser-laserprinciple說明：maser－laserbasedon受激輻射171993引力波得獎年：1993得獎人：R.A.Hulse,J.H.Taylor,Jr得獎項目：forthediscoveryofanewtypeofpulsar,adiscoverythathasopenedupnewpossibilitiesforthestudyofgravitation說明：驗證了引力波182001Bose－Einstein凝聚得獎年：2001得獎人：E.A.Cornell,W.Ketterle,C.E.Wieman得獎項目：fortheachievementofBose-Einsteincondensationindilutegasesofalkaliatoms,andforearlyfundamentalstudiesofthepropertiesofthecondensates19與愛因斯坦工作間接有關(guān)而獲諾貝爾獎的項目還有很多，如1967年的恒星能源（H.Bethe）等。20愛因斯坦提名的人21Einstein提名的人1919提名Planck1921提名Masaryk（捷克總統(tǒng)）和平獎1923提名Franck－Hertz、Langevin－Weiss、Stern－Gerlach、Sommerfeld、Compton、Wilson、Debye1925提名Rondon元帥和平獎；Compton1927提名Compton1928提名deBroglie、Davisson－Germer、Schr?dinger、Heisenberg、Born、Jordan22Einstein提名的人（續(xù)）1931提名Schr?dinger、Heisenberg1932提名Brown和平獎；Schr?dinger1935提名Ossietzky和平獎1940提名Stern、Rabi1945提名Pauli1947提名Wallenberg和平獎1951提名Broch文學(xué)獎；Forster和平獎1954提名青年阿利亞國際組織和平獎；Bothe23愛因斯坦非常重視量子愛因斯坦極力推薦和提名量子力學(xué)的創(chuàng)始人為諾貝爾獎候選人：

deBroglie、Schr?dinger、Heisenberg、Born、Jordan愛因斯坦曾對Stern說：“我在量子問題上費的心思，100倍于廣義相對論。”24愛因斯坦的工作

還會導(dǎo)致哪些諾貝爾獎？25量子信息學(xué)與量子糾纏EPReffectEntanglement量子信息學(xué)量子計算機26類星體與引力透鏡效應(yīng)1979：Walsh，Carswell，Weymann發(fā)現(xiàn)了首個類星體（0957＋561）的引力透鏡現(xiàn)象。隨后，一大批引力透鏡現(xiàn)象（包括愛因斯坦環(huán)、愛因斯坦弧等）被發(fā)現(xiàn)。27微波背景輻射各向異性的發(fā)現(xiàn)COBE衛(wèi)星WMAP衛(wèi)星導(dǎo)致精確宇宙學(xué)、和諧宇宙學(xué)的建立28黑洞物理及其觀測黑洞物理以及黑洞天體物理黑洞吸積及輻射黑洞觀測與證認(rèn)29引力波的探測間接檢驗引力波已有Hulse－Taylor工作（已獲獎）雙脈沖星觀測已有許多方案和衛(wèi)星設(shè)計直接觀測引力波（很可能會導(dǎo)致新獎）30宇宙學(xué)與宇宙常數(shù)

愛因斯坦宇宙宇宙常數(shù)－萬有斥力宇宙常數(shù)－三起三落宇宙年齡減速因子－加速膨脹的發(fā)現(xiàn)暗能量精確宇宙學(xué)、和諧宇宙學(xué)大突破的前夕31引力與斥力根據(jù)廣義相對論,宇宙膨脹加速度(＜－1/3)：

w=P/c2。只要w＜－1/3，即負(fù)壓強P＜－c2/3，便可得加速膨脹（斥力）。與斥力相應(yīng)的“物質(zhì)”便稱”暗能量”。通常情形下，在非相對論時，壓強近

于零，因而正比于密度，符合牛頓近似。32宇宙常數(shù)

=c2/8GP

=–c4/8G是Einstein的宇宙常數(shù)，在此情形下，w＝－1。Einstein引入宇宙常數(shù)的故事。引入另一種“物質(zhì)”的對應(yīng)項：

＋3P

/c233

起用廢棄1Einstein首次引入宇宙常數(shù)以構(gòu)成靜態(tài)宇宙。Hubble發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹后，Einstein廢棄它。2為解決宇宙年齡困難，Hoyle等人再次啟用它。因Hubble常數(shù)測量的改善，再一次廢棄它。3為了解釋類星體在Z＝2附近特別豐富而又啟用它。發(fā)現(xiàn)類星體自身的演化而又一次廢棄它。宇宙常數(shù)的三起三落歷史34宇宙加速膨脹的發(fā)現(xiàn)35SN1006宋朝此次會議：SN1006一千年紀(jì)念36Ia型超新星

當(dāng)吸積白矮星的質(zhì)量達到Chandrasekha極限，白矮星的爆燃而導(dǎo)致的超新星爆發(fā)。37超新星分類：II型－有氫線（大質(zhì)量恒星的塌縮）Ia型－沒有氫線（白矮星吸積到Chandrasekhar極限質(zhì)量）Ib型－沒有氫線、富氦（大質(zhì)量恒星的塌縮）Ic型－沒有氫線、貧氦（大質(zhì)量恒星的塌縮）超新星3818個Ia型SN的平均峰值絕對星等：MB=-19.33

0.25（Y.Wang,2000,ApJ.536.531）重要發(fā)現(xiàn)：加速膨脹！39比較－引力理論牛頓：廣義相對論：物態(tài)：w＝0（非相對論）；1/3（相對論）對于一般物質(zhì)，w不可能是負(fù)的。40暗能量通常的非相對論（粒子速度遠(yuǎn)小于光速）情形的壓強近于零。極端相對論（粒子速度接近光速）情形的壓強為能量密度的三分之一。任何情形下的通常物質(zhì)的壓強總在0與1/3(以能量密度為單位)之間：0＜P/c2＜1/3。不可能取負(fù)值。暗能量究竟是什么？暗物質(zhì)還可能由普通粒子組成，只是不能由已知粒子組成。暗能量則根本不可能由普通粒子組成。41A.Melchiorri,etal,PRD,2003,68,043509超新星微波背景輻射各向異性哈勃常數(shù)大尺度結(jié)構(gòu)大爆炸核合成與宇宙常數(shù)接近42宇宙常數(shù)Λ與暗能量

－可能是愛因斯坦留給

21世紀(jì)的最重要問題43宇宙成分分配

Ostriker&Steinhardt,2003,Science,300,1909暗能量：73%；暗物質(zhì)：23%；發(fā)光物質(zhì)：0.4%（恒星和發(fā)光氣體0.4%；輻射0.005%）；不可見的普通物質(zhì)：3.7%（星系際氣體3.6%；中微子0.1%；超重黑洞0.04%）44BeforeWMAPWMAPHighprecision

精確宇宙學(xué)的誕生45Kelvin：19世紀(jì)物理學(xué)物理學(xué)正是一片晴空，但也還有兩朵烏云：“以太”與“黑體譜”——導(dǎo)致了世紀(jì)性的革命——相對論與量子力學(xué)?，F(xiàn)在也有兩朵烏云（三朵？四朵？）：“暗能量”與“暗物質(zhì)”——會導(dǎo)致什么？暗能量在召喚新的Einstein！將會出什么新的“招”？“暗能量”與“以太”的比較耐人尋味！46楊振寧：