物理学的诺贝尔奖,近5年诺贝尔物理学奖获得者25人

相信不少差友应该看过《 货币战争 》这样一本书。

在这儿，有个非常非常传说的玩意 —— 罗斯柴尔德家族。

在书里，这个始于 18 世纪的犹太家族是世界的幕后黑手之一，从拿破仑战争到南非的钻石，从教皇的宝藏到美国的秘密圆桌里，都扮演着一个呼风唤雨的角色。

手握 “ 50 万亿 ” 美元，说一不二，无人不从，是妥妥的超级幕后黑手大反派配置了。

当然，现实世界的罗斯柴尔德家族并没有像小说中那么牛叉，不过今天差评君想分享另一个故事，一个科研领域的 “ 罗斯柴尔德 ” 家族的故事。

这个“家族”有多牛叉？他们猛到甚至占据了我们半本高中物理教材，从 1904 年到 2019 年为止，总共走出了 30 个诺贝尔奖。

这就是坐落于英国剑桥的 —— 卡文迪许实验室。

# 卡文迪许和卡文迪许？

说到卡文迪许实验室，那个历史上第一个测出地球质量的社恐科学家——亨利 · 卡文迪许也有必要提一嘴。

在这儿我先卖个关子，如果你测出了地球的质量，你会选择怎么做？

虽说都 2022 年了，这个问题只要五秒钟就能通过百度搜索到，但是如果你是第一个发现的人呢？

是欣喜若狂告昭天下，还是稳住别浪，继续搬砖？

如果这样你能沉住气的话，那我再加个码。

你在化学上做了丰富的试验，发现空气的构成中不但有 4/5 的氮气，还有 1/5 的氧气，又顺带发现了惰性气体。

在电磁学上也是颇有建树，折腾过电荷和电容的关系，捣鼓过电势和电流的比例，你会怎么样？

要是我的话，恨不得牵着火锅出去跑个 8000 米，让全公司的人都知道我整了这么多可以改变世界的大发现。

但亨利 · 卡文迪许不一样，阿西莫夫（ 对，就是那个写科幻小说的阿西莫夫 ）对他的评价是：“ 他是一个富裕而神经质的天才，几乎完全孤独地生活和死亡 ”。

作为一个不愿意和别人说话 · 社恐 · 有钱 · 性格孤僻 · 聪明的科学家，上面的这些研究他都做过。。。但是和咱们想的不一样。。。在做出了这些成果之后 —— 卡文迪许选择将大部分手稿压而不发。

