2020 诺贝尔 物理学奖 2022年诺贝尔物理学奖 2020物理学诺贝尔奖获得者 2020诺贝尔物理学奖的研究领域
2020年的诺贝尔物理学奖再次花落天体物理学领域。今年的诺贝尔物理学奖一半颁给英国数学物理学和天文学家罗杰·彭罗斯(Roger Penrose),以表彰其给出的黑洞形成理论的证明,并成为广义相对论的有力证据;另一半由德国天体物理学家莱因哈德·根泽尔(Reinhard Genzel)和美国女天文学家安德里亚·格兹(Andrea Ghez)共同获得,以表彰他们在银河系中心发现超大质量高密度天体(即银河系中心的巨型黑洞)。
在南开大学苏宜教授的《天文学新概论(第五版)》399~400页介绍了彭罗斯和他的工作;368~369页介绍了根泽尔和格兹的工作。这本书的第一版前言还引用了一段德文原文:
下表列出了从1964至2020年获诺贝尔奖的天文课题:诺贝尔物理学奖有14个年度19项天文课题,30位科学家获奖,另有一位加拿大赫兹堡天文台物理学家的天文课题获1971年诺贝尔化学奖。天体物理课题在2019、2020连续两年获诺贝尔物理学奖,这在历史上还是第一次!
和浩瀚的宇宙相比,地球是多么渺小,人的一生又何其短暂;但人类存在的价值之 一,在于人的智慧代代相传,人类集体的智慧能够探究浩瀚宇宙中的无穷奥秘。人生于世,时时都应意识到我们生活在社会群体中,我们生活在自然怀抱里。当我们与社会中的 别人打交道时,崇高的道德准则是必须遵守的;人在自然怀抱里更不能无视天地宇宙之间自然界庄严的规律。仰望星空,无论是几十年前还是几十年后,无论你身在地球上什么地方,灿烂的群星总以它那无比的深邃和静谧,向你展示着神秘而和谐的宇宙图景,使你心 驰神往,无限遐思,心灵得到净化。
1997年7月在第二届海峡两岸天文推广教育研讨会上,全国人大常委、中国科学 院院士叶叔华先生发表文章说:“天文学与其他科学一样不仅是知识的本体,更重要的是一种思维方法。”“让天文学从神秘高深的科学殿堂里走出来,成为人们生活中不可缺少的一部分,以达到净化精神、陶冶情操、提升素质的目的。这是历史和社会赋予天文学家、推广教育人士、科普工作者以及所有具有天文知识的人的崇高责任与义务。”
苏宜教授的《天文学新概论》是国家级教学团队·科学素质教育丛书之一,其雏稿是1993年应南开大学为文理科学生开设《天文学概论》公选课之需而编写的,其后课程又扩展至天津大学,至2017年底,连续49学期,两校选课学生共达26163人。教书—写书—再版修订—再教—再写……,一己之力,亲历亲为,冀望良性循环,历久弥新。该书连出五版,共21次印刷,从初版的34万字到第五版的78万字(不包括在中国台湾出版的繁体字版)。
这本书写作以“既说明事理,又提高兴致”为宗旨,力求二者兼顾,使不同专业的学生都能够撷英汲粹,兴趣盎然。少许略微专深一些的内容,用小号字穿插于章节之中,供一部分理科基础较强的学生选读。跳过这些段落,也不影响对全书的连贯理解。希望本书除作为高等学校天文选修课教材之外,也能成为具有中等以上文化水平的读者获取天文知识的有益读物。
本书第五版467页写道:仰望苍穹,宇宙之浩渺寥廓和物质的稀少寡淡成为鲜明的对比。如果把所有天体物质都打成碎屑,再均匀散布到宇宙各处,那么,在以地球到月亮的距离为半径的球形空间里,只有不到100克重子物质(即以中子、质子为主体的普通物质——天文上称为亮物质)。
本书第五版485页写道:在这个由物质组成的宇宙中,人类几千年的文明辛辛苦苦积累起来的科学知识,只限于对普通物质——亮物质的了解。无论是地球、太阳、遥远的恒星、庞大的星系,还是形形色色的生物,微观世界的物质粒子,都只不过是由亮物质所组成。它们仅占宇宙物质总量的不足5%。人类熟知并自以为已经非常渊博的学问,原来只限于对孤悬在宇宙之中那些最特殊的材料的了解。余下95%以上更一般的材料属于我们全不知晓的“两暗”物质:不发任何辐射因而我们无从探测,它自身为“暗”的暗物质;以及我们只能茫然以对,犹如我们自身处在“暗中”而对其一无所知的“暗能量”。
本书第五版34页图1.2.43是2013年7月19日卡西尼探测器在土星附近拍摄的土星环照片。箭头所指一个暗淡的小白点是远在14亿千米之外的人类的家乡——地球。美国当代天文学家卡尔萨根(Carl Sagan)在他的科普书中写道:“那个光点,就是我们的家园,我们的一切。你所爱的每一个人,你认识的每一个人,你听说过的每一个人,曾经有过的每一个人,都在它上面度过他的一生。……超级明星、最高领袖、人类历史上的每一个圣人与罪犯,都住在这里,一粒悬浮在阳光中的微尘。”很多非天文专业的人士,读书至此都为之动容。身为如此渺小的地球上的一个生灵,竟要凭借自己的智慧去徜徉星海,探寻无比宏大的宇宙。