这也就意味着很大一部分 “ 超越时代 ” 的研究并没有在那个时代为人所知，甚至如果没有意外的话，这些手稿可能会一辈子没有人发现。

不过就在这个时候，意外就来了。

在亨利 · 卡文迪许去世数年后，剑桥大学正好哼哧哼哧准备建一个新的物理实验室。

要知道在 19 世纪前的那些年代，科研是一个富家子弟才做的起的玩意。

科研，是需要 “ 氪金 ” 的。

不充值，哪里来的实验器材，哪里来的化学原料，哪里才能让人 “ 推荐审稿 ”？

没有钱的白嫖玩家，就只能当氪金玩家的游戏体验，做着科研里最边角料的事情，而能学到多少则是全凭运气。

而剑桥的实验室想要解决的就是这个问题，做一个系统的，正规的物理教学课堂，让更多想学习物理的人得到帮助，得到一个学习的机会。

在当时，这是一个剑桥大学委员会说：“ Yes ” 的选择。

可结果大家一合计盘算，发现建这个实验室需要 6300 英镑（ 也有说是 8450 英镑的版本 ）。

剑桥的钱包当场说 no 。。。

按照英国通货膨胀计算器，

当年的 6300 英镑相当于如今的 83w 英镑 ▼

不过好在后来它们找到了一个赞助商 —— 威廉 · 卡文迪许爵士。

也就是咱们之前提到不愿意和别人说话 · 社恐 · 有钱 · 性格孤僻 · 聪明的亨利 · 卡文迪许的一个远房亲戚。

氪金玩家总是会有特权的，这样一来，这个在未来物理史上扮演了重要角色的 “ 罗斯柴尔德 ”，最终命名成为了卡文迪许实验室。

卡文迪许实验室入口外景 ▼

# 统治了半部物理书的地方

而新成立的卡文迪许实验室的 “ 第一代掌门 ” 就是理科生非常非常非常熟悉的电磁学大师 —— 万法归一麦克斯韦。

麦克斯韦方程组，

号称史上最美的方程 ▼

麦克斯韦有多牛，他预言了电磁波的存在，提出了将光，电，磁统一的麦克斯韦方程组，被誉为是牛顿，爱因斯坦之下的当代物理学第三人。

而就算是这样一位牛逼哄哄的科学家，在看到亨利 · 卡文迪许留下的厚厚 20 卷手稿之后也震惊了。

我朝，真有人只做科研不发表的啊？

在卡文迪许的手稿中，麦克斯韦发现：

亨利 · 卡文迪许提出了电容器的电容会随电容器介质的不同而改变，也就是我们现在熟知的介电常数。

提出了两带电体间有相互作用力，且其定量关系可以方程表示 —— 没错就是我们常说的库仑定律。

甚至还提出了电势和电流之间的正比关系 —— 对，就是电学的基础欧姆定律。

也就是说。。。如果卡文迪许不是个社恐，上面这三个定律说不定就要换个名字了。

比如叫什么卡文迪许第一定律，卡文迪许第二定律，卡文迪许第三定律之类的。。。

这 20 卷手稿在麦克斯韦担任卡文迪许实验室负责人，也就是 “ 卡文迪许教授 ” 之后花了整整五年才梳理清楚，在 1879 年出版了一本书叫《 卡文迪许的电学研究 》才让事情告一段落。。。

邀请麦克斯韦入职的书信 ▼

“ 这些论文证明卡文迪什几乎预料到电学上所有的伟大事实，这些伟大事实后来通过库仑和法国哲学家们的著作而闻名于科学界。 ” —— 詹姆斯 · 克拉克 · 麦克斯韦

而这个继承了 “ 卡文迪许 ” 名号的实验室也没有让这个名字蒙尘，在麦克斯韦的带领下，在新的教学方式的实践下，卡文迪许实验室吸引了来自世界各地的科研人员，过去得不到科研机会的 “ 年轻人 ” 的能力得到了发挥。

从 1904 年到 2019 年这 115 年里，卡文迪许实验室牛逼哄哄的走出了 30 名诺奖得主，研究的领域从电磁到原子，从微小的 DNA 到广袤的天体物理都有所涉猎。

其中的一些 “ 驰名成功 ” 甚至明晃晃的写在咱们的教科书上。

比如用来解释为什么天空会这么蓝的瑞利散射。

还有发现电子的约瑟夫 · 汤姆逊，以及证实了原子中心有原子核的卢瑟福。

汤姆森测量电子的阴极射线管。▼

在 1935 年，还由詹姆斯查德威克发现了中子。

嗯。。。光看这三个卧龙凤雏对原子的研究，就直接给教材丰富了好几章内容。

除此之外，卡文迪许实验室在 CT，X 光，DNA 双螺旋，血红蛋白结构的标定，脉冲星的探索这些又广又杂的方向，都做出了不少贡献。

搬回去了一大堆诺贝尔奖，这里差评君做了一张图，大家可以自己滑动。

看看会有哪些你熟悉的技术会与这个实验室有关。

# 最后：

最后，差评君借助中国科学院院士，高能物理学家，同时是第四代卡文迪许教授卢瑟福的学生张文裕先生的一句话来作为文章的总结。

“ 一个研究单位的好坏，不在于出一两个人才，而在于建立一个优良的科学传统和学术环境 ”

时过境迁，在 21 世纪的当下，卡文迪许实验室拿诺贝尔奖的频率大大降低，已经不复上个世纪 40 年代的辉煌。

如今卡文迪许实验室主要涉及的研究方向 ▼

但这不影响它依旧还是科学史上的一颗明珠。在巅峰时期获誉：“ 全世界二分之一的物理学发现都来自于卡文迪许实验室 ”。

毕竟人需要环境才能科研，而科学进步也需要人才的齐力推动才能探索进步。

而卡文迪许实验室的模式在当年来说，就是培养人才的最好温床。

加州理工学院——我心中的灵魂殿堂

又到一年毕业季，看着朋友圈内满屏的成人礼、毕业照，不由得思绪又被带回上个月在美国母校的场景。加州理工学院（California Institute of Technology，简称Caltech），我小时候梦开始的地方，也是我在美国学习生活开始的地方。

Caltech位于加州东部的帕萨迪纳市（Pasadena），是一所世界著名的私立研究型大学。校园不大、学生人数也不多，是这所久负盛名的学校写照，但是校园唯美、建筑独特、环境清幽、学术高强度和理工科技界大牛精英众多，却是我作为校友最深的体会。
在这里，全校学生总数基本在2000人左右，但却从中走出了35个诺贝尔奖得主，是世界上诺贝尔奖获奖密度最高的学府。Caltech是美国顶尖私立大学中唯一一所没有推行Affirmative action（反歧视行动）的学校，所以在这里亚裔比例非常非常高，在这里我不想介绍什么是Affirmative action了，感兴趣的学生可以自己Wikipedia下。不过因为Caltech开设的专业不是十分全面，校园面积非常小，又不太在意商业宣传运作和推广，所以综合排名上没办法与某些“佛学院”和“大老虎”等常春藤学校相比较，这几年排名都略有下降。

我们中国知名“两弹一星”的元勋钱学森，就是从麻省理工学院MIT取得硕士学位后，转入加州理工学院继续攻读博士，师从世界著名力学大师冯·卡门教授，学习航空工程理论，后又留校任教，回到祖国后，成为了“中国航天之父”。同时Caltech也是美国知名美剧《The Big Bang Theory》（生活大爆炸）的实际背景发生地。

Caltech最初是1891年由地方商人和政治家Amos G. Throop在Pasadena创建的一所职业学校发展而来。在1920年以前，学校以Throop大学、Throop工艺学院和Throop技术学院而知名。驱动Caltech从一所艺术和手艺的学校成为世界级科学中心的“力量”源自天文学家George Ellery Hale，他成功吸引到私人的土地和资金赞助，给学校建立和装备了良好的现代实验室设施，并且说服了实验物理学家密立根加入到加州理工学院，为Caltech塑造成为今日科学技术的中心，奠定了坚实的基础。

现在Caltech的院系包括：生物科学学院、工程与应用科学学院、化学与化学工程学院、地质学与 行星 科学学院、物理学、数学与天文科学学院、人文与社会科学学院。重点学科有：物理，其次是工程、化学、生物、航天航空、天文学和地质学。科学，永远是加州理工唯一的主旋律！这里有美国大学中最现代化的实验室，有世界上最大的天文望远镜——盖克望远镜，有许多著名的物理学家、化学家，都是在加州理工学院做出了震惊世界的发现。爱因斯坦（我从小最最崇拜的一位科学家）曾经在这里，放弃了他一直坚持的“宇宙不变论”，转而认同接受了“宇宙扩展论”；物理学家卡尔·安德逊在这里找到了阳电子；诺贝尔化学奖得主理察·费尔曼几十年如一日地授课，是学生们最崇拜的教授之一。
学校的图书馆系统资源也很丰富，主要包括五个分馆：密立根图书馆、谢尔曼图书馆、达布尼图书馆、天体物理图书馆和地质行星科学图书馆。其中密立根图书馆和谢尔曼图书馆是最重要的两个。

贝克曼研究所（Beckman Institute），主要是研究生物与化学的相互关联，是以化学家贝克曼的名字命名，并且由他捐赠的基金组建成立的。贝克曼在加州理工取得化学博士后，并曾经留校任教授。他不仅是位了不起的化学家，也是位著名的实业家，贝克曼化学仪器公司就是一家遍及全球的大公司。他还发明了PH计，从此物质的酸碱基本属性，就可以定量测量了。

校园里有很多以贝克曼命名的建筑，包括我自己非常喜欢的标志性建筑：贝克曼礼堂（Beckman Auditorium）。
Caltech鼎鼎大名的“喷气推进实验室（JPL）”，是由学院空气动力实验室的教授和学生创建的，后隶属于美国宇航局（NASA）。虽然叫做实验室，但实际上是一个规模相当庞大的太空研究中心，超级神秘。JPL不仅控制全球的深太空探测网，还对地球的卫星进行测量和海洋观测。近年来它还成为了火星探测的大本营，每一次探测，都会掀起全世界一波又一波的火星热。

Caltech镇校之宝是尊有130年历史的加农炮。在每年的开学典礼上，加州理工学院通常都会鸣响这尊大炮。关于这座大炮，还有一段MIT与Caltech之间的恶作剧，这个故事流传了许多许多年。这两所学校明争暗斗已久，麻省理工学院(MIT)的学生，就曾冒充搬家公司，伪造证件骗过加州理工（Caltech）的保安，把这座大炮从西海岸“骗”到了东海岸。当然，在MIT的恶作剧之前，加州理工的学生也曾经混入MIT，向参观的学生发放貌似是官方发放的褶皱不堪的MIT T-shirt，正面印着“MIT”，背面却印着“因为不是每个人都有机会去加州理工学院”的字样，哈哈哈～所以就有个特别有意思的现象，无论你在加州理工的bookstore，还是在MIT的bookstore都会看到有印有对方学校标志LOGO的商品在销售，尤其是T-shirt，不过印的话语或图案都是“互黑”的。两所名校不光在学术上斗智斗勇，搞起恶作剧来也都是花样百出的。
在这里，你可以跟同学和教授在任何地点、任何场合进行学术问题讨论，而不用担心是否在去超市或咖啡店买东西时讨论高斯过程的条件概率公式或请教共轭梯度法时，而被身边人鄙视觉得你在各种装。再说个有趣的段子，Caltech为了能够高冷且深深的黑到MIT，Caltech的学生大部分都管MIT叫做“the other institute”。然后称MIT为自己的基友校。。。请大家自行脑补就行啦。
Caltech的学生很多都是Geek或Nerd，所以高智商且“独特”的学生们喜欢玩耍的和自娱自乐的活动和方式外界人都无法理解，比如什么自制个冰块滑梯滑、晚餐拽面包大赛、液氮冰淇淋等等，各种奇葩的点子和玩法都曾经出现过，我不想多介绍了，怕惊吓到很多心仪这所学校的同学们。

不过这里的学术难度和课程饱和度极其高，本科阶段学校要求无论什么专业的学生，哪怕是学经济学或政治学的学生都要学习至少5个学期的数学（数分、线代、常微、偏微和概统）、5个学期的物理（力学、电磁、狭相、热力和量子）、2个学期的理论化学和12门的人文社科课程，所以每次当有学生和家长询问我本科是学什么专业的，我回答的都是一半是经济学、一半是数学和物理，客观的说每一位从Caltech本科毕业的学生，不管是学什么专业的，哪怕就是学人文的，理科学术能力都绝对不输给其他学校专门学理工科的学生。

另外，在加州理工学院不管你是哪个专业的本科学生，在本科四年中都要至少修完54门课，每学期要修5门课左右，如果是工程专业的学生，基本上要至少修65门课程左右。不过这种高强度的能力培养，对我自己的潜能开发非常有效，很多时候让我看到了不同角度的自己，非常神奇。
特别值得一提的，Caltech是一所极其讲究高度信任和诚信的地方，所以考试都是可以学生带回家自己做的，并且自己看表，自己给自己当监考。Caltech的Honor Code之一就是"No member of the Caltech community shall take unfair advantage of any other member of the Caltech community."我用中文翻译的直白一点就是“不要占别人便宜”。

加州理工学院的校训是：The truth shall make you free .中文翻译为：真理使人自由。漫步在校园中，每一个角落都能找寻到当时读书时的独特记忆，虽然上学时每天都要面临巨大的学业压力（真的是巨大的），但是曾经刻苦学习的自己、相关扶持的同学和激烈研讨的教授都是那样历历在目。
我想，正是曾经在加州理工学习和生活的这段宝贵经历，教会了我要与人自由、开放、充分的交流，使我的内心得到了洗礼和成长， 让我学习和锻炼了深入、谨慎的思维观和逻辑能力，以及要重视诚信、互助和尊重的个人行为准则。

卡文迪许实验室出了几个诺贝尔奖

截止2020年11月，卡文迪许实验室出了29个诺贝尔奖：

卡文迪许实验室作为剑桥大学物理科学院的一个系，从1904年至1989年的85年间一共产生了29位诺贝尔奖得主，占剑桥大学诺奖总数的三分之一。若将其视为一所大学，则其获奖人数可列全球第20位，与斯坦福大学并列。其科研效率之惊人，成果之丰硕，举世无双。在鼎盛时期甚至获誉“全世界二分之一的物理学发现都来自卡文迪许实验室。”

获奖者及主要成就：

约翰·斯特拉斯，第三代瑞利男爵（物理, 1904）研究气体密度，并从中发现氩

约瑟夫·汤姆孙（物理, 1906）发现电子；认识到电子是亚原子粒子;（其子后来亦获物理学奖）

欧内斯特·卢瑟福（化学, 1908）发现了放射性的半衰期，并将放射性物质命名为α射线和β射线

威廉·劳伦斯·布拉格（物理, 1915）开展用X射线分析晶体结构的研究（25岁获奖，为最年轻得主）

查尔斯·格洛弗·巴克拉（物理, 1917）发现X射线的散射现象

弗朗西斯·阿斯顿（化学, 1922）借助质谱仪发现了大量非放射性元素的同位素，并阐明了整数法则

查尔斯·威耳逊（物理, 1927）发明云室，用以观察α粒子与电子的轨迹

阿瑟·康普顿（物理, 1927）发现康普顿效应

欧文·理查森（物理, 1928）发现理查森定律

詹姆斯·查德威克（物理, 1935）发现中子

乔治·汤姆孙（物理, 1937）发现电子具有波的性质(约瑟夫·汤姆孙之子)

爱德华·阿普尔顿（物理, 1947）发现高度约为150英里（241千米）的电离层，即阿普尔顿层

帕特里克·布莱克特（物理, 1948）使用反控制云室观察宇宙射线

约翰·考克饶夫（物理, 1951）使用粒子加速器研究原子核

欧内斯特·沃吞（物理, 1951）历史上第一位人为分裂原子核的人，证明了原子结构理论

弗朗西斯·克里克（生理学或医学, 1962）与沃森共同发现了脱氧核糖核酸（DNA)的双螺旋结构

詹姆斯·杜威·沃森（生理学或医学, 1962）与克里克共同发现了脱氧核糖核苷酸（DNA)的双螺旋结构

马克斯·佩鲁茨（化学, 1962）与肯德鲁共同确定了血红素和球蛋白的分子结构

约翰·肯德鲁（化学, 1962）与佩鲁茨共同确定了血红素和球蛋白的分子结构

多萝西·克劳福特·霍奇金（化学, 1964）确定了青霉素和维生素B12的结构

布赖恩·约瑟夫森（物理, 1973）预言并发现约瑟夫森结效应

马丁·赖尔（物理, 1974）首位获得诺贝尔奖的天文学家

安东尼·休伊什（物理, 1974）发现脉冲星

内维尔·莫特（物理, 1977）同安德森发展出磁性和无序体系电子结构的基础性理论

菲利普·安德森（物理, 1977）同莫特发展出磁性和无序体系电子结构的基础性理论

彼得·卡皮查（物理, 1978）发现超流体

阿兰·麦克莱德·科马克（生理学或医学, 1979）成功进行X射线成像分析

亚伦·克拉格（化学, 1982）使用晶体电子显微镜研究病毒及类似物质的结构

诺曼·拉姆齐（物理, 1989）研发超精密铯原子钟和氢微波激射器